地面井煤层气精准测试：密闭取心新技术与设备

“地面井煤层气含量精准测试密闭取心技术及设备”是一篇关于改进煤层气含量测量方法的论文。该论文提出了一种适用于碎软煤储层的密闭取心技术，旨在解决常规取心方法导致的煤层气含量低估问题。文章描述了针对碎软煤层特点设计的密闭取心器和双径PDC密闭取心钻头，这两种设备能够更好地保护煤芯，减少钻井液的影响，从而提高煤层气含量的测量精度。 在煤层气的勘探和开发中，准确测量煤层气含量至关重要，因为它直接影响到煤层气资源的评价和煤矿安全。传统地面井取心方法往往由于钻井过程中的压力损失和煤芯破坏，使得测得的煤层气含量低于实际值，尤其是对于结构脆弱的碎软煤层更为显著。为了解决这个问题，研究团队开发了“三筒单动、球阀关闭、取心筒与解吸罐一体化”的密闭取心器，其设计能够保持内部压力，防止气体泄漏，同时取心筒直径可达到120mm，能采集最大38mm直径的煤芯，且保压能力超过10MPa，适用于1000米深度的地面井作业。 此外，他们还设计了“前端小径钻心、后端大径钻井”的双径PDC密闭取心钻头，这种钻头通过减少钻井液对煤芯的冲击，提高了在碎软煤层中取得完整煤芯的可能性，进而提升煤层气含量的测量准确性。在淮南潘三煤矿和淮北芦岭煤矿的实地试验中，对比了密闭取心法和常规取心法的测试结果，显示密闭取心法得到的煤层气含量高出20.23%至更大幅度，证明了新方法的有效性。 论文还提到了一系列与煤炭开采相关的绿色开采、环境保护和水文地质问题，如煤炭绿色开采的地质保障、矿井水处理利用、地下水监测、煤层气水平井分段压裂技术、保水采煤的科学问题以及土地退化的影响因素评估等。这些内容反映了当前煤炭行业在可持续发展和环境保护方面的研究焦点。 这篇论文提出的密闭取心技术是对现有煤层气含量测试方法的重要改进，有助于提高测量的准确性，对于优化煤层气资源开发策略和煤矿安全具有深远影响。同时，文中提及的相关研究也揭示了煤炭开采与环境保护之间的复杂关系，为未来的煤炭开采实践提供了理论支持和实践参考。