JP2006045839A - Well device having fluid injecting and recovering functions, and method of setting the well device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地下石炭層に液体状又は気体状の二酸化炭素を圧入するとともに、石炭層内に埋蔵されているガス状のメタンを地上に回収する流体圧入・回収機能を備えた抗井装置とその坑井装置の設置方法に関する。さらに詳しくは、一本の坑井で、地下石炭層への液体状又は気体状の二酸化炭素を圧入する機能と、二酸化炭素の圧入により石炭層内から押し出されたガス状のメタンを回収する機能を備えた流体圧入・回収機能を備えた抗井装置とその坑井装置の設置方法に関する。 The present invention provides an anti-well apparatus equipped with a fluid injection / recovery function for injecting liquid or gaseous carbon dioxide into an underground coal seam and recovering gaseous methane buried in the coal seam to the ground; It is related with the installation method of the well apparatus. More specifically, in one well, the function of injecting liquid or gaseous carbon dioxide into the underground coal seam, and the function of recovering gaseous methane extruded from the coal seam by injecting carbon dioxide The present invention relates to a well apparatus equipped with a fluid injection / recovery function and a method for installing the well apparatus.
地下に存在する炭層中には、炭層の条件により量は異なるが、相当量のメタン(CH4)が吸着内蔵されている。メタンは燃料あるいは化学品原料等として有用な物質であり、炭層中に存在するメタンを採取して有効利用する方法が検討され、開発されている。
炭層中のメタン(CH4)を回収する方法としては、地表からボーリングにより炭層中に貫通する井戸を設け、自噴により、あるいは揚水して減圧にすることによりメタンを採取する方法がある。この方法は、比較的容易な方法であるが、メタンの回収率は低く、埋蔵量の50%程度しか採取できないという問題点があった。
Although the amount varies depending on the conditions of the coal seam, a considerable amount of methane (CH 4 ) is adsorbed and incorporated in the coal seam existing underground. Methane is a useful substance as a fuel or chemical raw material, and methods for collecting and effectively using methane present in coal seams have been studied and developed.
As a method for recovering methane (CH 4 ) in the coal seam, there is a method in which a well penetrating into the coal seam by boring from the ground surface is provided, and methane is collected by self-injection or by pumping water to reduce pressure. This method is a relatively easy method, but has a problem that the recovery rate of methane is low and only about 50% of the reserves can be collected.
一方、近年ますますその排出量が増加している二酸化炭素(CO2)は、地球温暖化の原因の一つとして問題となっており、種々の固定化処理や有効利用による削減方法が提案されているがほとんど実用化されていない。
また、二酸化炭素とメタンとの石炭層への吸着性の差を利用して、二酸化炭素を石炭層内に圧入させて吸着内蔵せしめ、その結果、石炭層に吸着内蔵されていたメタンを追い出し回収する技術が提案されている(例えば、特許文献1)。しかしながら、この技術では、地上側から石炭層内に炭酸ガスを注入するための注入孔(注入井)と、石炭層内から地上側にメタンを回収するための回収孔(生産井)の複数の井戸を掘削する必要があった。しかし、二本の井戸を掘削するには莫大な費用がかかってしまうこと、坑井装置を掘削・設置するための期間が長期間となってしまうという問題点があった。そのため、一本のボーリング井戸で二酸化炭素圧入の機能と、メタン回収の機能を行える坑井装置の開発が求められていた。
In addition, by utilizing the difference in adsorption between the carbon dioxide and methane to the coal bed, carbon dioxide is injected into the coal bed and built in, and as a result, the methane absorbed in the coal bed is driven out and recovered. The technique which performs is proposed (for example, patent document 1). However, in this technology, there are a plurality of injection holes (injection wells) for injecting carbon dioxide into the coal seam from the ground side and recovery holes (production wells) for recovering methane from the coal seam to the ground side. It was necessary to drill a well. However, enormous costs were required to drill two wells, and the period for drilling and installing the well apparatus was long. Therefore, there has been a demand for the development of a well device that can perform the function of carbon dioxide injection and the function of methane recovery with a single borehole.
