專利名稱：卸壓煤層氣地面抽采井的井身結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種井身結(jié)構(gòu)，尤其是一種適用于煤礦采動(dòng)區(qū)的卸壓煤層氣地面 抽采井的井身結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
煤礦采動(dòng)區(qū)卸壓煤層氣地面抽采井多采用“地面直井布于采區(qū)上、下風(fēng)巷中心線” 或“地面直井布于采區(qū)靠近上回風(fēng)巷”的技術(shù)模式。早期設(shè)計(jì)的卸壓煤層氣地面井，開孔位 置與終孔位置均位于采區(qū)走向中心線上，終孔層位保護(hù)層底板，護(hù)壁套管下至基巖，輸氣套 管下至被保護(hù)層煤層頂，輸氣套管以下至保護(hù)層頂板下置工作篩管，保護(hù)層煤頂板至底板 水泥漿封閉。存在的關(guān)鍵問題是，地面井井孔破斷率較高，地面井服務(wù)時(shí)間短。井孔破斷率 高的原因是當(dāng)保護(hù)層煤層較厚，開采沉降速度大時(shí)，保護(hù)層采動(dòng)造成的上覆巖層移動(dòng)劇烈， 巖移的大小和速率變化控制了井孔受破壞程度，在平面上采區(qū)中線附近受破壞程度大，在 層域上靠近開采層的位置受破壞程度大。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題本實(shí)用新型的目的克服已有技術(shù)中的不足，提供 一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、井身穩(wěn)定、能有效降低采動(dòng)覆巖移動(dòng)破壞地面井和增長地面抽采井服務(wù)時(shí) 間的卸壓煤層氣地面抽采井的井身結(jié)構(gòu)。技術(shù)方案本實(shí)用新型的卸壓煤層氣地面抽采井的井身結(jié)構(gòu)，包括井眼造斜鉆孔 的第一垂深的第一開孔徑段、第二垂深的第二開孔徑段、垂直鉆孔的第三垂深的第二開孔 徑段和深入被保護(hù)層中的第三開孔徑段，第二開孔徑段的孔徑小于第一開孔徑段的孔徑， 第三開孔徑段小于第二開孔徑段；第一開孔徑段內(nèi)設(shè)有護(hù)壁套管，護(hù)壁套管內(nèi)設(shè)有深入至 第二垂深底部的的輸氣套管，輸氣套管底部下設(shè)有直至第三垂深底部的進(jìn)氣篩管。所述的井眼造斜鉆孔的最大井斜角為15 25°，井眼曲率應(yīng)為5 10° /IOOm ； 所述的第一開孔徑段的中心孔至第三開孔徑段的中心孔的距離30-40m ；所述的進(jìn)氣篩管 包括依次連接的第一篩管、第二篩管及與輸氣套管底部連接的第三篩管。有益效果采用三開結(jié)構(gòu)的井身設(shè)計(jì)，在一開孔徑段及二開孔徑段上部定向造斜， 二開孔徑段下部及三開孔徑段采用直井，三開孔鉆至保護(hù)層底板之下IOm以上。將開孔位 置位于位于采區(qū)之外距采區(qū)邊界IOm以內(nèi)，終孔井位置于采區(qū)內(nèi)距采區(qū)邊界30m處；由于將 井身主要部分置于采動(dòng)影響區(qū)之外或采動(dòng)影響較小的地方，采用了先造斜鉆孔、后垂直鉆 孔的井身軌跡設(shè)計(jì)，從而減小了井身被破壞幾率；由于三開孔徑段鉆至被保護(hù)層底板之下 IOm以上，可防止進(jìn)入篩管的細(xì)小煤巖塊堵塞篩管，降低了施工風(fēng)險(xiǎn)、增強(qiáng)了抽采井井身結(jié) 構(gòu)穩(wěn)定性，與現(xiàn)有技術(shù)相比，井身機(jī)構(gòu)能使地面井抽采時(shí)間延長，抽采煤層氣總產(chǎn)能大大提 高，能有效降低采動(dòng)覆巖移動(dòng)破壞地面井和增長地面抽采井的服務(wù)時(shí)間。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，地面 抽采井的穩(wěn)定性高，施工風(fēng)險(xiǎn)低，煤層氣井抽采產(chǎn)能高，具有廣泛的實(shí)用性。
圖1是本實(shí)用新型的井身結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1 一第一開孔徑，2 —護(hù)壁套管，3 —基巖面，4 一輸氣套管，5 —第二開孔徑， 6 一第一篩管，7 —第二篩管，8 —膨脹橡膠，9 一第三篩管，10 一第三開孔徑，11 一被保護(hù)煤 層，12—保護(hù)煤層。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步的描述圖1所示，卸壓煤層氣地面抽采井的井身結(jié)構(gòu)，井眼造斜鉆孔的第一垂深Hl的第 一開孔徑段1、第二垂深H2的第二開孔徑段5、垂直鉆孔的第三垂深H3的第二開孔徑段5 和深入被保護(hù)層12中的第三開孔徑段10，第一垂深Hl和第二垂深H2的井眼造斜鉆孔的 最大斜角為15 25°，井眼曲率應(yīng)為5 10° /100m。