煤层气井径向水力喷射时排采直井的辅助循环返屑装置的制作方法

专利名称：煤层气井径向水力喷射时排采直井的辅助循环返屑装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及煤层气开采领域，更具体地说，涉及一种用于煤层气井径向水力喷射 时排采直井的辅助循环返屑装置。
背景技术：
目前，在煤层气开采领域，在进行径向井眼水力喷射施工时，需要及时的将水力喷 射过程中从径向井眼流入直井中的煤粉抽到井外；所述将煤粉抽到井外的过程，在煤层气 开采领域被称之为返屑。但是，在现有技术中，进入到直井口袋中的水是通过实施径向水力喷射管串在目 标煤层中喷射出径向井眼并携带该井眼的煤屑回流至直井口袋中的，由于所述连续油管的 内径很小(一般可以为25mm)，所以水的流量很小，当煤粉与水的混合物从径向井眼流入作 业油管与套管之间的环形空间(即环空)中时，由于所述环空的横截面相对于连续油管的 管路横截面要大得多，所以水与煤粉的混合物在所述环空的流动速度缓慢，由于所述混合 物流动缓慢，所以会形成煤粉的沉积，当沉积的煤粉到达一定高度时，会堵塞作业油管的下 端，造成油管被卡住或者水力喷射无法继续进行。

发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种用于煤层气井径向水力喷射时排采直井的辅 助循环返屑装置，以实现避免返屑过程中煤粉沉积的问题。为了实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案一种用于煤层气排采的返屑装置，包括套管、作业油管和管柱携向器；所述套管上端设有与排水装置相连通的出水口 ；所述作业油管上端设有与注水装置相连通的进水口 ；所述管柱携向器的下导向弧面部位设有通透孔。优选的，在本发明实施例中，所述管柱携向器下端连接有作业油管短节。优选的，在本发明实施例中，所述作业油管短节的长度为10m。优选的，在本发明实施例中，所述通透孔为多个。优选的，在本发明实施例中，所述通透孔为4个。从上述技术方案可以得出，本发明实施例通过在管柱携向器的下导向弧面部位设 有通透孔，从而使得设有进水口的作业油管通过注水装置注入的水流可以穿过管柱携向器 进入用于排采的直井的口袋中，进而对口袋中的煤粉与水的混合物进行有效地冲击，起到 了搅拌的作用，从而避免了煤粉的沉积。另外，由于增加的注入水流，使得进入作业油管与 套管之间的环空中水流流量的增加，从而也使得煤粉与水的混合物在环空中的流动速度大 大增加，从而可以及时的在水流的带动下将煤屑经过设置在管套上端的出水口使用排水装 置排出井外。本发明实施例中通过向用于排采的直井口袋中的注入水流，以带动其中煤屑向上并将所述煤屑排出井外的方法，可称之为水举法返屑；本发明实施例中采用的水举返屑装 置利用了作业油管为注水管路，并通过设有通透孔的管柱携向器将水注入排采直井的口袋 中；本发明实施例还利用作业油管与套管间的环空为回水管路；将口袋中的煤粉与水的混 合物通过设于套管上端的出水口排出排采直井的井外。从而解决了现有技术中，水与煤粉 的混合物因为在所述环空中的流动速度缓慢而可能形成煤粉的沉积所造成堵塞作业油管 的下端的问题，从而保证了煤层气井径向水力喷射的正常进行。


