专利名称：调节气化剂在井下的流动方向的可活动设备及方法
技术领域：
本发明涉及设备领域，更具体地涉及地下煤层气开采的设备领域。
背景技术：
众所周知，在煤层气开采、煤炭地下气化以及石油天然气的开采中，都会用到钻 井，为了强化开采效果，通常会从一 口钻井向地下岩层中注入流体介质，驱赶或参与反应以 便获得目标产品，该钻井在本文中被定义为注入井；从另外的钻井中将目标产品采集至地 面，此类钻井在本文中被定义为生产井。流体在注入井或生产井中的流动或流向是难以控制的，特别是在煤炭地下气化过 程中，如何引导例如气化剂这样的流体向地下气化通道的煤壁扩散，强化两者的接触与反 应是非常重要的。通常的做法无论是通过垂直钻井、倾斜钻井或水平钻井注入气化剂，还 是换管式或后退式注气点移动供送气化剂等法，都无法调控气化剂进入燃空区后的气流方 向。在煤炭地下气化过程中，特别是在特厚煤层中实施的地下气化，有效解决进/出 气点在竖直方向上的移动是非常重要的。对于注入井，在某一深度处水平方向上调整气化剂注入后的流向，以及在垂直方 向上移动气化剂的注入点都非常重要。为了避免裸孔孔壁塌落以及提高煤层的采收率，开 始气化时，注入井和生产井套管的下端、点火位置和气化通道通常在煤层的底部，此时气化 剂最好送到煤层的底部，自然注入井套管的底端也就位于煤层的底部，离煤层底板有一定 距离，随着燃烧气化的进行，一部分煤被燃烧掉，产生的煤灰会沉积在燃空区中，有可能埋 没注入井的下端，煤层下部的煤被气化完以后，从注入井套管出来的气化剂需要流经燃空 区再与煤壁接触进行反应。通过在垂直方向上提高注气点的位置，气化剂就不用注到燃空 区的底部吹走附近的煤灰后才能与燃空区上方与煤层接触燃烧气化。而对于生产井，在垂直方向上移动套管末端位置比较重要。在地下气化的过程中， 燃尽的煤灰会不断地在燃空区的底部积累，积累到一定量时就会将生产井的套管底端埋 没；或者，随着燃空区的增大，其汇集地下水的能力也会增大，如果生产井套管下端的位置 比较接近燃空区的底部，那么，被地下水淹没的可能性很大，会造成出气不畅或堵塞。所以， 向上移动套管末端的位置对于顺利产出煤气意义重大。故对注入井而言，需要调控流体与煤层的接触位置以及流体的流动方向；对生产 井而言，需要管理的是流体能否顺利通过生产井到达地面。已经有很多专利提出了调控流体在井下的流动的方法。发明专利US5531270公开了一种在石油天然气开采行业控制地下流体的方法通 过在主井下的分枝井中设置阀门，开关阀门来控制由主井进入的流体在分枝井中流通或者 分配。发明专利US4754811公开了一种受控后退式注入点式煤炭地下气化工艺，该发明 是通过一根蛇管下入到地下煤层中的气化通道，蛇管输送气化剂到煤层并点燃煤层进行气化，再通过逐段堵塞蛇管末端，气化剂从预先设置好具有一定距离的孔中溢出，来控制注气 点的后移，也即井下流体的流动。发明专利CN95102245. 8公开了在煤矿井下或露天矿于煤层内以钻孔或煤巷直接 构筑“煤层气化炉”，采用牵引拉管的方法使注气点随气化过程连续或周期性后退，保证气 化生产的长期稳定，以实现地下煤层气化的商业化生产。发明专利CN96106720.9给出了在同一通道中下入一束管，管的末端对应不同的 点，通过变换地面注入管的开关，来调控气化剂供送至不同的煤层位置进行燃烧气化，实现 对井下流体的流动管理。以上专利方法各有缺点发明专利US5531270是通过开启或关闭设置在分枝井中 的阀门来控制主井流体进入哪些分枝井，需要在井下预埋管道和控制阀门，对于无井式地 下气化，不仅操作复杂，对阀门的自控水平要求高，而且很难保证在高温(200-1200°C)高 压(_1.2MPa)和含有腐蚀性气体的复杂地下气化环境下，阀门能正常稳定操作。发明专利 US4754811和CN95102245. 