Способ определения истинного начального давления газа в газонасыщенном угольном пласте

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУ 6 ЛИК 1815329 3)5 Е 21 Р 5/00 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ТН САНИЕ ИЗОБРЕТ СВИДЕТЕЛЬС К АВТОРСКО(71) Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности(56) Авторское свидетельство СССР Я 155470, кл, Е 21 Р 500, 1961.Авторское свидетельство СССР ЬВ 1456602, кл. Е 21 Р 500, 1987.54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИСТИН НОГО НАЧ 4 ЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ ГАЗА В ГАЗО- НАСЫЩЕННОМ УГОЛЬНОМ ПЛАСТЕ . (57) Использование: при прогнозе выбросоопасности угольных пластов. Цель: повышение точности и оперативности определения Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при прогнозе выбросоопасности угольных пластов, в частности для определения давления газе в угольных пластах перед их вскрытием выработками.Цель изобретения - повышение точности и оперативности определения давления газа за счет контакта жидкости в камере с газовой средой в прилегающем горном массиве за границей зоны влияния скважины,Сущность заявляемого способа заключается в следующем,Бурится скважина (шпур) диаметром 45- 60 мм в угольный массив на глубину, на которой необходимо,замерить давление газа в пласте. В скважину до упора в ее забой вставляется рукавный гидравлический герметизатор, имеющий два автономных канала для закачки воды. Через первый канал давления газа за счет контакта жидкости в камере с газовой средой в прилегающем горном массиве за границей зоны влияния скважины. Сущность изобретения: бурится скважина (шпур) на глубину, на которой необходимо замерить давление газа в пласте,Герметизируют замерную камеру и производят замер установившегося значения давления в камере. Определяют расчетное давление газа в пласте угля для исследуемых шахтопластов, после чего производят подачу жидкости в замерную камеру при давлении, равном расчетному, Фиксируют изменения давлений жидкости и при падении или росте давления производят соответственно сброс или подьем давления жидкости в камере до стабилизации его значения."ю вода закачивается от высоконапорного насоса в расширяющийся рукав герметиэатора до давления ф, гдето- средняя плотность пород вышележащей толщи, Н - глубина от земной поверхности в точке замера, Рукав расширяется в скважине и отсекает замер ную камеру, представляющую собой не-, - а большое свободное пространство между (Л передним концом расширяющегося рукава ( 1 герметизатора и забоем скважины от остальной ее части, По второму каналу вода нагнетается в замерную камеру до расчет- ного давления газа в пласте, осуществляемого в соответствии с установленными для различных бассейнов и месторождений зависимостями. После этого подача воды в канал прекращается и кран на входе закрывается, На момент окончания нагнетания водой под высоким давлением заполняется не только замерная камера, но и прилегаю 1815329щая к ней разгруженная и дренированная при бурении область. Поскольку расчетное давление газа для пласта, как правило, превышает его фактическое значение, то за счет проникновения воды из эамерной камеры и прилегающей к ней области в более удаленную область, где пустоты заполнены газом под меньшим давлением, давление воды в камере начнет снижаться, что будет зафиксировано подключенным к ней манометром.Если через заданный промежуток времени, например 1 мин, снижение давления не прекратится, то открывается кран на входе на короткое время и давление в камере сбрасывается на 0,1 МПа, Если давление газа снова будет снижаться, то через 1 мин после сброса давления производится его следующий сброс еще на 0,1.МПа и так до тех пор, пока через 1 мин после очередного сброса давление в эамерной камере не начнет повышаться или не остановится на одном значении, Это означает, что давление газа в камере стало несколько ниже свободного давления газа в пласте в точке замера или равно ему, Замер давления газа в этом случае прекращается и давление газа в пласте в точке замера принимается равным средней величине между показателями манометра до последнего сброса давления в зэмерной камере и после сброса, При этом ошибка измерения давления газа в пласте, как вытекает из методики измерения, составит не более 0,05 МПэ. Для еще более точного измерения газа в пределах точности шкалы отсчета можно подождать окончательной остановки стрелки манометра,В тех исключительных случаях, когда