本発明は、前述したような技術背景、社会的背景のもとになされたものであり、次のような目的を達成する。 The present invention has been made based on the technical background and social background described above, and achieves the following objects.
本発明の目的は、一本の坑井装置で気体状又は液体状の二酸化炭素を圧入する機能と、ガス状のメタンを回収する機能とを兼ね備えた流体圧入・回収機能を備えた抗井装置及びその抗井装置の設置方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a well apparatus having a fluid injection / recovery function that combines a function of injecting gaseous or liquid carbon dioxide with a single well apparatus and a function of recovering gaseous methane. And it is providing the installation method of the well apparatus.
本発明は前記した課題を解決するために、次のような手段をとる。
本発明1の流体圧入・回収機能を備えた抗井装置は、
ガス状のメタンを埋蔵している石炭層に二酸化炭素を圧入し、前記石炭層から追い出された前記メタンを回収する坑井装置であって、
地表側から前記石炭層まで掘削される主坑井と、この主坑井の中途から分岐され、前記石炭層内を掘削される枝坑井と、前記主坑井に設けられ、前記石炭層側の端部及び/又は端部近傍に圧入口部を有し、地上側から供給される前記二酸化炭素を前記石炭層に放出圧入する圧入口部材と、前記主坑井及び前記枝坑井に設けられ、前記分岐された位置から延びる前記枝坑井の内部に回収口部を有し、前記石炭層で前記二酸化炭素と置換された前記メタンを地上側に回収する回収口部材とからなっている。
The present invention takes the following means in order to solve the above-described problems.
The well apparatus having the fluid injection / recovery function of the
A well device for injecting carbon dioxide into a coal bed containing gaseous methane and recovering the methane expelled from the coal bed,
A main well drilled from the surface side to the coal bed, a branch well branched from the middle of the main well, and drilled in the coal bed, provided in the main well, the coal bed side A pressure inlet portion in the end portion and / or near the end portion, and provided in the main well and the branch well, and a pressure inlet member that discharges and presses the carbon dioxide supplied from the ground side into the coal bed And a recovery port member that has a recovery port portion inside the branch well extending from the branched position and recovers the methane substituted with the carbon dioxide in the coal bed to the ground side. .
本発明2の流体圧入・回収機能を備えた抗井装置は、本発明1において、
前記主坑井は、前記石炭層上部又は前記石炭層上部近傍の所望の深度位置まで掘削される大径部と、この大径部の下部の前記石炭層に掘削される小径部とから構成されるものであり、
前記回収口部材は、前記大径部に設けられ、一端側が地上側のメタン回収部に接続されるケーシングと、前記枝坑井に設けられ、前記ケーシングに一端側が接続され前記回収口部を有する副ケーシングとから構成されているものであり、
前記圧入口部材は、前記ケーシングを貫通して前記小径部に延設され、一端側が地上側の二酸化炭素供給部に接続されている第1パイプと、この第1パイプの他端に接続され、前記圧入口部を有する第2パイプとから構成されているものであることを特徴としている。
The well apparatus equipped with the fluid injection / recovery function of the present invention 2 is the
The main well is composed of a large-diameter portion excavated to a desired depth position in the upper part of the coal bed or near the upper part of the coal bed, and a small-diameter part excavated in the coal bed below the large-diameter part. And
The recovery port member is provided in the large-diameter portion and has one end side connected to the methane recovery portion on the ground side and the branch well, and one end side is connected to the casing and has the recovery port portion It consists of a sub casing and
The pressure inlet member extends through the casing to the small diameter portion, and is connected to a first pipe whose one end is connected to the carbon dioxide supply section on the ground side, and to the other end of the first pipe, It is characterized by being comprised from the 2nd pipe which has the said pressure inlet part.
本発明3の流体圧入・回収機能を備えた抗井装置は、本発明2において、
前記小径部は、前記大径部に対して所定角度傾斜及び/又は一部が屈曲するように掘削されているものであることを特徴としている。
The well apparatus having the fluid injection / recovery function of the third aspect of the present invention is the second aspect of the present invention.