8改变的只是注气点的位置，操作复杂，而且在同一注气点不能 调控气流的方向。发明专利CN96106720. 9通过多根注气管改变注气点在竖直方向上的位 置，操作比较复杂而且经济性不好。为了解决以上问题，本发明提出了一种用于调节气化剂在井下的流动方向的可活 动设备。发明概述第一方面，本发明提供了一种用于调节气化剂在井下的流动方向的可活动设备， 其包括直的圆管1;与所述直的圆管1的下端连接的导流窗6，气化剂从该导流窗6流出；在所述直的圆管1的顶部设置的提梁3 ；该提梁3在垂直于所述直的圆管1的轴 线的平面上的投影与所述直的圆管1的直径重合；和在所述提梁3上的连杆接口 5，用于提供所述可活动设备与不属于所述可活动设 备的外部连杆之间的刚性连接，以能够将作用在所述连杆上的扭矩传递给所述可活动设备 并使所述可活动设备能够以所述直的圆管1的轴线为自转轴发生转动。第二方面，本发明提供了一种用于调节气化剂在井下的流动方向的可活动设备， 其包括直的圆管1 ；围绕在所述直的圆管1的至少一段的外侧面上的外箍2 ；与所述直的圆管1的下端连接的导流窗6，气化剂从该导流窗6流出；在所述直的圆管1的顶部设置的提梁3 ；该提梁3在垂直于所述直的圆管1的轴 线的平面上的投影与所述直的圆管1的直径重合；和在所述提梁3上的连杆接口 5，用于提供所述可活动设备与不属于所述可活动设 备的外部连杆之间的刚性连接，以能够将作用在所述连杆上的扭矩传递给所述可活动设备 并使所述可活动设备能够以所述直的圆管1的轴线为自转轴发生转动。第三方面，本发明提供了一种用于调节气化剂在井下的流动方向的方法，包括以 下步骤
a.提供注入井，该注入井穿过岩层并伸入到岩层下方的煤层中；并在所述注入井 内提供固井套管，该固井套管是直的圆管，且其已经与周围岩层固定在一起，其基本上是竖 直的，且其下端位于煤层的上部或靠近煤层的顶板岩层内；b.将本发明的第一方面的可活动设备轴线重合地放入所述固井套管中，并使所述 可活动设备伸出所述固井套管而进入到煤层中，且所述可活动设备通过连杆与地面上的装 置连接；c.使气化剂依次通过所述固井套管和所述可活动设备通入地下煤层中；和d.根据需要升降和/或旋转所述可活动设备，以调节气化剂在井下的流动方向。第四方面，本发明提供了一种用于调节气化剂在井下的流动方向的方法，包括以 下步骤a.提供注入井，该注入井穿过岩层并伸入到岩层下方的煤层中；并在所述注入井 内提供固井套管，所述固井套管是直的圆管，且其已经与周围岩层固定在一起，其基本上是 竖直的，且其下端位于煤层的上部或靠近煤层的顶板岩层内，且其下端有内部变径部分8 ；b.将本发明的第二方面的可活动设备轴线重合地放入所述固井套管中，并使所述 可活动设备伸出所述固井套管而进入到煤层中，所述可活动设备通过所述连杆与地面上的 装置连接；且所述外箍2的下端表面与所述内部变径部分8的上端表面呈榫卯式配合；c.使气化剂依次通过所述固井套管和所述可活动设备通入地下煤层中；和d.根据需要升降和/或旋转所述可活动设备，以调节气化剂在井下的流动方向。附图简述
图1是本发明的可活动设备的外形图，其中a和b是两种示例性的实施方案。图2是本发明的可活动设备的顶部细节图。图3是本发明的可活动设备与固井套管在地下煤层中工作时的示意图，其中可活 动设备与固井套管配合。图4是本发明的可活动设备与固井套管在地下煤层中工作时的示意图，其中将可 活动设备升起一定的高度。这些图仅仅是说明性的，不以任何方式限制本发明的范围。发明详述在第一方面中，本发明提供的用于调节气化剂在井下的流动方向的可活动设备包 括以下部分直的圆管1。该直的圆管在工作状态下呈基本上竖直的方向。其材质可以是适合 于在井下温度和压力下使用的任何材质，例如钢材。其直径、长度、管壁厚度等均可根据具 体情况的需要而改变。与所述直的圆管1的下端连接的导流窗6，气化剂从该导流窗6流出。