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

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

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 5а, 18„, 421, 4,,й"0 94888 ссг.v ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СБИДЕТЕЛЬСТ

H. А. Мальцев и И. П. Полянский

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ И КОЛИЧЕСТВА МЕТАНА, ВЫДЕЛЯНИЦЕГОСЯ ИЗ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

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, выделя1ощегося из пластов угля, а в некоторых случаях и из породных массивов. метра буровой скважины в подстилающей исследуемый слой породе.

Особенностью устройства, составляющего предмет настоящего изобретения, является помещение в нижнем перфорированном конце трубы заглушки, предупреждающей попадание г.ромывочной жидкости внутрь трубы при ее опускании R скважину. После посадки фланца трубы нн уступ в скважине, чем обеспечивается ее герметизация, заглушка извлекается. цля этого заглушка гыполняется, например, в виде ппсбки 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 80 — 40 лы, образуя

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 диаЗаявлено 6 марта 1951 г. за М 268-51/445199 в Министерство угольной промышленности СССР

Опубликовано и «Бюллетене изобретений; > М 1 за 1953 г..№ 94888 в этом месге уступ, на который садится фланец 8, приваренный к штан.ге-трубе 4.

Нижний конец трубы 4 на длине, примерно равной мощности пласта, выполнен перфорированным и закрыт снизу башмаком 5.

В трубе 4 над перфорацией устанавливается заглушка б, пме.ощая одно или несколько конических отверстий, обращенных широкими основаниями кни зу .и залитых легкоплавким сплавом.

Для герметизации скважины в уступе к фланцу 8 крепится прокладка 7 (например, асбестометаллическая с медной оболочкой). Нажатие фланца 8 на уступ скважины обеспечивается за счет давления столба промывочной жидкости в кольцевом зазоре над фланцем и веса всей колонны труб. Создаваемое таким образом давление весьма значительно, что способствует надежносги уплотнения.

Так как даже при наличии геологического разреза местности, соседней с местом разведочного бурения, нельзя заранее точно определить глубину залегания угольного пласта (для перехода к бурению сквижины меньшего диаметра с целью образования уступа на расстоянии одного-полутора метров от пласта), то бурение должно производиться колонковой — разбурником (фиг. 2), снабженным на расстоянии

2 — 3 м от коронки планками с резцами.

Вначале — пока по ориентировочным соображениям не приблизятся к угольному пласту — можно бурение скважины вести, не прибегая к разоурнику, и только затем использовать колонковую — разбурник.

Пробурив скважину до подстилающей пласт угля породы, в нее опускают колонну из пустотелых штанг с рланцем 8 и заглушкой б.

Разъединение столба промывочной жидкости, находящейся в кольцевом пространстве — между скважиной и колонной труб — от жидкости, поступившей через отверстия в нижнем конце трубы (под заглушкой), достигается прижатигм фланца 8 с прокладкой 7 к уступу скважины.

После установки колонны полых штанг с фланцем 8 и заглушкой б производится выплавка сплава, которым залито отверстие (или отверстия) заглушки. Это достигается нагреванием электрическим током или за счет тепла, выделяемого кароидом кальция илп негашеной известью при взаимодействии их с водой.

В первом случае электрический ток подается по проводам к нагревательному сопротивлению, монтированному в заглушке, например в кольцевой выточке, изолированной слюдой. Во втором случае в трубу поверх заглушки на поверхности земли насыпается слой мелко дробленногокарбида кальция или негашеной извести хорошего качества. После установки колонны труб внутрь с поверхности земли выливается некоторое количество воды.

Реакция гашения карбида или извести сопровождается выделением значительного количества тепла.

Расплавленный сплав вытекает под заглушку, чему способствует конусность отверстий в заглушке.

Удаление заглушки может быть произведено и чисто механическим путем. В этом случае заглушка выполняется в виде пробки с левой ленточной резьбой, с помощью которой она ввинчивается в трубу 4. Ввинчивание заглушки осуществляется с помощью штанг меньшего диаметра, чем основная колонна, причем конец первой штанги снабжается правой нарезкой, а заглушка — соответствующим отверстием с такой же резьбой.

При ввинчивании штанги в заглушку последняя будет вывинчиваться и может быть извлечена из колонны труб на поверхность земли.

Вытекание легкоплавкого сплава из заглушки или извлечение ее из трубы обеспечивает доступ метана, выделяющегося из угольного пласта, к установленному на поверхности земли манометру 8 или расходомеру 9.

В случае выделения более или менее значительных количеств метана устройство может быть использовано для добычи его в промышленных целях. При этом для увеличения дебита скважины может оказаться целесообразным применение ротационной воздуходувки 10.

После измерения давления и количества метана в первом пласте продолжают бурсние до следующего пласта и точно так же производят измерения в этом пласте и т. д.

Предмет изобретения

Устройство 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. № 94888

Фиг. 1

Фиг. 2

Огв, редактор Е, П. Калязин

Стандартгиз. Подн. к печ. 16/1 — 1957 г. Объем 0,25 п, л. Тираж 300. Цена 50 коп

Типография газеты «Курская правда», г. Курск, ул. Ле ина, 77, Зак, )595