The small diameter portion is excavated so as to be inclined at a predetermined angle and / or partially bent with respect to the large diameter portion.
本発明4の流体圧入・回収機能を備えた抗井装置の設置方法は、
ガス状のメタンを埋蔵している石炭層に二酸化炭素を圧入し、前記石炭層から追い出された前記メタンを回収する坑井装置の設置方法であって、
地表側から前記石炭層に向かって主坑井を掘削し、この主坑井の中途から分岐され、前記石炭層に形成される枝坑井を掘削し、前記主坑井に、地上側から供給される前記二酸化炭素を前記石炭層に放出圧入する圧入口部を有する圧入口部材を設け、前記主坑井及び前記枝坑井に、前記分岐された位置から延びる前記枝坑井の内部に前記石炭層で前記二酸化炭素と置換された前記メタンを地上側に回収する回収口部を有する回収口部材を設けたことを特徴としている。
The installation method of the well apparatus provided with the fluid injection / recovery function of the present invention 4
A method of installing a well apparatus for injecting carbon dioxide into a coal bed containing gaseous methane and recovering the methane expelled from the coal bed,
A main well is excavated from the surface side toward the coal bed, branched from the middle of the main well, and a branch well formed in the coal bed is excavated and supplied to the main well from the ground side. An inlet member having an inlet portion for releasing and injecting carbon dioxide into the coal bed is provided, and the main well and the branch well are provided inside the branch well extending from the branched position. A recovery port member having a recovery port portion for recovering the methane substituted with the carbon dioxide in a coal bed to the ground side is provided.
本発明5の流体圧入・回収機能を備えた抗井装置の設置方法は、本発明4において、
前記主坑井は、前記地表から前記石炭層上部又は前記石炭層上部近傍の所望の深度位置まで掘削される大径部と、この大径部の下部の前記石炭層に掘削される小径部とから構成されるものであり、
前記大径部を掘削した後、前記大径部に、地上側のメタン回収部に接続されるケーシングを設置し、前記大径部の下部の前記石炭層に前記大径部より小径の小径部を掘削し、前記大径部の中途から分岐され、前記石炭層に沿って形成される前記枝坑井を掘削し、この枝坑井に、一端側が前記ケーシングと接続され、前記回収口部を有する副ケーシングを設け、前記主坑井に、前記ケーシングを貫通して前記小径部に延設され、一端側が地上側の二酸化炭素供給部と接続され、他端が前記圧入口部を有する第2パイプと接続されている第1パイプを設けたことを特徴としている。
The installation method of the well apparatus having the fluid press-fitting / recovery function of the present invention 5 is the present invention 4,
The main well has a large-diameter portion excavated from the ground surface to a desired depth position in the upper part of the coal bed or in the vicinity of the upper part of the coal bed, and a small-diameter part excavated in the coal bed below the large-diameter part. Consisting of
After excavating the large diameter portion, a casing connected to the methane recovery unit on the ground side is installed in the large diameter portion, and a small diameter portion having a smaller diameter than the large diameter portion in the coal layer below the large diameter portion. The branch well is branched from the middle of the large-diameter portion and formed along the coal bed, and one end side of the branch well is connected to the casing, and the recovery port portion is A second casing having a secondary casing having a secondary casing extending through the casing to the small-diameter portion, having one end connected to a ground-side carbon dioxide supply section, and the other end having the pressure inlet section. A first pipe connected to the pipe is provided.
本発明6の流体圧入・回収機能を備えた坑井装置に設置方法は、本発明5において、
前記小径部は、前記大径部に対して所定角度傾斜及び/又は一部が屈曲するように掘削されているものであることを特徴としている。
The installation method in the well device having the fluid injection / recovery function of the present invention 6 is the present invention 5,
The small diameter portion is excavated so as to be inclined at a predetermined angle and / or partially bent with respect to the large diameter portion.