这里所述的 “连接”可以是任何形式的连接，只要不发生气化剂的泄漏即可。例如，该导流窗优选与所述 直的圆管作为一个整体而形成，或者，可通过嵌套或法兰接头的方式来连接。该导流窗6可 以采取多种形式，只要其能够使气化剂从中流出并且不影响所述可活动设备在井下的升降 即可。在一种实施方案中，该导流窗可以为弯头，其一侧开口与所述直的圆管1连接，另一 侧开口敞开。优选该弯头为90度弯头，但也可以使用其它角度的弯头，例如120度的弯头， 等等。在另一种实施方案中，所述导流窗可以为具有侧窗的直管，其一头与所述直的圆管1连接，另一头堵死，并在侧面上开设有至少一个侧窗，且该直管的外径不大于所述直的圆管 1的外径，优选与直的圆管1的外径相同，但内径可以与之相同或不同。在所述直的圆管1的顶部设置的提梁3 ；该提梁3在垂直于所述直的圆管1的轴 线的平面上的投影与所述直的圆管1的直径重合。所述提梁可以为一字形、倒V形或倒U 形，其两端均与所述直的圆管1的顶部管壁直接或间接连接，且连接点之间的连线为该直 的圆管1的直径。该提梁的作用是用于通过其上的连杆接口将所述可活动设备吊在外部连 杆上。在所述提梁3上还任选地具有导流窗朝向标识4，该导流窗朝向标识4与导流窗6的 开口朝向存在着确定的对应关系，例如，所述导流窗朝向标识4与所述导流窗6的开口朝向 一致，用于指示导流窗6的开口朝向。该导流窗朝向标识4可以是在提梁本身上绘出或刻 出的标识符号，也可以是位于直的圆管1顶端的标识符号。必须指出的是，该导流窗朝向标 识4不是必须的，其只是与井下成像系统配合起到确认导流窗6的开口朝向的作用。在没 有该导流窗朝向标识4的情况下，本发明的可活动设备也可正常工作，但只能对导流窗6的 开口朝向进行“盲调”。和，在所述提梁3上的连杆接口 5，用于提供所述可活动设备与不属于所述可活动设 备的外部连杆之间的刚性连接，以能够将作用在所述连杆上的扭矩传递给所述可活动设备 并使所述可活动设备能够以所述直的圆管1的轴线为自转轴发生转动。所述连杆接口与所 述连杆之间的连接方式为丝扣式连接、销钉锁式连接或卡套式连接。该连杆接口 5的位置 一定要确保所述可活动设备在扭矩作用下能够以所述直的圆管1的轴线为自转轴发生转 动，而不是发生偏心转动，为此，优选使该连杆接口 5位于所述直的圆管1的轴线上。在第二方面中，本发明提供的用于调节气化剂在井下的流动方向的可活动设备包 括直的圆管1。该直的圆管在工作状态下呈基本上竖直的方向。其材质可以是适合 于在井下温度和压力下使用的任何材质，例如钢材。其直径、长度、管壁厚度等均可根据具 体情况的需要而改变。围绕在所述直的圆管1的至少一段的外侧面上的外箍2。所述外箍2可以为与所 述直的圆管1焊接在一起的更大直径的圆管，或者所述外箍2与所述直的圆管1整体成型 为具有局部更厚的壁的圆管。该外箍2的顶端可与直的圆管1的顶端平齐，或者低于所述 直的圆管1的顶端，但优选其顶端与直的圆管1的顶端平齐或仅略低于直的圆管1的顶端。 该外箍2可具有均一的高度，也可以具有变化的高度，无论哪种情况，其最大高度小于且一 般情况下远小于所述直的圆管1的高度。该外箍2的下端表面可以为倒V形、倒U形或凹 形，以与固井套管的内部变径部分的设置成倒V形、倒U形或凸形的上端表面形成榫卯式配 合。这种榫卯式配合可使得外箍2的下端表面与固井套管的内部变径部分的上端表面之间 形成良好的密封，以防止气化剂从配合表面之间泄漏。该外箍2还可防止所述可活动设备 脱落。与所述直的圆管1的下端连接的导流窗6，气化剂从该导流窗6流出。本文所述 的“连接”可以是任何形式的连接，只要不发生气化剂的泄漏即可。例如，该导流窗优选与 所述直的圆管作为一个整体而形成，或者，可通过嵌套或法兰接头或焊接的方式来连接。