[发明专利]一种地面钻井抽采煤矿老空区残留煤层气的方法

摘要

一种地面钻井抽采煤矿老空区残留煤层气的方法。首先由地面沿老空区中部向下施工深度为3~5m的钻井，在钻井内插入套管，由套管内向下继续施工钻井至弯曲下沉带内。沿钻井向弯曲下沉带内注入水泥砂浆，形成气体防渗层，防止注入老空区内的CO2向地面泄露。由地面沿套管内再次施工钻井至冒落带与裂隙带交界处。向钻井内插入抽采管，并由抽采管向冒落带内注入CO2，由于CO2密度大于CH4，且老空区内遗留的破碎煤岩对CO2的吸附性更强，CO2不断向老空区下部运移，老空区内原本吸附的CH4被置换出，并运移至老空区顶部积聚，再由钻井进行抽采。本方法可极大地提高老空区内瓦斯抽采效率，同时可对CO2进行封存减少温室气体。

主权项

一种地面钻井抽采煤矿老空区残留煤层气的方法，包括第一次钻井并设置套管；第二次钻井至老空区上方的弯曲下沉带内且距裂隙带顶部5～10m并向弯曲下沉带内注入水泥砂浆；第三次钻井至老空区上部的冒落带与裂隙带交界处并向钻井内插入抽采管且密封钻井井口；通过抽采管向老空区内注入CO2 ；CO2注气结束开始抽采老空区内残留煤层气，抽采管内CH4浓度低于16%时，停止抽采残留煤层气；其特征是具体操作步骤如下：a、每隔200～300m由地面（1）沿老空区（2）中部向下施工直径为300～400mm，深度为3～5m的钻井（3）；将直径为250～350mm的套管（4）插入至钻井（3）底部，向套管（4）与井壁之间浇注水泥砂浆（5），使套管（4）与井壁连接为一体；b、由套管（4）内向下施工直径为100～200mm的钻井（3）至老空区（2）上方的弯曲下沉带（6）内且距裂隙带（7）顶部5～10m；c、套管（4）上端通过法兰（8）与注浆管（9）相连，注浆管（9）的另一端设有第一阀门（10），并与高压注浆泵（11）连接；打开第一阀门（10），向弯曲下沉带（6）内注入水泥砂浆（5）形成气体防渗层（12）；d、由地面（1）沿套管（4）内施工直径为100～200mm的钻井（3）至老空区（2）上部的冒落带（13）与裂隙带（7）交界处；由地面（1）向钻井（3）内插入抽采管（14），密封钻井（3）井口；抽采管（14）上端与三通管的一个端口连接，三通管的另外两个端口分别通过第二阀门（17）连接CO2储气罐、通过第三阀门（20）连接泵站（21）；e、打开第二阀门（17），向老空区（2）内注入CO2， 24～48h后关闭第二阀门（17），停止注入CO2；f、24～48h后，打开第三阀门（20），抽采老空区（2）内残留煤层气，当抽采管（14）内CH4浓度低于16%时，关闭第三阀门（20），停止抽采残留煤层气；g、重复步骤e和f，直至抽采的CH4浓度始终低于16%后，关闭第三阀门（20）。