本発明は、一本の坑井装置を設置することで、二酸化炭素の石炭層への吸着(吸収)・固定化と、石炭層に埋蔵され、二酸化炭素と置換されたメタンの回収という二つの有用な機能を、高い固定化率、高い回収率で行うことができ、実用化が図れるようになった。また、坑井装置の設置期間の短縮、設置費用の削減等が図れ、経済的効果も多大なものとなった。 In the present invention, by installing one well device, adsorption (absorption) / immobilization of carbon dioxide in the coal bed and recovery of methane buried in the coal bed and substituted for carbon dioxide are performed. Useful functions can be performed at a high immobilization rate and a high recovery rate, so that practical use can be achieved. In addition, the installation period of the well apparatus can be shortened, the installation cost can be reduced, etc., and the economic effect is also great.
本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の坑井装置1を示す概略説明図である。
図1に示すように、地面32内を地表30側から坑井10が掘削されている。坑井10は、主坑井20と、主坑井20の途中から分岐された枝坑井25とからなっている。
主坑井20は、石炭層31の上部、上部近傍(石炭層31の上方を含む)の所望の深度位置まで鉛直方向、略鉛直方向又は若干の傾斜をもって大径部20aが掘削されている。この形態では、大径部20aが、石炭層31の上部まで掘削されている。その下端側に大径部20aより小径の小径部20bが掘削されている。小径部20bは、石炭層31内を石炭層31の方向(向き)に沿って、方向と傾斜を制御されながら所望の深度(又は所望の長さ)まで掘削されている。この形態では、小径部20bは傾斜坑井として、曲線状又は一部が屈曲するように掘削されている。なお、小径部20bは、大径部20aに対して、所定角度傾斜及び/又は一部が屈曲するように掘削されているもの等であればよい。また、地表30にほぼ平行に掘削されていてもよい。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic explanatory view showing a
As shown in FIG. 1, the
In the
主坑井20の大径部20aには、ケーシング15が設置されている。ケーシング15の上部には、坑口部11、ジョイント部12が設けられている。ジョイント部12は、メタン回収部51の配管にバルブ(開閉弁)17を介して接続されている。ケーシング15の内部には、第1パイプ21が設けられており、その一端側はケーシング15の中を通して主坑井20の小径部20b側に延設されている。第1パイプ21の一端側には、パッカー22、外周部に穴のあいた第2パイプ23が設けられている。この形態では、第1パイプ21と第2パイプ23等で圧入口部材が構成されている。パッカー22は、圧力流体が供給されて膨張したとき小径部20bの坑壁に密着可能になっている。第2パイプ23は、外周部にスリット状や丸状等の穴23aがあいていて、この実施の形態では、この穴23aが圧入口部を形成している。第1パイプ21の他端側は、バルブ(開閉弁)16を介して二酸化炭素供給部50に接続されている。すなわち、地上側の二酸化炭素供給部50から供給された二酸化炭素(CO2)が、第1パイプ21を経て第2パイプ23の穴23a(圧入口部)から石炭層31に放出圧入される。なお、圧入口部は、石炭層31側の端部及び/又は端部近傍に設けられ、二酸化炭素を石炭層31に放出圧入可能なように穴等が形成されたものであればよい。
A
主坑井20の大径部20aの坑壁とケーシング15との間には、セメント充填体32aが充填されている。同様に、主坑井20の小径部20bの坑壁と第1パイプ21との間にも、セメント充填体32bが充填されている。
A
枝坑井25は、方向と傾斜が制御されながら石炭層31内を石炭層31の方向に沿って所望の深度(又は、所望の長さ)まで掘削されている。枝坑井25の内部には、スリット状や丸状等の穴26aがあいた副ケーシング26が挿入されている。副ケーシング26は外周部にスリット状や丸状等の穴26aがあいていて、この穴26aが回収口部を形成している。そして、この穴26aは、石炭層31から二酸化炭素(CO2)の吸着によって押し出されてきたガス状のメタン(CH4)を回収する。副ケーシング26は、ケーシング15に接続されており、ジョイント部12、バルブ17を介してメタン回収部51にメタン(CH4)を回収する。この形態では、ケーシング15、副ケーシング26等で回収口部材が形成されている。
なお、副ケーシング26の穴(回収口部)26aと、第2パイプ23の穴(圧入口部)23aとは、同一又はほぼ同一の石炭層内で所定の間隔以上できるだけ離れていることが好ましい。
The branch well 25 is excavated in the
In addition, it is preferable that the hole (collection port part) 26a of the