该 导流窗6可以采取多种形式，只要其能够使气化剂从中流出并且不影响所述可活动设备在 井下的升降即可。在一种实施方案中，该导流窗可以为弯头，其一侧开口与所述直的圆管1连接，另一侧开口敞开。优选该弯头为90度弯头，但也可以使用其它角度的弯头，例如120 度的弯头，等等。在另一种实施方案中，所述导流窗可以为直管，其一头与所述直的圆管1 连接，另一头堵死，而在侧面上开设有至少一个侧窗，且该直管的外径不大于所述直的圆管 1的外径，优选与直的圆管1的外径相同，但内径可以与之相同或不同。在所述直的圆管1的顶部设置的提梁3 ；该提梁3在垂直于所述直的圆管1的轴 线的平面上的投影与所述直的圆管1的直径重合。所述提梁可以为一字形、倒V形或倒U 形，其两端均与所述直的圆管1的顶部管壁直接或间接连接，且连接点之间的连线为该直 的圆管1的直径。该提梁的作用是用于通过其上的连杆接口将所述可活动设备吊在外部连 杆上。在所述提梁3上还任选地具有导流窗朝向标识4，该导流窗朝向标识4与导流窗6的 开口朝向存在着确定的对应关系，例如，所述导流窗朝向标识4与所述导流窗6的开口朝向 一致，用于指示导流窗6的开口朝向。该导流窗朝向标识4可以是在提梁本身上绘出或刻 出的标识符号，也可以是位于直的圆管1顶端的标识符号。必须指出的是，该导流窗朝向标 识4不是必须的，其只是与井下成像系统配合起到确认导流窗6的开口朝向的作用。在没 有该导流窗朝向标识4的情况下，本发明的可活动设备也可正常工作，但只能对导流窗6的 开口朝向进行“盲调”。和，在所述提梁3上的连杆接口 5，用于提供所述可活动设备与不属于所述可活动设 备的外部连杆之间的刚性连接，以能够将作用在所述连杆上的扭矩传递给所述可活动设备 并使所述可活动设备能够以所述直的圆管1的轴线为自转轴发生转动。所述连杆接口与所 述连杆之间的连接方式为丝扣式连接、销钉锁式连接或卡套式连接。该连杆接口 5的位置 一定要确保所述可活动设备在扭矩在作用下能够以所述直的圆管1的轴线为自转轴发生 转动，而不是发生偏心转动，为此，优选使该连杆接口 5位于所述直的圆管1的轴线上。在第三方面中，本发明提供了一种用于调节气化剂在井下的流动方向的方法，亦 即本发明的第一方面的可活动设备的使用方法，包括以下步骤a.提供注入井，该注入井穿过岩层并伸入到岩层下方的煤层中；并在所述注入井 内提供固井套管，该固井套管是直的圆管，且其已经与周围岩层固定在一起，其基本上是竖 直的，且其下端位于煤层的上部或靠近煤层的顶板岩层内。其中该注入井以及其中的固井 套管基本上呈竖直方向。且该固井套管已经通过水泥灌浆的方式牢固地与周围岩层固定在 一起。注入井的作用在于通过其向地下煤层中注入气化剂。该注入井可伸到接近煤层的底 板岩层处的深度，而固井套管则仅伸到煤层的上部或靠近煤层的顶板岩层处。注入井与固 井套管之间的高度差所对应的煤层空间则是本发明的可活动设备的下端的活动空间，也是 气化反应的发生之处。b.将本发明的第一方面的可活动设备轴线重合地放入所述固井套管中，并使所述 可活动设备伸出所述固井套管而进入到煤层中，且所述可活动设备通过连杆与地面上的装 置连接。该可活动设备的外径优选与所述固井套管的内径相同，以提供二者之间的紧密配 合，以防止气化剂泄漏流窜。c.使气化剂依次通过所述固井套管和所述可活动设备通入地下煤层中。在本发明 的可活动设备与所述固井套管安装到位后，点燃最下面的煤层，并将气化剂通入地下煤层 中。这可通过常规的设备例如泵或风机来进行。该气化剂最终从所述可活动设备的导流窗 沿着预定的方向流出，并与预定方向的地下煤层接触以发生气化反应。所使用的气化剂可以是氧气、空气、蒸汽、二氧化碳、烟道气或它们的混合物。气化反应所产生的可燃气体沿着 事先准备好的气体通道流向生产井，并进而被采收到地面。d.根据需要升降和/或旋转所述可活动设备，以调节气化剂在井下的流动方向。 