采动区地面“l”型顶板水平井施工方法
【专利摘要】本发明公开了一种采动区地面“L”型顶板水平井施工方法，该方法考虑到煤层气竖直地面井抽采瓦斯范围有限，覆盖的采动区范围较小，因此在竖直地面井的基础上加一段水平孔，形成“L”地面井煤层气抽采方式，通过合理的优化布置，对“L”采动影响区地面井进行研究，以实现覆盖范围广、抽采瓦斯效果优的目的，将取得较好的安全效益和经济效益。
【专利说明】采动区地面“L”型顶板水平井施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤层气井施工方法领域，具体涉及一种采动区地面“L”型顶板水平井施工方法。
【背景技术】
[0002]目前国内一些矿井的面临着工作面瓦斯治理难度高、治理压力大的困惑，地面煤层气井能缓解煤矿的瓦斯治理压力；经过研宄人员长期的摸索及研宄，目前基本达到了利用采动影响区地面井治理采煤工作面上隅角瓦斯超限问题的目的。考虑到煤层气竖直地面井抽采瓦斯范围有限，覆盖的采动区范围较小，为此有必要考虑在竖直地面井的基础上加一段水平孔，形成“L”地面井煤层气抽采方式，通过合理的优化布置，对“L”采动影响区地面井进行研宄。以实现覆盖范围广、抽采瓦斯效果优的目的，在竖直采动影响区井的成功试验的基础上，将取得较好的安全效益和经济效益。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种能够较好的解决井下施工困难、井下掘进成本高等难题，同时保障井下作业安全的采动区地面“L”型顶板水平井施工方法。
[0004]本发明的采动区地面“L”型顶板水平井施工方法，包括以下步骤:a.确定井位后，从井位处用一开钻头向表土层以下钻进设定距离值形成竖直井段并进行下一开套管，采用水泥浆进行固井并候凝；
[0005]b.利用二开钻头钻进至造斜处，并下放二开套管，用水泥浆进行固井并候凝；
[0006]c.采用水平钻机在造斜处进行造斜形成造斜井段；
[0007]d.钻进水平井段并进行洗井；
[0008]e.在造斜井段和水平井段安设三开筛管，所述三开筛管悬挂于二开套管下侧的悬挂装置上；
[0009]f.在地面井场安设好地面负压抽采设备，并通过该抽采设备抽采井下的瓦斯；
[0010]进一步，所述水平井段平行于巷道走向方向布置且该水平井段距采煤工作面回风侧的距离范围为40m?75m ；
[0011]进一步，所述造斜处的深度布置在坚固性系数大于4、厚度大于4m的岩层中；
[0012]进一步，所述水平段位于煤层正上方25?50m之间的较坚硬的岩层中；
[0013]进一步，所述三开筛管采用十字交叉布置，孔长200mm，孔宽5m ；
[0014]进一步，所述竖直井段井斜角小于1° 3(V ;
[0015]进一步，所述设定距离值范围为15m-30m ;
[0016]进一步，候凝时间为24小时。
[0017]本发明的有益效果是:本发明的采动区地面“L”型顶板水平井施工方法，考虑到煤层气竖直地面井抽采瓦斯范围有限，覆盖的采动区范围较小，在竖直地面井的基础上加一段水平孔，形成“L”地面井煤层气抽采方式，其地面现场施工不会影响井下采煤作业，施工条件不受限制；其次其施工安全性好，施工过程中不存在安全隐患；再次本发明能够解决采煤工作面的瓦斯威胁，提高井下员工作业的安全系数同时能有效避免煤矿瓦斯顶板巷或底板巷的掘进工作量，降低了瓦斯治理的安全投入。其工艺简单，控制性好，施工方便，安全可靠，效果好，具有广泛的实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述:
[0019]图1为发明的“L”型顶板水平井的结构示意图；
【具体实施方式】
[0020]图1为发明的“L”型顶板水平井3的结构示意图；本实施例中的采动区地面“L”型顶板水平井3施工方法，包括以下步骤:
[0021]a、确定地面“L”型顶板水平井3井位后，从地表I井位处用一开钻头钻进表-土层以下20m左右形成竖直井段2，然后进行下一开套管，采用水泥浆进行固井，候凝24小时；
[0022]b、利用二开钻头钻进至造斜处，并下放二开套管，用水泥浆进行固井，候凝24小时；