ケーシング15内には、ケーシング15内の地下水等を外部に排出するための揚水パイプ40が設けられており、揚水パイプ40はバルブ(開閉弁)41を介して揚水ポンプ(図示せず)に接続されている。
In the
坑井装置1の設置方法の説明を行う。
(1).通常のボーリング孔の掘削方法で、地表30から石炭層31上部の所望の深度まで主坑井20の大径部20aの掘削を行う。大径部20aにケーシング15を設置し、大径部20aの坑壁とケーシング15の外周部の間にセメント充填体32aを充填する。
(2).主坑井20の大径部20aより小径である小径部20bを、坑井の方向と傾斜を制御しながら石炭層31内を石炭層31の方向に沿って、所望の深度(又は所望の長さ)まで主坑井20の小径部20bを方位指向で掘削する。この形態では、小径部20bは一部が屈曲した傾斜坑井となっている。この掘削方法は、傾斜掘りなどとして公知な技術であり、これ以上の説明は省略する。
The installation method of the
(1). The large-
(2). The small-
(3).(1)項で設置したケーシング15の下方にホイップストック(図示せず)等を設置し、ウインドーミル等でケーシング15の横に孔を開けて、ここから枝坑井25を掘削する。この枝坑井25も、方向と傾斜を制御しながら石炭層31内を石炭層31の方向に沿って所望の深度(又は所望の長さ)まで掘削する。この枝坑井25を掘削する技術もマルチレグ掘削法やマルチラテラル坑井などとして公知な技術であり、これ以上の説明を省略する。この枝坑井25に副ケーシング26を挿入する。
(4)ケーシング15内に設置したホイップストック等を回収し、主坑井20の大径部20aを仕上げる。
(3). A whip stock (not shown) or the like is installed below the
(4) The whip stock or the like installed in the
(5)第1パイプ21の先にパッカー22を装着し、さらにその先に第2パイプ23をつけたツールスを、主坑井20の小径部20bに挿入する。
(6)パッカー22に圧力流体を供給して外周部を膨張させ、小径部20bの坑壁に密着させる。
(7)第1パイプ21の外周部と小径部20bの坑壁との間のケーシング15の下までをセメントスラリー等セメント充填体32bで充填する。
この手順の設置作業を行うことにより、図1に示したような坑井装置1が設置される。
(5) A tool with a
(6) A pressure fluid is supplied to the
(7) The bottom of the
The
石炭層31における二酸化炭素(CO2)とメタン(CH4)との置換方法について説明を行う。
石炭層31の石炭の表面にある細かい穴には、ガス状のメタンが吸着(吸収)貯蔵されている。すなわち、石炭層31にガス状のメタンが埋蔵されている。ここに二酸化炭素を圧入すると、分子の大きいメタンが追い出され、分子の小さい二酸化炭素が吸着(吸収)される(例えば、1分子のメタンにつき、最低2分子の二酸化炭素が吸収固定化され、メタンが二酸化炭素に置換される)。すなわち、石炭に対する吸着性の差によりメタンと二酸化炭素との置換が行われると考えられている。
A method for replacing carbon dioxide (CO 2 ) and methane (CH 4 ) in the
Gaseous methane is adsorbed (absorbed) in the fine holes on the surface of the coal in the
この坑井装置1のバルブ16、バルブ17を閉状態から開状態にする。二酸化炭素供給部50から第1パイプ21に気体状又は液体状の二酸化炭素(CO2)が矢印A方向に供給される。第1パイプ21に供給された気体状又は液体状の二酸化炭素は、第2パイプ23に形成された穴23aから石炭層31に、矢印B方向に放出・圧入される。石炭層31では、二酸化炭素のほうがメタン(CH4)より吸着性がよいため、石炭層31には二酸化炭素が吸着され、二酸化炭素に押し出されたガス状のメタンが石炭層31から遊離する。すなわち、石炭層31において、二酸化炭素とメタンとの置換が行われたのである。
The
この遊離したメタンが、副ケーシング26に形成された穴26aから矢印C方向に流入・回収される。回収されたメタンは、ケーシング15、ジョイント部12、バルブ17を介して矢印D方向に流れ、地上のメタン回収部51に回収される。このようにすることで、本発明では、従来技術の回収率を大きく超える回収率でメタン(CH4)の回収を行うことができる。
ケーシング15内には地下水等も流入する場合があるが、揚水パイプ40、バルブ41を介して揚水ポンプ(図示せず)で排出される。
The liberated methane flows in and is collected in the direction of arrow C from the
Although groundwater or the like may flow into the
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、この実施の形態の説明に限定されないことはいうまでもない。
上記した実施の形態では、枝坑井を傾斜方向に掘削したもので説明を行っているが、水平方向等他の方向に掘削したものであってもよい。すなわち、一番置換が効率的に行えると判断される石炭層内の任意の方向に掘削されていればよい。