在地下煤层中的气化反应进行一段时间后，气化剂初始注入点附近以及初始气化通道周围 一定厚度的煤被耗尽，此时就需要通过延长或缩短所述连杆的长度来控制所述可活动设备 的升降，并通过所述连杆接口将作用在所述连杆上的扭矩传递给所述可活动设备来使所述 可活动设备旋转，以调节气化剂在井下的流动方向，使得气化剂与别处的煤发生接触，以进 行气化反应。并通过任选的井下成像系统来观察所述导流窗朝向标识4的方向，以确认导 流窗6的开口朝向。在第四方面中，本发明提供了一种用于调节气化剂在井下的流动方向的方法，亦 即本发明的第二方面的可活动设备的使用方法，包括以下步骤a.提供注入井，该注入井穿过岩层并伸入到岩层下方的煤层中；并在所述注入井 内提供固井套管，所述固井套管是直的圆管，且其已经与周围岩层固定在一起，其基本上是 竖直的，且其下端位于煤层的上部或靠近煤层的顶板岩层内，且其下端有内部变径部分8。 其中所述内部变径部分8可以是固井套管下部的一段内径变小的部分，或曰管壁向内变厚 的部分，该内部变径部分8的内径大于或等于所述直的圆管1的外径，且小于所述外箍2的 外径。其中该注入井以及其中的固井套管基本上呈竖直方向。且该固井套管已经通过水泥 灌浆的方式牢固地与周围岩层固定在一起。注入井的作用在于通过其向地下煤层中注入气 化剂。该注入井可伸到接近煤层的底板岩层处的深度，而固井套管则仅伸到煤层的上部或 靠近煤层的顶板岩层处。注入井与固井套管之间的高度差所对应的煤层空间则是本发明的 可活动设备的下端的活动空间，也是气化反应的发生之处。b.将本发明的第二方面的可活动设备轴线重合地放入所述固井套管中，并使所述 可活动设备伸出所述固井套管而进入到煤层中，所述可活动设备通过所述连杆与地面上的 装置连接；且所述外箍2的下端表面与所述内部变径部分8的上端表面呈榫卯式配合，以提 供二者之间的紧密配合，以防止气化剂泄漏流窜。所述连杆可以做成一节一节的或可伸缩 的，以便调整其长度。c.使气化剂依次通过所述固井套管和所述可活动设备通入地下煤层中。在本发明 的可活动设备与所述固井套管安装到位后，点燃最下面的煤层，并将气化剂通入地下煤层 中。这可通过常规的设备例如泵或风机来进行。该气化剂最终从所述可活动设备的导流窗 沿着预定的方向流出，并与预定方向的地下煤层接触以发生气化反应。所使用的气化剂可 以是氧气、空气、蒸汽、二氧化碳、烟道气或它们的混合物。气化反应所产生的可燃气体沿着 事先准备好的气体通道流向生产井，并进而被采收到地面。d.根据需要升降和/或旋转所述可活动设备，以调节气化剂在井下的流动方向。 在地下煤层中的气化反应进行一段时间后，气化剂初始注入点附近以及初始气化通道周围 一定厚度的煤被耗尽，此时就需要通过延长或缩短所述连杆的长度来控制所述可活动设备 的升降，并通过所述连杆接口将作用在所述连杆上的扭矩传递给所述可活动设备来使所述 可活动设备旋转，以调节气化剂在井下的流动方向，使得气化剂与别处的煤发生接触，以进 行气化反应。并通过任选的井下成像系统来观察所述导流窗朝向标识4的方向，以确认导 流窗6的开口朝向。
在本发明的第四方面的优选实施方案中，在所述内部变径部分8的上方还可设置 环形辅助密封件，该辅助密封件的下端表面能够与所述内部变径部分8的上端表面呈榫卯 式配合，且该辅助密封件的上端表面能够与所述外箍2的下端表面呈榫卯式配合。气化刚 开始时，该辅助密封件的上下端表面与所述外箍2的下端表面和所述内部变径部分8的上 端表面均呈榫卯式配合，确保密封。在本发明的第二方面的可活动设备被提起一定高度后， 该辅助密封件则仅与所述内部变径部分8榫卯式配合与来提供密封作用。显然，本发明的可活动设备也可用于生产井中，用于接收来自不同深度以及同一 深度不同方向的气化产物。只是在生产井中使用时，气流方向与在注入井中使用时正好相 反，即气化产物经过导流窗6流入直的圆管并进而流到生产井的固井套管中，最后流到地 面上。