为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术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。图1为本发明实施例中所述用于煤层气井径向水力喷射时排采直井的辅助循环 返屑装置的侧剖示意图；图2为本发明实施例中所述用于煤层气井径向水力喷射时排采直井的辅助循环 返屑装置中携向器的侧剖图；图3为本发明实施例中所述用于煤层气井径向水力喷射时排采直井的辅助循环 返屑装置中携向器的俯视图；图4为本发明实施例中又一所述用于煤层气井径向水力喷射时排采直井的辅助 循环返屑装置的侧剖示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。为了能够更好的理解本发明实施例，以下是对本发明实施例中应用到的一些技术 内容所作的相应说明如图1、图2和图3所示，本发明实施例提供了 一种用于煤层气井径向水力喷射时 排采直井的辅助循环返屑装置，包括套管1、作业油管2和管柱携向器3 ；套管1上端设有 与排水装置相连通的出水口 11 ；作业油管2上端设有与注水装置相连通的进水口 21 ；管柱 携向器3的下导向弧面31设有通透孔32。本发明实施例中，在需要进行返屑作业时，注水装置通过进水口 21将水流注入作 业油管2中，利用作业油管2为注水管道使水流到达管柱携向器3中，由于本发明实施例中 的管柱携向器3的下导向弧面31设有通透孔32。所以水流可以穿过通透孔32，进入排采 直井的口袋5中。所述水流进入口袋5中后，冲击并带动其中的，由径向水力喷射所形成的 径向井眼4流入的水与煤粉的混合物；使所述混合物沿由套管1与作业油管2间的环空形 成的回水管道上升，进而可以在排水装置的作用下通过出水口 11将所述混合物排出排采 直井外。从而完成了返屑作业。
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优选的，在本发明实施例中，通透孔32可以为多个。通过设有多个通透孔32，可以 使得所述通透孔32在保证向口袋5中注入水流的流量的同时，避免所述通透孔32过大，而 影响管柱携向器3的正常工作。具体地说，在对水平井进行水力喷射作业时，用于喷射水流 的喷头及与其连接的连续油管在通过管柱携向器3的下导向弧面31过程中，会可能由于通 透孔32的孔径过大，通透孔32的边沿会对所述喷头造成阻挡而不能顺畅的通过，另外，孔 径过大的通透孔还可能造成喷头和连续油管从该孔中穿越并下行，从而不进入预期的需要 喷射的煤层段。在本发明实施例中，设有了多个通透孔，从而在保证注水的水流量的同时避免了 通透孔的孔径过大的问题。优选的，在本发明实施例中，通透孔32可以为4个。由于过多的通透孔会影响管 柱携向器3自身耐压强度，本发明实施例中的管柱携向器3的下导向弧面31设有4个通透 孔32，从而在保证注水水流量的同时保证了管柱携向器3的自身耐压强度。本发明实施例中，改造了现有技术中的管柱携向器，使其具有通透孔从而可以使 水流进入口袋中。进而使得水与煤粉的混合物在所述环空的液面升高速度加快，避免因为 其中的煤粉的形成沉积所造成堵塞作业油管的下端，而影响水力喷射的正常作业。由于本发明实施例中没有增加额外的注水管路和回水管路，只是利用现有的实施 径向水力喷射的喷射管串的下入管路实现了加注水流并利用所述水流带出口袋中的煤屑。 从而避免了增加排采直井中管路的复杂度，不但利于返屑的实施，还有效的节约了成本。如图4所示，上述实施例中，所述管柱携向器3还可以连接有作业油管短节23，在 本发明实施例中，通过连接有作业油管短节23，使得由通透孔32注入的水流可以深入的冲 击口袋5中的煤屑，起到更好的带动煤屑的作用，使得排出的水与煤屑的混合物更有效地 携带煤粉，从而提高返屑作业的工作效率。 在本发明实施例中，所述作业油管短节23的长度可以为10m。本发明实施例中，通 过保证作业油管短节23具有足够的长度，从而使得作业油管短节23可以深入口袋5中，可 以起到对口袋5底部的煤屑更好的冲击带动作用，从而进一步的提高返屑效果。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他 实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
权利要求
一种煤层气井径向水力喷射时排采直井的辅助循环返屑装置，其特征在于，包括套管、作业油管和管柱携向器；所述套管上端设有与排水装置相连通的出水口；所述作业油管上端设有与注水装置相连通的进水口；所述管柱携向器的下导向弧面设有通透孔。
2.根据权利要求1所述返屑装置，其特征在于，所述管柱携向器下端连接有作业油管 短节。
3.根据权利要求2所述返屑装置，其特征在于，所述作业油管短节的长度为10m。
4.根据权利要求2或3所述返屑装置，其特征在于，所述通透孔为多个。
5.根据权利要求4所述返屑装置，其特征在于，所述通透孔为4个。
全文摘要
本发明实施例公开了一种煤层气井径向水力喷射时排采直井的辅助循环返屑装置，包括套管、作业油管和管柱携向器；套管上端设有与排水装置相连通的出水口；作业油管上端设有与注水装置相连通的进水口；管柱携向器的下导向弧面部位设有通透孔。本发明实施例通过在管柱携向器的下导向弧面部位设有通透孔，从而使得设有进水口的作业油管，通过注水装置注入的水流可以穿过管柱携向器进入排采直井的口袋中，进而对口袋中的煤粉与水的混合物进行有效地冲击，从而避免了煤粉的沉积。
文档编号E21B21/14GK101906952SQ20101024904
公开日2010年12月8日 申请日期2010年8月9日 优先权日2010年8月9日
发明者刘利德, 史现武, 商昌盛, 夏雪平, 张延峰, 徐正明 申请人:北京奥瑞安能源技术开发有限公司