また、主坑井の小径部、圧入口部等を一つ設けた形態で説明を行っているが、主坑井の小径部、圧入口部等を複数設けてもよい。さらに、枝坑井、回収口部も一つ設けた形態で説明を行っているが、枝坑井、回収口部を複数設けたものであってもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that it is not limited to description of this embodiment.
In the above-described embodiment, the description has been given by digging a branch well in an inclined direction, but it may be excavated in another direction such as a horizontal direction. That is, it is only necessary to excavate in an arbitrary direction in the coal bed where it is determined that replacement can be most efficiently performed.
Moreover, although it demonstrated by the form which provided the small diameter part, the pressure inlet part, etc. of the main well, you may provide several small diameter parts, an inlet part, etc. of a main well. Furthermore, although the description has been given in a form in which one branch well and one recovery port are provided, a plurality of branch wells and a plurality of recovery ports may be provided.
さらに、主坑井、枝坑井は同一の平面に捕らわれず、任意の方向に傾斜坑井等を掘削したものでもよい。
また、ボーリング井戸の大径部内にケーシングを一つ設け、大径部の坑壁とケーシングの外周部の間をセメント充填体で充填した形態で説明を行ったが、大径部内に複数段のケーシングを設け、大径部の坑壁から最も内側のケーシングの外周部までの間をセメント充填体で充填した構成のものとしてもよい。例えば、2重、3重等複数入れ子状に重ね合わせたケーシングを大径部内に設け、大径部の坑壁と最も内側のケーシングの外周部までの間をセメント充填体で充填した構成のものなどであってもよい。この場合、大径部も複数の段に掘削されたものであることが好ましい。
Further, the main well and the branch well may not be captured on the same plane, but may be one in which an inclined well is drilled in an arbitrary direction.
In addition, the description has been given in the form in which one casing is provided in the large-diameter portion of the boring well and the space between the outer wall of the large-diameter portion and the casing is filled with the cement filler. It is good also as a thing of the structure which provided the casing and was filled with the cement filling body between the outer peripheral part of the innermost casing from the well wall of a large diameter part. For example, a structure in which a plurality of nested casings such as double and triple are provided in the large diameter portion, and the space between the large diameter well wall and the outer peripheral portion of the innermost casing is filled with a cement filler. It may be. In this case, it is preferable that the large diameter portion is also excavated into a plurality of stages.
その他、本発明の目的、趣旨を逸脱しない範囲でいろいろな形態、形状のものに変更可能であるであることはいうまでもない。 In addition, it goes without saying that various forms and shapes can be used without departing from the object and spirit of the present invention.