第二開孔徑段5的孔徑小于第一 開孔徑段1的孔徑，第三開孔徑段10小于第二開孔徑段5 ；第一開孔徑段1的中心孔至第 三開孔徑段10的中心孔的距離為30 40m。第一開孔徑段1內(nèi)設(shè)有護(hù)壁套管2，護(hù)壁套管 2內(nèi)設(shè)有深入至第二垂深H2底部的的輸氣套管4，輸氣套管4下設(shè)有直至第三垂深H3底部 的進(jìn)氣篩管，進(jìn)氣篩管由依次連接的第一篩管9、第二篩管7及與輸氣套管4底部連接的第 三篩管6構(gòu)成，第二篩管7外接第一篩管9頂部，第三篩管6內(nèi)接于輸氣套管4底部，第三 篩管6套裝在第二篩管7內(nèi)。第一開孔徑1約為350mm，第二開孔徑5約為216mm，第三開 孔徑10約為152mm ；第一開孔徑1段需鉆至基巖面3以下30m，第二開孔徑5段需鉆至保護(hù) 層12頂板以上10m，第三開孔徑10段需鉆至保護(hù)層12底板之下IOm左右。第一開孔徑段 護(hù)壁套管2采用ΦΜ4. 5mm管徑X 11. 05mm壁厚石油套管；第二開孔徑5段輸氣套管4采 用Φ 177. 8mm管徑X 9. 19mm壁厚的石油套管；第一篩管6采用Φ 168mm管徑X 7. 32mm壁 厚的石油套管，第一篩管6上接于輸氣套管4底部；第二篩管7采用Φ 194mm管徑X 9. 52mm 壁厚的石油套管；第三篩管9采用Φ 177. 8mm管徑X 9. 18mm石油套管；第二篩管7與第三 篩管9段頂部連接。第一篩管6，第二篩管7及第三篩管9原材料選用石油套管，在石油套 管上鉆直徑為18mm的圓形孔即篩眼，繞石油套管一周鉆5個(gè)篩眼，Im石油套管內(nèi)鉆約100 個(gè)圓形篩眼。
權(quán)利要求1.一種卸壓煤層氣地面抽采井的井身結(jié)構(gòu)，其特征在于它包括井眼造斜鉆孔的第一 垂深(Hl)的第一開孔徑段(1)、第二垂深(H2)的第二開孔徑段(5)、垂直鉆孔的第三垂深 (H3)的第二開孔徑段(5)和深入被保護(hù)層(12)中的第三開孔徑段(10)，第二開孔徑段(5) 的孔徑小于第一開孔徑段(1)的孔徑，第三開孔徑段(10)小于第二開孔徑段(5);第一開孔 徑段(1)內(nèi)設(shè)有護(hù)壁套管(2)，護(hù)壁套管(2)內(nèi)設(shè)有深入至第二垂深(H2)底部的的輸氣套管 (4)，輸氣套管(4)下設(shè)有直至第三垂深(H3)底部的進(jìn)氣篩管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卸壓煤層氣地面抽采井的井身結(jié)構(gòu)，其特征在于所述井眼 造斜鉆孔的最大井斜角為15 25°，井眼曲率應(yīng)為5 10° /100m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卸壓煤層氣地面抽采井的井身結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的第 一開孔徑段(1)的中心孔至第三開孔徑段(10)的中心孔的距離為30 40m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卸壓煤層氣地面抽采井的井身結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的進(jìn) 氣篩管包括依次連接的第一篩管(9)、第二篩管(7)、及與輸氣套管(4)底部連接的第三篩 管(6)。
專利摘要一種卸壓煤層氣地面抽采井的井身結(jié)構(gòu)，它包括井眼造斜鉆孔的第一垂深的第一開孔徑段、第二垂深的第二開孔徑段、垂直鉆孔的第三垂深的第二開孔徑段和深入被保護(hù)層中的第三開孔徑段；采用在采區(qū)外開孔、一開孔徑段和二開孔徑段上部采用定向造斜、二開孔徑段下部及三開孔徑段采用直井井身、在采區(qū)內(nèi)靠近采區(qū)邊界終孔，使井身結(jié)構(gòu)大部分置于采動(dòng)影響范圍之外或采動(dòng)影響較小的區(qū)域，大大增強(qiáng)了地面抽采井的穩(wěn)定性、減小了施工風(fēng)險(xiǎn)、提高了煤層氣井抽采產(chǎn)能，有效降低了采動(dòng)覆巖移動(dòng)破壞地面井和增長地面抽采井的服務(wù)時(shí)間。
文檔編號(hào)E21B43/08GK201924897SQ20112003811
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2011年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月14日
發(fā)明者劉會(huì)虎, 周效志, 徐宏杰, 曹麗文, 桑樹勛, 黃華州 申請(qǐng)人:中國礦業(yè)大學(xué)