专利名称：卸压煤层气地面抽采井的井身结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种井身结构，尤其是一种适用于煤矿采动区的卸压煤层气地面 抽采井的井身结构。
背景技术：
煤矿采动区卸压煤层气地面抽采井多采用“地面直井布于采区上、下风巷中心线” 或“地面直井布于采区靠近上回风巷”的技术模式。早期设计的卸压煤层气地面井，开孔位 置与终孔位置均位于采区走向中心线上，终孔层位保护层底板，护壁套管下至基岩，输气套 管下至被保护层煤层顶，输气套管以下至保护层顶板下置工作筛管，保护层煤顶板至底板 水泥浆封闭。存在的关键问题是，地面井井孔破断率较高，地面井服务时间短。井孔破断率 高的原因是当保护层煤层较厚，开采沉降速度大时，保护层采动造成的上覆岩层移动剧烈， 岩移的大小和速率变化控制了井孔受破坏程度，在平面上采区中线附近受破坏程度大，在 层域上靠近开采层的位置受破坏程度大。
发明内容本实用新型要解决的技术问题本实用新型的目的克服已有技术中的不足，提供 一种结构简单、井身稳定、能有效降低采动覆岩移动破坏地面井和增长地面抽采井服务时 间的卸压煤层气地面抽采井的井身结构。技术方案本实用新型的卸压煤层气地面抽采井的井身结构，包括井眼造斜钻孔 的第一垂深的第一开孔径段、第二垂深的第二开孔径段、垂直钻孔的第三垂深的第二开孔 径段和深入被保护层中的第三开孔径段，第二开孔径段的孔径小于第一开孔径段的孔径， 第三开孔径段小于第二开孔径段；第一开孔径段内设有护壁套管，护壁套管内设有深入至 第二垂深底部的的输气套管，输气套管底部下设有直至第三垂深底部的进气筛管。所述的井眼造斜钻孔的最大井斜角为15 25°，井眼曲率应为5 10° /IOOm ； 所述的第一开孔径段的中心孔至第三开孔径段的中心孔的距离30-40m ；所述的进气筛管 包括依次连接的第一筛管、第二筛管及与输气套管底部连接的第三筛管。有益效果采用三开结构的井身设计，在一开孔径段及二开孔径段上部定向造斜， 二开孔径段下部及三开孔径段采用直井，三开孔钻至保护层底板之下IOm以上。将开孔位 置位于位于采区之外距采区边界IOm以内，终孔井位置于采区内距采区边界30m处；由于将 井身主要部分置于采动影响区之外或采动影响较小的地方，采用了先造斜钻孔、后垂直钻 孔的井身轨迹设计，从而减小了井身被破坏几率；由于三开孔径段钻至被保护层底板之下 IOm以上，可防止进入筛管的细小煤岩块堵塞筛管，降低了施工风险、增强了抽采井井身结 构稳定性，与现有技术相比，井身机构能使地面井抽采时间延长，抽采煤层气总产能大大提 高，能有效降低采动覆岩移动破坏地面井和增长地面抽采井的服务时间。其结构简单，地面 抽采井的稳定性高，施工风险低，煤层气井抽采产能高，具有广泛的实用性。
图1是本实用新型的井身结构示意图。图中1 一第一开孔径，2 —护壁套管，3 —基岩面，4 一输气套管，5 —第二开孔径， 6 一第一筛管，7 —第二筛管，8 —膨胀橡胶，9 一第三筛管，10 一第三开孔径，11 一被保护煤 层，12—保护煤层。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步的描述图1所示，卸压煤层气地面抽采井的井身结构，井眼造斜钻孔的第一垂深Hl的第 一开孔径段1、第二垂深H2的第二开孔径段5、垂直钻孔的第三垂深H3的第二开孔径段5 和深入被保护层12中的第三开孔径段10，第一垂深Hl和第二垂深H2的井眼造斜钻孔的 最大斜角为15 25°，井眼曲率应为5 10° /100m。