实施例现结合以下实施例来举例说明本发明的设备和方法，实施例仅出于说明性的目 的，不打算限制本发明的范围。参照图1，一种示例性的本发明的可活动设备包括直的圆管1 ；与该直的圆管1的下端整体成型的导流窗6，其为一个90度弯头；围绕所述直的圆管1的外侧面的外箍2，其具有均一的高度且其顶端表面与所述 直的圆管1的顶端表面平齐，且其与所述直的圆管1整体成型；提梁3，其成一字形且构成所述直的圆管1的顶端表面的直径；连杆接口 5，其位于提梁3的中央；导流窗朝向标识4，其是刻在所述直的圆管1的顶端表面上的箭头。图2示出了图1所述的可活动设备的顶部细节，各附图标记含义同上。图3和图4示出了本发明的可活动设备与固井套管在地下煤层中工作时的剖面示 意图。其中，7为固井套管的管壁剖面，该固井套管插入到煤层顶板中靠近煤层的深度，8为 所述内部变径部分的剖面。而所述可活动设备则深入到煤层中靠近煤层底板的深度，其中 10为所述直的圆管的管壁剖面。9为所述外箍的剖面，6为导流窗，其为管壁上开设有侧窗 的直管，其开口朝向气化通道的位置。气化剂依次通过所述固井套管和所述可活动设备，最 后从导流窗6按预定的方向流入气化通道中。图3中，所述可活动设备与所述固井套管通 过外箍和内部变径部分配合在一起。当煤层下部的煤逐步被气化掉后，在煤层中产生了空 腔，气化后所产生的灰渣堆积在空腔底部，此时则将所述可活动设备提起一定高度，如图4 所示，以使得在深度上更靠近地面的煤逐步被气化，并确保导流窗始终不被灰渣盖住，并可 根据需要调整导流窗的开口朝向，以使得同一深度下的更多方向的煤层也能被气化。本发明的优点如下使用本发明的可活动设备，显然可以对井下流体的流动行为施加更多的人为影响 与控制，使得注入井中的气化剂的流动方向可调，从而使得煤层中不同深度以及同一深度 不同方向的煤都能与气化剂接触而被气化。
权利要求
一种用于调节气化剂在井下的流动方向的可活动设备，其包括直的圆管1；与所述直的圆管1的下端连接的导流窗6，气化剂从该导流窗6流出；在所述直的圆管1的顶部设置的提梁3；该提梁3在垂直于所述直的圆管1的轴线的平面上的投影与所述直的圆管1的直径重合；和在所述提梁3上的连杆接口5，其用于提供所述可活动设备与不属于所述可活动设备的外部连杆之间的刚性连接，以能够将作用在所述连杆上的扭矩传递给所述可活动设备并使所述可活动设备能够以所述直的圆管1的轴线为自转轴发生转动。
2.一种用于调节气化剂在井下的流动方向的可活动设备，其包括 直的圆管1 ；围绕在所述直的圆管1的至少一段的外侧面上的外箍2 ； 与所述直的圆管1的下端连接的导流窗6，气化剂从该导流窗6流出； 在所述直的圆管1的顶部设置的提梁3 ；该提梁3在垂直于所述直的圆管1的轴线的 平面上的投影与所述直的圆管1的直径重合；和在所述提梁3上的连杆接口 5，其用于提供所述可活动设备与不属于所述可活动设备 的外部连杆之间的刚性连接，以能够将作用在所述连杆上的扭矩传递给所述可活动设备并 使所述可活动设备能够以所述直的圆管1的轴线为自转轴发生转动。权利要求1或2的可活动设备，其中所述导流窗6为弯头，其一侧开口与所述直的圆 管1连接，另一侧开口敞开，且该弯头的大小不影响所述可活动设备在井下的升降。
3.权利要求1或2的可活动设备，其中所述弯头为90度弯头。
4.权利要求1或2的可活动设备，其中所述导流窗为具有侧窗的直管，其一头与所述直 的圆管1连接，另一头堵死，并在侧面上开设有至少一个侧窗，且该直管的外径不大于所述 直的圆管1的外径。
5.权利要求1或2的可活动设备，其中所述提梁为一字形、倒V形或倒U形。
6.权利要求1或2的可活动设备，其中所述连杆接口与所述连杆之间的连接方式为丝 扣式连接、销钉锁式连接或卡套式连接。