1 …流体圧入・回収機能を備えた坑井装置
10 …坑井
11 …坑口部
12 …ジョイント部
15 …ケーシング
16、17、41…バルブ(開閉弁)
20 …主坑井
20a…大径部
20b…小径部
21 …第1パイプ
22 …パッカー
23 …第2パイプ
23a…穴(圧入口部)
25 …枝坑井
26 …副ケーシング
26a…穴(回収口部)
30 …地表
31 …石炭層
32a、32b…セメント充填体
50 …二酸化炭素供給部
51 …メタン回収部
DESCRIPTION OF
20 ...
25 ... Branch well 26 ...
DESCRIPTION OF
Claims (6)
地表(30)側から前記石炭層まで掘削される主坑井(20)と、
この主坑井(20)の中途から分岐され、前記石炭層(31)内を掘削される枝坑井(25)と、
前記主坑井(20)に設けられ、前記石炭層側の端部及び/又は端部近傍に圧入口部を有し、地上側から供給される前記二酸化炭素を前記石炭層(31)に放出圧入する圧入口部材(21,23)と、
前記主坑井(20)及び前記枝坑井(25)に設けられ、前記分岐された位置から延びる前記枝坑井(25)の内部に回収口部を有し、前記石炭層(31)で前記二酸化炭素と置換された前記メタンを地上側に回収する回収口部材(15,26)と
からなる流体圧入・回収機能を備えた坑井装置。 A well device for injecting carbon dioxide (CO 2 ) into a coal bed (31) containing gaseous methane (CH 4 ) and recovering the methane expelled from the coal bed (31). ,
A main well (20) drilled from the surface (30) side to the coal bed;
A branch well (25) branched from the middle of the main well (20) and excavated in the coal bed (31);
It is provided in the main well (20) and has a pressure inlet in the end and / or near the end on the coal bed side, and releases the carbon dioxide supplied from the ground side to the coal bed (31). Pressure inlet members (21, 23) to be press-fitted,
The main well (20) and the branch well (25) are provided with a recovery port in the branch well (25) extending from the branched position, and the coal well (31) A well apparatus having a fluid injection / recovery function comprising a recovery port member (15, 26) for recovering the methane substituted for the carbon dioxide to the ground side.
前記主坑井(20)は、前記石炭層(31)上部又は前記石炭層上部近傍の所望の深度位置まで掘削される大径部(20a)と、この大径部(20a)の下部の前記石炭層(31)に掘削される小径部(20b)とから構成されるものであり、
前記回収口部材は、前記大径部(20a)に設けられ、一端側が地上側のメタン回収部(51)に接続されるケーシング(15)と、前記枝坑井に設けられ、前記ケーシングに一端側が接続され前記回収口部を有する副ケーシング(26)とから構成されているものであり、
前記圧入口部材は、前記ケーシング(15)を貫通して前記小径部(20b)に延設され、一端側が地上側の二酸化炭素供給部(50)に接続されている第1パイプ(21)と、この第1パイプ(21)の他端に接続され、前記圧入口部を有する第2パイプ(23)とから構成されているものである
ことを特徴とする流体圧入・回収機能を備えた坑井装置。 A well apparatus having a fluid injection / recovery function according to claim 1,
The main well (20) includes a large diameter portion (20a) excavated to a desired depth position in the upper part of the coal bed (31) or in the vicinity of the upper part of the coal bed, and the lower part of the large diameter part (20a). A small diameter portion (20b) excavated in the coal bed (31),
The recovery port member is provided in the large-diameter portion (20a), and has one end connected to the methane recovery portion (51) on the ground side and the branch well. A side casing connected to the auxiliary casing (26) having the recovery port,
The pressure inlet member extends through the casing (15) to the small diameter portion (20b), and has a first pipe (21) having one end connected to the ground-side carbon dioxide supply portion (50). And a second pipe (23) connected to the other end of the first pipe (21) and having the pressure inlet portion. Well equipment.
