本發(fā)明涉及煤層鉆進(jìn)取樣技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種煤層瓦斯含量測(cè)定鉆進(jìn)取樣技術(shù)。
背景技術(shù)：
煤層瓦斯含量測(cè)定鉆進(jìn)取樣是獲取煤層瓦斯含量的關(guān)鍵技術(shù)手段，目前主要的取樣手段為反循環(huán)壓風(fēng)取樣和取芯管取樣方法，在對(duì)煤層進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)及煤樣運(yùn)移至地表過(guò)程中，由于煤層受到擾動(dòng)且煤樣運(yùn)移過(guò)程中處于大氣壓力狀態(tài)，煤層樣品吸附的瓦斯會(huì)發(fā)生迅速解吸，通常取至地表煤樣的瓦斯含量不能反映原位煤層瓦斯含量，煤層瓦斯含量偏低，導(dǎo)致對(duì)煤層氣資源儲(chǔ)量的低估和煤礦生產(chǎn)防突工作產(chǎn)生錯(cuò)誤指導(dǎo)等問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種煤層瓦斯含量測(cè)定超前冷凍取樣方法，以解決現(xiàn)有煤層瓦斯取樣存在的鉆進(jìn)過(guò)程和樣品運(yùn)移至地表的過(guò)程中樣品瓦斯解吸逸散的技術(shù)問題。
本發(fā)明煤層瓦斯含量測(cè)定超前冷凍取樣方法，包括以下步驟：
1)、以壓縮空氣作為沖洗介質(zhì)，采用繩索取芯鉆具進(jìn)行正常不取芯鉆進(jìn)作業(yè)，直到鉆至距離目標(biāo)煤層表面0.2m左右停止鉆進(jìn)作業(yè)，將地表鉆桿卸開懸掛在鉆機(jī)上；
2)、將外徑小于繩索取芯鉆桿內(nèi)徑、且管壁絕熱的流體輸送管通過(guò)鉆桿中心下放到鉆孔內(nèi)，使流體輸送管的端部接近鉆孔底部；
3)、從地面通過(guò)液氮泵將液氮或液態(tài)二氧化碳或其他低溫流體通過(guò)流體輸 送管持續(xù)泵入到鉆孔底部，使鉆孔內(nèi)保持一定液面高度的液氮或液態(tài)二氧化碳或其他低溫流體2小時(shí)以上，使鉆孔底部以下3-5m區(qū)域的地層及目標(biāo)煤層冷凍至零度以下的凍結(jié)狀態(tài)；
4)、完成冷凍操作后，停止液氮泵，迅速?gòu)睦K索取芯鉆桿內(nèi)提出流體輸送管，再下入繩索取芯鉆具的取芯器，連接鉆孔內(nèi)的鉆桿與鉆機(jī)，快速進(jìn)行取芯鉆進(jìn)操作；
5)、取芯鉆進(jìn)3m時(shí)，停止鉆進(jìn)作業(yè)，快速卸開地表鉆機(jī)與繩索取芯鉆桿，并將孔內(nèi)繩索取芯鉆桿懸掛于鉆機(jī)上，下入繩索取芯打撈器將繩索取芯鉆具的取芯器提至地表，并迅速將繩索取芯鉆具取芯器內(nèi)的凍結(jié)煤層巖心樣品裝入密封罐中。
本發(fā)明的有益效果：
本發(fā)明煤層瓦斯含量測(cè)定超前冷凍取樣方法，采用低溫流體將未擾動(dòng)的煤層先行冷凍，大幅降低擬取樣煤層段的溫度，使煤層中吸附的瓦斯在擾動(dòng)情況下亦不易發(fā)生解吸，同時(shí)使煤層中的水分凍結(jié)成冰，將煤層中的孔隙流道封堵，進(jìn)一步降低了煤層瓦斯發(fā)生解吸逸散的可能性，煤層水分的凍結(jié)同時(shí)能夠提高煤層巖心的完整性，保證在取芯操作時(shí)能夠獲取采樣段完整的煤層巖心樣品，同時(shí)聯(lián)合繩索取芯鉆進(jìn)工藝，使鉆獲的煤層巖心樣品能夠在凍結(jié)情況下快速提升至地表，最大限度保證了煤層巖心樣品在鉆進(jìn)、運(yùn)移過(guò)程中不發(fā)生解吸逸散，可保持煤層樣品的瓦斯原位含量狀態(tài)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
本實(shí)施例煤層瓦斯含量測(cè)定超前冷凍取樣方法，包括以下步驟：
1)、以壓縮空氣作為沖洗介質(zhì)，采用繩索取芯鉆具進(jìn)行正常不取芯鉆進(jìn)作業(yè)，直到鉆至距離目標(biāo)煤層表面0.2m左右(一般在0.15-0.25m范圍內(nèi))停止鉆進(jìn)作業(yè)，將地表鉆桿卸開懸掛在鉆機(jī)上；
2)、將外徑小于繩索取芯鉆桿內(nèi)徑、且管壁絕熱的流體輸送管通過(guò)鉆桿中 心下放到鉆孔內(nèi)，使流體輸送管的端部接近鉆孔底部；
3)、從地面通過(guò)液氮泵將液氮或液態(tài)二氧化碳或其他低溫流體通過(guò)流體輸送管持續(xù)泵入到鉆孔底部，使鉆孔內(nèi)保持一定液面高度的液氮或液態(tài)二氧化碳或其他低溫流體2小時(shí)以上，使鉆孔底部以下3-5m區(qū)域的地層及目標(biāo)煤層冷凍至零度以下的凍結(jié)狀態(tài)；
4)、完成冷凍操作后，停止液氮泵，迅速?gòu)睦K索取芯鉆桿內(nèi)提出流體輸送管，再下入繩索取芯鉆具的取芯器，連接鉆孔內(nèi)的鉆桿與鉆機(jī)，快速進(jìn)行取芯鉆進(jìn)操作；
5)、取芯鉆進(jìn)3m時(shí)，停止鉆進(jìn)作業(yè)，快速卸開地表鉆機(jī)與繩索取芯鉆桿，并將孔內(nèi)繩索取芯鉆桿懸掛于鉆機(jī)上，下入繩索取芯打撈器將繩索取芯鉆具的取芯器提至地表，并迅速將繩索取芯鉆具取芯器內(nèi)的凍結(jié)煤層巖心樣品裝入密封罐中。
本實(shí)施例煤層瓦斯含量測(cè)定超前冷凍取樣方法，采用低溫流體將未擾動(dòng)的煤層先行冷凍，大幅降低擬取樣煤層段的溫度，使煤層中吸附的瓦斯在擾動(dòng)情況下亦不易發(fā)生解吸，同時(shí)使煤層中的水分凍結(jié)成冰，將煤層中的孔隙流道封堵，進(jìn)一步降低了煤層瓦斯發(fā)生解吸逸散的可能性，煤層水分的凍結(jié)同時(shí)能夠提高煤層巖心的完整性，保證在取芯操作時(shí)能夠獲取采樣段完整的煤層巖心樣品，同時(shí)聯(lián)合繩索取芯鉆進(jìn)工藝，使鉆獲的煤層巖心樣品能夠在凍結(jié)情況下快速提升至地表，最大限度保證了煤層巖心樣品在鉆進(jìn)、運(yùn)移過(guò)程中不發(fā)生解吸逸散，可保持煤層樣品的瓦斯原位含量狀態(tài)。
最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。