第二开孔径段5的孔径小于第一 开孔径段1的孔径，第三开孔径段10小于第二开孔径段5 ；第一开孔径段1的中心孔至第 三开孔径段10的中心孔的距离为30 40m。第一开孔径段1内设有护壁套管2，护壁套管 2内设有深入至第二垂深H2底部的的输气套管4，输气套管4下设有直至第三垂深H3底部 的进气筛管，进气筛管由依次连接的第一筛管9、第二筛管7及与输气套管4底部连接的第 三筛管6构成，第二筛管7外接第一筛管9顶部，第三筛管6内接于输气套管4底部，第三 筛管6套装在第二筛管7内。第一开孔径1约为350mm，第二开孔径5约为216mm，第三开 孔径10约为152mm ；第一开孔径1段需钻至基岩面3以下30m，第二开孔径5段需钻至保护 层12顶板以上10m，第三开孔径10段需钻至保护层12底板之下IOm左右。第一开孔径段 护壁套管2采用ΦΜ4. 5mm管径X 11. 05mm壁厚石油套管；第二开孔径5段输气套管4采 用Φ 177. 8mm管径X 9. 19mm壁厚的石油套管；第一筛管6采用Φ 168mm管径X 7. 32mm壁 厚的石油套管，第一筛管6上接于输气套管4底部；第二筛管7采用Φ 194mm管径X 9. 52mm 壁厚的石油套管；第三筛管9采用Φ 177. 8mm管径X 9. 18mm石油套管；第二筛管7与第三 筛管9段顶部连接。第一筛管6，第二筛管7及第三筛管9原材料选用石油套管，在石油套 管上钻直径为18mm的圆形孔即筛眼，绕石油套管一周钻5个筛眼，Im石油套管内钻约100 个圆形筛眼。
权利要求1.一种卸压煤层气地面抽采井的井身结构，其特征在于它包括井眼造斜钻孔的第一 垂深(Hl)的第一开孔径段(1)、第二垂深(H2)的第二开孔径段(5)、垂直钻孔的第三垂深 (H3)的第二开孔径段(5)和深入被保护层(12)中的第三开孔径段(10)，第二开孔径段(5) 的孔径小于第一开孔径段(1)的孔径，第三开孔径段(10)小于第二开孔径段(5);第一开孔 径段(1)内设有护壁套管(2)，护壁套管(2)内设有深入至第二垂深(H2)底部的的输气套管 (4)，输气套管(4)下设有直至第三垂深(H3)底部的进气筛管。
2.根据权利要求1所述的卸压煤层气地面抽采井的井身结构，其特征在于所述井眼 造斜钻孔的最大井斜角为15 25°，井眼曲率应为5 10° /100m。
3.根据权利要求1所述的卸压煤层气地面抽采井的井身结构，其特征在于所述的第 一开孔径段(1)的中心孔至第三开孔径段(10)的中心孔的距离为30 40m。
4.根据权利要求1所述的卸压煤层气地面抽采井的井身结构，其特征在于所述的进 气筛管包括依次连接的第一筛管(9)、第二筛管(7)、及与输气套管(4)底部连接的第三筛 管(6)。
专利摘要一种卸压煤层气地面抽采井的井身结构，它包括井眼造斜钻孔的第一垂深的第一开孔径段、第二垂深的第二开孔径段、垂直钻孔的第三垂深的第二开孔径段和深入被保护层中的第三开孔径段；采用在采区外开孔、一开孔径段和二开孔径段上部采用定向造斜、二开孔径段下部及三开孔径段采用直井井身、在采区内靠近采区边界终孔，使井身结构大部分置于采动影响范围之外或采动影响较小的区域，大大增强了地面抽采井的稳定性、减小了施工风险、提高了煤层气井抽采产能，有效降低了采动覆岩移动破坏地面井和增长地面抽采井的服务时间。
文档编号E21B43/08GK201924897SQ20112003811
公开日2011年8月10日 申请日期2011年2月14日 优先权日2011年2月14日
发明者刘会虎, 周效志, 徐宏杰, 曹丽文, 桑树勋, 黄华州 申请人:中国矿业大学