前記小径部(20b)は、前記大径部(20a)に対して所定角度傾斜及び/又は一部が屈曲するようにして掘削されているものである
ことを特徴とする流体圧入・回収機能を備えた坑井装置。 A well device having a fluid injection / recovery function according to claim 2,
The small diameter portion (20b) is excavated so as to be inclined at a predetermined angle and / or partially bent with respect to the large diameter portion (20a). Well equipment provided.
地表側から前記石炭層に向かって主坑井(20)を掘削し、
この主坑井の中途から分岐され、前記石炭層に形成される枝坑井(25)を掘削し、
前記主坑井に、地上側から供給される前記二酸化炭素を前記石炭層に放出圧入する圧入口部を有する圧入口部材(21,23)を設け、
前記主坑井及び前記枝坑井に、前記分岐された位置から延びる前記枝坑井の内部に前記石炭層で前記二酸化炭素と置換された前記メタンを地上側に回収する回収口部を有する回収口部材(15,26)を設けた
ことを特徴とする流体圧入・回収機能を備えた坑井装置の設置方法。 A method of installing a well apparatus for injecting carbon dioxide (CO 2 ) into a coal bed in which gaseous methane (CH 4 ) is buried and recovering the methane expelled from the coal bed,
Excavating the main well (20) from the surface side toward the coal bed,
Branching from this main well, drilling a branch well (25) formed in the coal bed,
The main well is provided with an inlet member (21, 23) having an inlet portion for discharging and injecting the carbon dioxide supplied from the ground side into the coal bed,
The main well and the branch well have a recovery port for recovering the methane substituted with the carbon dioxide in the coal bed to the ground side inside the branch well extending from the branched position. A method for installing a well apparatus having a fluid injection / recovery function, characterized in that a mouth member (15, 26) is provided.
前記主坑井は、前記地表から前記石炭層上部又は前記石炭層上部近傍の所望の深度位置まで掘削される大径部と、この大径部の下部の前記石炭層に掘削される小径部とから構成されるものであり、
前記大径部を掘削した後、前記大径部に、地上側のメタン回収部(51)に接続されるケーシング(15)を設置し、
前記大径部の下部の前記石炭層に前記大径部より小径の小径部を掘削し、
前記大径部の中途から分岐され、前記石炭層に沿って形成される前記枝坑井を掘削し、
この枝坑井に、一端側が前記ケーシングと接続され、前記回収口部を有する副ケーシング(26)を設け、
前記主坑井に、前記ケーシングを貫通して前記小径部に延設され、一端側が地上側の二酸化炭素供給部(50)と接続され、他端が前記圧入口部を有する第2パイプ(23)と接続されている第1パイプ(21)を設けた
ことを特徴とする流体圧入・回収機能を備えた坑井装置の設置方法。 It is the installation method of the well apparatus provided with the fluid injection / recovery function according to claim 4,
The main well has a large-diameter portion excavated from the ground surface to a desired depth position in the upper part of the coal bed or in the vicinity of the upper part of the coal bed, and a small-diameter part excavated in the coal bed below the large-diameter part. Consisting of
After excavating the large diameter part, a casing (15) connected to the ground side methane recovery part (51) is installed in the large diameter part,
Excavating a small diameter portion smaller than the large diameter portion in the coal layer below the large diameter portion,
Branching from the middle of the large diameter part, excavating the branch well formed along the coal bed,
The branch well is provided with a sub-casing (26) having one end connected to the casing and having the recovery port,
A second pipe (23) that extends through the casing to the small-diameter portion, has one end connected to the ground-side carbon dioxide supply unit (50), and the other end has the pressure inlet. The first pipe (21) connected to the borehole) is provided. A method for installing a well apparatus having a fluid injection / recovery function.
前記小径部は、前記大径部に対して所定角度傾斜及び/又は一部が屈曲するようにして掘削されているものである
ことを特徴とする流体圧入・回収機能を備えた坑井装置の設置方法。
It is the installation method of the well apparatus provided with the fluid injection / recovery function according to claim 5,
The small diameter portion is excavated so as to be inclined at a predetermined angle and / or partially bent with respect to the large diameter portion. Installation method.
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