一种煤层气的开采方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤储层改造技术领域，特别涉及一种煤层气的开采方法。
【背景技术】
[0002]随着煤储层改造技术的发展，煤岩的开采活动日益频繁。煤储层的煤岩中含有水和煤层气(如甲烷等)，由于煤岩的开采活动会让煤岩中的煤层气流出，威胁工人的人身安全，所以在煤岩开采之前，需要将煤储层中的煤层气开采(开采)出来。
[0003]—般情况下，人们会采用水力压裂技术来开采煤层气，即向煤储层中注入大量的高压液体，使得煤岩在压力的作用下产生裂缝，然后开采煤层气。
[0004]在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题:
[0005]在煤岩压裂的过程中，通过高压液体冲刷会产生大量煤粉，煤粉会回填到煤储层的裂缝中，使得开采煤层气的效率较低。
【发明内容】
[0006]为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种煤层气的开采方法。所述技术方案如下:
[0007]第一方面，提供了一种煤层气的开采方法，所述方法包括:
[0008]在地面钻出用于开采煤层气的煤井；
[0009]在所述煤井中设置套管，并在所述套管中插入油管，通过所述套管将所述油管下入到煤储层中煤层气的产层位置；
[0010]通过冷却系统对冷媒液进行冷却处理；
[0011 ] 通过所述油管，将所述冷却处理后的冷媒液注入所述煤储层中，将所述煤储层中的水冷却至结冰，通过水结成冰的膨胀力将所述煤储层中的煤岩胀裂，使所述煤岩产生裂缝；
[0012]基于产生的裂缝，对所述煤层气进行开采。
[0013]可选的，所述通过冷却系统对冷媒液进行冷却处理，包括:
[0014]通过冷却系统中的低温液体与冷媒液在换热器中进行热交换，来对所述冷媒液进行冷却处理。
[0015]可选的，所述通过冷却系统对冷媒液进行冷却处理，包括:
[0016]检测所述冷媒液的温度，将所述冷媒液的温度冷却至预设温度范围内。
[0017]可选的，所述通过所述油管，将所述冷却处理后的冷媒液注入所述煤储层中，包括:
[0018]通过所述油管，将所述冷却处理后的冷媒液以预设流量范围内的流量注入所述煤储层中。
[0019]可选的，所述通过所述油管，将所述冷却处理后的冷媒液注入所述煤储层中，包括:
[0020]设置多个用于放置所述冷媒液的保温罐，当第一保温罐中的冷媒液经过冷却处理后，通过所述油管，将所述第一保温罐中的冷媒液注入所述煤储层中，同时对第二保温罐中的冷媒液进行冷却处理。
[0021 ] 可选的，所述方法还包括:
[0022]检测所述保温罐中冷媒液的液面高度，当所述检测到的液面高度低于预设液面阈值时，向所述保温罐中加入冷媒液。
[0023]可选的，所述方法还包括:
[0024]检测所述煤储层中的温度。
[0025]本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0026]本发明实施例中，在地面钻出用于开采煤层气的煤井；在煤井中设置套管，并在套管中插入油管，通过套管将油管下入到煤储层中煤层气的产层位置，通过冷却系统对冷媒液进行冷却处理，通过油管，将冷却处理后的冷媒液注入煤储层中，将煤储层中的水冷却至结冰，通过水结成冰的膨胀力将煤储层中的煤岩胀裂，使煤岩产生裂缝，基于产生的裂缝，对煤层气进行开采。这样，在开采煤层气的过程中不会产生煤粉，从而可以提高开采煤层气的效率。
【附图说明】
[0027]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1是本发明实施例提供的一种煤层气的开采方法流程图；
[0029]图2是本发明实施例提供的一种煤层气的开采实验装置结构示意图；
[0030]图3是本发明实施例提供的一种煤样的结构示意图；
[0031]图4是本发明实施例提供的一种煤样的结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0033]实施例一
[0034]本发明实施例提供了一种煤层气的开采方法，如图1所示，该方法的处理流程可以包括如下的步骤:
[0035]步骤101，在地面钻出用于开采煤层气的煤井。
[0036]步骤102，在煤井中设置套管，并在套管中插入油管，通过套管将油管下入到煤储层中煤层气的产层位置。
[0037]步骤103，通过冷却系统对冷媒液进行冷却处理。
[0038]步骤104，通过油管，将冷却处理后的冷媒液注入煤储层中，将煤储层中的水冷却至结冰，通过水结成冰的膨胀力将煤储层中的煤岩胀裂，使煤岩产生裂缝。
[0039]步骤105，基于产生的裂缝，对煤层气进行开采。