7.权利要求1或2的可活动设备，其中在所述提梁3或所述直的圆管1的顶端上具有 导流窗朝向标识4，该导流窗朝向标识4与导流窗6的开口朝向存在着确定的对应关系。
8.权利要求7的可活动设备，其中所述导流窗朝向标识4与所述导流窗6的开口朝向 一致。
9.权利要求2的可活动设备，其中所述外箍2为与所述直的圆管1焊接在一起的更大 直径的圆管，或者所述外箍2与所述直的圆管1整体成型为具有局部更厚的壁的圆管。
10.权利要求2的可活动设备，其中所述外箍2的下端表面为倒V形、倒U形或凹形，以 与固井套管的内部变径部分的设置成倒V形、倒U形或凸形的上端表面形成榫卯式配合。
11.一种用于调节气化剂在井下的流动方向的方法，包括以下步骤a.提供注入井，该注入井穿过岩层并伸入到岩层下方的煤层中；并在所述注入井内提 供固井套管，该固井套管是直的圆管，且其已经与周围岩层固定在一起，其基本上是竖直 的，且其下端位于煤层的上部或靠近煤层的顶板岩层内；b.将权利要求1-10中任一项的可活动设备轴线重合地放入所述固井套管中，并使所述可活动设备伸出所述固井套管而进入到煤层中，且所述可活动设备通过连杆与地面上的 装置连接；c.使气化剂依次通过所述固井套管和所述可活动设备通入地下煤层中；和d.根据需要升降和/或旋转所述可活动设备，以调节气化剂在井下的流动方向。
12.一种用于调节气化剂在井下的流动方向的方法，包括以下步骤a.提供注入井，该注入井穿过岩层并伸入到岩层下方的煤层中；并在所述注入井内提 供固井套管，所述固井套管是直的圆管，且其已经与周围岩层固定在一起，其基本上是竖直 的，且其下端位于煤层的上部或靠近煤层的顶板岩层内，且其下端有内部变径部分8 ；b.将权利要求2-10中任一项的可活动设备轴线重合地放入所述固井套管中，并使所 述可活动设备伸出所述固井套管而进入到煤层中，所述可活动设备通过所述连杆与地面上 的装置连接；且所述外箍2的下端表面与所述内部变径部分8的上端表面呈榫卯式配合；c.使气化剂依次通过所述固井套管和所述可活动设备通入地下煤层中；和d.根据需要升降和/或旋转所述可活动设备，以调节气化剂在井下的流动方向。
13.权利要求11或12的方法，其中通过延长或缩短所述连杆的长度来控制所述可活动 设备的升降，并通过所述连杆接口将作用在所述连杆上的扭矩传递给所述可活动设备来使 所述可活动设备旋转。
14.权利要求11或12的方法，其中通过所述导流窗朝向标识4来确定所述导流窗6的 具体朝向。
15.权利要求12的方法，其中在所述内部变径部分8的上方设置环形辅助密封件，该辅 助密封件的下端表面能够与所述内部变径部分8的上端表面呈榫卯式配合，且该辅助密封 件的上端表面能够与所述外箍2的下端表面呈榫卯式配合。
16.权利要求11或12的方法，其中通过井下成像系统来观察所述导流窗朝向标识4的 方向。
全文摘要
本发明涉及一种用于调节气化剂在井下的流动方向的可活动设备，其包括直的圆管1；与所述直的圆管1的下端连接的导流窗6，气化剂从该导流窗6流出；在所述直的圆管1的顶部设置的提梁3；和在所述提梁3上的连杆接口5，其用于提供所述可活动设备与外部连杆之间的刚性连接，以能够将作用在连杆上的扭矩传递给所述可活动设备并使之以所述直的圆管1的轴线为自转轴发生转动，以及任选的围绕在所述直的圆管1的至少一段的外侧面上的外箍2和位于所述提梁3上或直的圆管1顶部的导流窗朝向标识4，该导流窗朝向标识4与导流窗6的开口朝向存在着确定的对应关系。本发明还涉及使用这样的可活动设备来调节气化剂在井下的流动方向的方法。
文档编号E21B43/22GK101988382SQ20101026802
公开日2011年3月23日 申请日期2010年8月31日 优先权日2010年8月31日
发明者刘洪涛, 刘淑琴, 潘霞, 陈 峰 申请人:新奥科技发展有限公司