расчетное давление газа в пласте окажется ниже фактического, давление воды в эамерной камере после первой закачки и закрытия крана начнет повышаться, При данном варианте необходимо поднять путем закачки высоконапорным насосом давление в камере ступенями по 0,1 МПа до величины, при которой начнется снижение показателя манометра. Давление газа в пласте принимается равным среднему из двух последних установленных значений давления воды в камере,Если на основании приведенных ранее измерений установлено, что давление газа в пласте значительно меньше расчетного, то при первой закачке для сокращения времени замера может быть установлено примерное ожидаемое давление газа, что позволит дополнительно увеличить оперативность способа,Предложенный способ определения истинного давления газа в гаэонасыщенном угольном пласте отличается высокой опера 10 15 тивностью и точностью измерений, Он позволяет выполнить измерение давления газа за время, не превышающее 1 ч, а в среднем за 20-30 мин, что в десятки раэбыстрее по сравнению с известным прототипом.Измерение давления газа предлагаемым способом может быть произведено как через породную пробку при вскрытии пласта, так и из пластовой выработки. Применяемым известным способом обычно вообще не удается замерить давление газа из пластовой выработки иэ-эа очень медленного его нарастания в замерной камере и иногда и вообще отсутствии нарастаниявследствие высокой проницаемости массива в направлении к обнажению и снижению давления газа в области влияния выработки. Заявляемый способ обеспечивает высокую точность замера, поскольку при измерении вследствие контакта закачанной взамерную камеру и в окрестность скважиныводы за границей эоны влияния скважины25 передается на манометр полное давлениегаза в пласте. Если же замерная камера незаполняется компонентом, то давление газав ней восстанавливается не полностью.Преимуществом предложенного спосо 30 ба является простая технология его выполнения. Для закачки в распирающийся рукавгерметизатора и в замерную камеру используется один и тот же компонент - обыкновенная вода. Оперативно производится35 герметизация скважины для замера давления газа (порядка 5 мин),П р и м е р, Опытная проверка заявляемого способа проведена на ш. "Первомайская" ПО "Северокчэбассуголь" в40 вентиляционном штреке В 226 И по пласту.21. С этой целью пробурена в приэабойнойчасти штрека скважина диаметром 45 мм наглубину 8 м под углом 60 к борту выработки,В скважину был введен гидравлический45 двухканальный герметизатор до упора в еезабой, В расширяющийся рукав герметизатора закачивалась с помощью высоконапорного насоса вода до давления 7,2 МПа, чтосоответствует величине горного давления в50 точке замера, Затем в замерную камеру эакачана вода до ожидаемого давления2,0 МПа, Начиная с этого значения, проводилось снижение ступенями давления эасчет сброса части жидкости с соответствии55 с изложенной выше методики. После очередного снижения давления до величины1,05 МПа начался его самопроизвольныйподъем. Давление в камере достигло1,15 МПа и на этом уровне стабилизировалось. Следовательно, давление газа в пла1815329 Составитель Г.СмирновТехред М,Моргентал Корректор С.Шекмар Редактор Заказ 1621 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 сте в результате измерения получилось равным 1,15 МПа,После этого было проведено контрольное измерение, Для этого путем дополнительной подкачки воды давление в камере довели до 1,3 МПа. После того, как было зафиксировано его снижение, слита часть жидкости и установлено давление 1,2 МПа. После этого давление снизилось и стабилизировалось на величине 1,15 МПа, что подтвердило результат первого измерения.Ф о р мул а изобретен ия Способ определения истинного начального давления газа в газонасыщенном угольном пласте, включающий бурение скважины, герметизацию замерной камеры и замер установившегося значения давления в камере, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и оперативности определения давления газа за счет кон такта жидкости в камере с газовой средой вприлегающем горном массиве за границей; зоны влияния скважины, предварительнд определяют расчетное давление газа в пласте угля для исследуемых шахтопластов, по сле чего производят подачу жидкости взамерную камеру при давлении, равном расчетному, фиксируют изменения давлений жидкости и при падении или росте давления производят соответственно сброс 15 или подьем давления жидкости в камере достабилизации его значения.