[0040]本发明实施例中，在地面钻出用于开采煤层气的煤井；在煤井中设置套管，并在套管中插入油管，通过套管将油管下入到煤储层中煤层气的产层位置，通过冷却系统对冷媒液进行冷却处理，通过油管，将冷却处理后的冷媒液注入煤储层中，将煤储层中的水冷却至结冰，通过水结成冰的膨胀力将煤储层中的煤岩胀裂，使煤岩产生裂缝，基于产生的裂缝，对煤层气进行开采。这样，在开采煤层气的过程中不会产生煤粉，从而可以提高开采煤层气的效率。
[0041]实施例二
[0042]本发明实施例提供了一种煤层气的开采方法。
[0043]下面将结合【具体实施方式】，对图1所示的处理流程进行详细的说明，内容可以如下:
[0044]步骤101，在地面钻出用于开采煤层气的煤井。
[0045]在实施中，在对煤层气进行开采之前，可以从地面向煤储层中钻井，煤层气井的深度可以为800m，直径可以为140mmo
[0046]步骤102，在煤井中设置套管，并在套管中插入油管，通过套管将油管下入到煤储层中煤层气的产层位置。
[0047]在实施中，由于煤井的侧壁为岩壁，稳定性较差，所以可以在煤井中设置套管，套管可以为刚性材质的套管，长度可以与煤井的深度相同，套管与煤井的侧壁之间可以用水泥进行固定。开采煤层气时，在套管中插入油管，则油管可以从地面下入到地下，到达煤储层中的煤层气的产层位置。
[0048]步骤103，通过冷却系统对冷媒液进行冷却处理。
[0049]在实施中，可以在煤层气的开采设备中设置冷却系统，对冷媒液进行冷却处理，冷媒液可以为氯化钙或煤油等。冷却系统可以是多样的，例如，冷却系统可以为低温冷却器，在对冷媒液进行降温时，可以将低温冷却器的降温探头放入冷媒液中，从而降低冷媒液的温度，冷却系统也可以是循环式制冷机组，制冷机组中可以注入制冷剂，如氟利昂，冷却系统中的制冷剂可以与冷媒液进行热交换，从而降低冷媒液的温度。
[0050]可选的，可以通过换热器对冷媒液进行冷却处理，相应的，步骤103的处理过程可以如下:通过冷却系统中的低温液体与冷媒液在换热器中进行热交换，来对冷媒液进行冷却处理。
[0051]在实施中，换热器可以采用板式换热器，板式换热器中可以设置有制冷剂通道和冷媒液通道，制冷剂通道和冷媒液通道之间为导热性良好的换热板，板式换热器的制冷剂通道可以与制冷机组的制冷剂管路接通，制冷机组的制冷剂管道中可以设置有计量栗，制冷剂可以在压力的作用下，通过板式换热器的制冷剂通道和制冷机组的制冷剂管路环流动，形成一个制冷剂的回路，同理，板式换热器的冷媒液通道可以与煤层气的开采设备中的冷媒液管路接通，冷媒液管路中可以设置有计量栗，冷媒液可以在压力的作用下，通过板式换热器的冷媒液通道和冷媒液管路循环流动，形成回路，这样，冷媒液可以与冷剂可以在板式换热器中，通过换热板持续的进行热交换，从而可以达到降低冷媒液的温度的效果。
[0052]可选的，可以将冷媒液的温度降低至在预设温度范围内，相应的处理过程可以如下:检测冷媒液的温度，将冷媒液的温度冷却至预设温度范围内。
[0053]在实施中，可以预先设置冷却液的温度范围，如-30°C?_40°C，煤层气的开采设备中可以设置用于储存冷媒液的装置，如保温罐，保温罐的底部可以安装有温度计，温度计的测量端可以插入到冷媒液中，冷却系统在对冷媒液进行冷却处理的过程中，操作人员可以通过温度计实时观测冷媒液的温度，当冷媒液的温度降低到-30°C?-40°C的范围内时，可以关闭冷却系统，停止对冷媒液的冷却处理。
[0054]步骤104，通过油管，将冷却处理后的冷媒液注入煤储层中，将煤储层中的水冷却至结冰，通过水结成冰的膨胀力将煤储层中的煤岩胀裂，使煤岩产生裂缝。
[0055]在实施中，对冷媒液进行冷却处理后，可以通过油管将冷媒液注入到煤储层中，煤储层中的煤含有大量的煤层气和水，由于冷却后的冷媒液的温度在_30°C?_40°C的范围内，所以煤包含的水会在冷媒液的冷却作用下结成冰，通过水结成冰的膨胀力将煤储层中的煤胀裂，这样，煤岩会产生大量的裂缝，煤层气可以从煤岩的裂缝中析出。
[0056]可选的，可以对冷媒液的流量进行控制，相应的处理过程可以如下:通过油管，将冷却处理后的冷媒液以预设流量范围内的流量注入煤储层中。
[0057]在实施中，可以根据选取的冷媒液的性质(如比热容)以及煤储层的实际情况(如煤储层的结构和煤的含水量)，来确定注入的冷媒液的流量，然后可以通过冷媒液管路上的计量栗，将冷媒液的输出流量调节到合适的范围内。
[0058]可选的，可以将冷媒液放置在多个保温罐中，相应的处理过程可以如下:设置多个用于放置冷媒液的保温罐，当第一保温罐中的冷媒液经过冷却处理后，通过油管，将第一保温罐中的冷媒液注入煤储层中，同时对第二保温罐中的冷媒液进行冷却处理。
[0059]在实施中，煤层气的开采设备中可以设置有多个用于放置冷媒液的保温罐，冷却系统可以分别对各保温罐中的