Устройство для измерения давления и количества метана, выделяющегося из угольных пластов

А, Мальцев и И. П. Пслякски УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕ аявлено 6 марта 1951 г.АВЛЕНИЯ И КОЛИЧЕСТВА МЕТАНА3 УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ МЕРЕ НИ НИЦЕГО Мо 268.51/445199 в Министерство угольной промышленности СССР за 1953 изобретений:Ъ убликовано и Бюллете Прогноз метанообильности для проектируемых шахт дается без достаточно надежных обоснований. Между тем ошибки в прогнозе в сторону преувеличений могут повлечь за ссбой весьма значительные непроизводительные затраты, а ошибки в сторону преуменьшений могут послужить причиной невозможности эксплуатации шахты. Для надежности предопределения метанообильности шахты необходимо иметь данные о давлениях, а еще лучше и о количестве метана, выделя 1 сщегося из пластов угля, а в некоторых случаях и из породных массивов.Изобретение имеет целью обеспечить возможность измерения давления и количества метана, выделяющегося из угольных пластов. В основу предлагаемого устройства, решающего эту задачу, положено устройство, известное в применении к измерению давления и дебита подпочвенных газов и выполненное в виде опускаемой в заполненную промывочной жидкостью скважину трубы, соединенной верхним концом с манометром и снабженной у своего нижнего конца фланцем, опирающимся на уступ, получающийся путем уменьшения диаметра буровои скважины в подстилающей исследуемый слой породе.Особенностью устройства, составляющего предмет настоящего изобретения, является помещение в нижнем пегфорированнсм конце трубы заглушки, предупреждающей попадание г.ромывочной жидкости внутрь трубы при ее опускании и скважину. После посадки фланца трубы на уступ в скважине, чем обеспечивается ее герметизация, заглушка извлекается. цля этого заглушка гыполняется, например, в виде пробки с резьбой, вывиччиваемой с поверхности, или в виде пробки из легкоплавкого сплава, расплавляемого с помощью электрического нагревательного приспособления или за счет тепла, выд.ляющегося при реакции карбида кальция или негашеной извести с водой.На фиг. 1 чертежа схематически показано предлагаемое устройство, установленное в скважине разведочного бурения, на фиг, 2 - разбурник, используемый для образования уступа в буровой скважине.Как видно из чертежа, на расстоянии около одного метра от угольного пласта 1 диаметр бурогой скважины 2 уменьшается на 8 С - 40 лы, образуяв этом месге уступ, на который садится фланец 3, приваренный к штанге-трубе 4.Нижний конец трубы 4 на длине,примерно равной мощности пласта, выполнен перфорированным и закрытснизу башмаком 5.В трубе 4 над перфорацией устанавливается заглушка б, пме.ощая одноили несколько конических отверстий, обращенных широкими основаниями кни зу,и залитых легкоплавким сплавом.Для герметизации скважины в уступек фланцу 3 крепится прокладка 7 (например, асбестометаллическая с медной оболочкой). Нажатие фланца 3 науступ скважины обеспечивается за счетдавления столба промывочной жидкости в кольцевом зазоре над фланцеми веса всей колонны труб. Создаваемое таким образом давление весьмазначительно, что способствует надежносги уплотнения.Так как даже при наличии геологического разреза местности, соседней сместом разведочного бурения, нельзязаранее точно определить глубину залегания угольного пласта (для перехода к бурению сквижины меньшегодиаметра с целью образования уступана расстоянии одного-полутора метровот пласта), то бурение должно производиться колонковой - разбурником(фиг. 2), снабженным на расстоянии2 - 3 м от коронки планками с резцами,Вначале - пока по ориентировочнымсоображениям не приблизятся к угольному пласту - можно бурение сква.жины вести, не прибегая к разоурнику, и только затем использовать колонковую - разбурник.Пробурив скважину до подстилающей пласт угля породы, в нее опускают колонну из пустотелых штангс рланцем 3 и заглушкой б.Разъединение столба промывочнойжидкости, находящейся в кольцевомпространстве - между скважиной и колонной труб - от жидкости, поступившей через отверстия в нижнемконце трубы под заглушкой), достигается прижатигм фланца 3 с прокладкой 7 к уступу скважины.После установки колонны полыхштанг с фланцем 3 и заглушкой бпроизводится выплавка сплава, которым залито отверстие (или отверстия)заглушки. Это достигается нагрева.нием электрическим током или за счеттепла, вьцеляемого кароидом кальцияилп негашеной известью при взаимодействии их с водой.В первом случае электрический токподается по проводам к нагревательному сопротивлению, монтированномув заглушке, например в кольцевойвыточке, изолированной слюдой. Вовтором случае в трубу поверх заглуш.ки на поверхности земли насыпаетсяслой мелко дробленного карбида каль.ция или негашеной извести хорошегокачества, После установки колоннытруб внутрь с поверхности земли выливается некоторое количество воды.Реакция гашения карбида или известисопровождается выделением значительного количества тепла.Расплавленный сплав вытекает подзаглушку, чему способствует конусность отверстий в заглушке.Удаление заглушки может бытьпроизведено и чисто механическим путем. В этом случае заглушка выполняется в виде пробки с левой ленточной резьбой, с помощью которойона ввинчивается в трубу 4. Ввинчивание заглушки осуществляется с помощью штанг меньшего диаметра, чемосновная колонна, причем конец первой штанги снабжается правой нарезкой, а заглушка - соответствующимотверстием с такой же резьбой,При ввинчивании штанги в заглушкупоследняя будет вывинчиваться и может быть извлечена из колонны трубна поверхность земли.Вытекание легкоплавкого сплаваиз заглушки или извлечение ее изтрубы обеспечивает доступ метана,выделяющегося из угольного пласта,к установленному на поверхности земли манометру 8 или расходомеру 9.В случае вылеления более или менее значительных количеств метанаустройство может быть использованодля добычи его в промышленных целях. При этом для увеличения дебитаскважины может оказаться целесообразным применение ротационной воздуходувки 10,После измерения давления и количества метана в первом пласте продолжают бурсние до следующего пла94888ста и точно так же производят измерения в этом пласте и т. д.Предмет изобретенияУстройство для измерения давления и количества метана, выделяющегося из угольных пластов, выполненное в виде опускаемой в заполненную промывочной жидкостью скважину трубы, соединенной верхним концом с манометром и снабженной у своего нижнего конца фланцем, опирающимся на уступ, получающийся путем уменьшения диаметра буровой скважины в подстилающей угольный слой породе,отличающееся тем, что, с целью предупреждения попадания ппомывочной жидкости внутрь трубы при ее опускании в скважину, в нижнем перфорированном конце трубы помещена заглушка, например, в виде пробки с резьбой, вывинчиваемой с поверхности после посадки фланца трубы на уступ в скважине, или в виде пробки из легкоплавкого сплава, расплавляе,мого с помощью электрического нагревательного приспособления или за счет тепла, выделяющегося при реакции карбида кальция или негашеной извести с водой.