[0023]C、采用水平钻机在造斜处进行造斜，根据设计的造斜剖面类型造斜终点位于靶点A；
[0024]d、水平段井孔轨迹与煤层4平行，终孔点位置靶点B，钻孔位于煤层4上方一定高度，并且进行洗井；
[0025]e、在造斜段和水平段安设三开筛管，三开筛管县挂于二开套管下侧的悬挂装置上;
[0026]f、在地面井场安设好地面负压抽采设备，随着采煤工作面的推进，在采场覆岩将产生大量的裂隙，通过地面井场提供的负压系统利用地面“L”型顶板水平井3作为通道，抽采井下的瓦斯，解决采煤工作面的瓦斯危险；
[0027]本实施例中，该顶板水平井3采用平行于巷道走向方向布置，并该水平段距采煤工作面回风侧的距离40?75m。
[0028]本实施例中，造斜处的深度需要根据采用的水平井3钻进能力及水平段在煤层4以上一定的要求等确定，且着重考虑布置在坚固性系数大于4、厚度大于4m的岩层中。
[0029]本实施例中，水平段应位于煤层4正上方25?50m之间的较坚硬的岩层中。
[0030]本实施例中，二开套管内侧安设有悬挂装置，能很好地与三开筛管连接。
[0031]本实施例中，三开筛管采用十字交叉布置，孔长200mm，孔宽10mm。
[0032]本实施例中，直井段井斜角必须控制在1° 30r以内。直井段施工按规定加压，特别是造斜点前10m左右，要严格执行技术要求。
[0033]本实施例中的施工技术要求如下:1)固井要求:为保证固井质量，套管外需加扶正装置；采用高标号水泥，为加速水泥凝固，可加入速凝剂；必须在地面见返流的水泥浆，才能终止固井；固井质量合格。
[0034](2)测井要求:钻井至设计井深，应立即进行测井；工程完工后，要提交钻井柱状图(包括表层风化带岩层)，电测曲线等资料，以进行采场覆岩的补充分析，保证工程设计的最优化。
[0035](3)动力钻具必须井口试运转正常方可入井使用。下动力钻具保证钻具水眼干净。下动力钻具时，钻具要双钳紧扣，控制下放速度。动力钻具钻井参数以钻具厂家的推荐范围为准，严格执行。
[0036](4)钻进时，必须带钻杆滤清器。钻头的选择要适合动力钻具高转速的要求，要根据不同的地层、井深选择合适的钻头，防止因钻头选型不对引起的掉牙轮事故。
[0037](5)钻头装水眼的大小根据选用的动力钻具和井深的不同来选择。在不同井眼内使用的动力钻具和非磁钻铤不得混用、乱用。动力钻具的间隙不得随意调整。
[0038](6)进行单点测斜时，注意上下活动钻具防卡，钻具静止时间间隔不得超过3min，活动幅度大于3m。
[0039](7)在方位漂移严重的地层钻进，为了稳定井斜方位，可在钻头上方接2?3个足尺寸稳定器，加强下部钻具的刚性。
[0040](8)若钻具下过造斜点后进行设备检修，检修时不要长时间将钻具停在一处循环避免井下出现复杂。
[0041](9)向井现场技术人员发现以下:钻井液性能不符合要求；技术措施执行不坚决；不符合要求的钻具组合入井。不符合钻井施工要求时，尽快与井队干部或现场钻井监督取得联系，整改后符合要求方可施工。
[0042](10)刹把必须由正、副司钻操作，送钻均匀平稳，且操作时应与定向井人员配合在钻进时随时注意泵压及井下情况的变化，起下钻时随时注意上提拉力、下放阻力，若有异常情况及时汇报，防止发生井下复杂情况。
[0043]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种采动区地面“L”型顶板水平井施工方法，其特征在于:包括以下步骤:a.确定井位后，从井位处用一开钻头向表土层以下钻进设定距离值形成竖直井段并进行下一开套管，采用水泥浆进行固井并候凝； b.利用二开钻头钻进至造斜处，并下放二开套管，用水泥浆进行固井并候凝； c.采用水平钻机在造斜处进行造斜形成造斜井段； d.钻进水平井段并进行洗井； e.在造斜井段和水平井段安设三开筛管，所述三开筛管悬挂于二开套管下侧的悬挂装置上； f.在地面井场安设好地面负压抽采设备，并通过该抽采设备抽采井下的瓦斯。
2.根据权利要求1所述的采动区地面“L”型顶板水平井施工方法，其特征在于:所述水平井段平行于巷道走向方向布置且该水平井段距采煤工作面回风侧的距离范围为40m?75m0
3.根据权利要求1所述的采动区地面“L”型顶板水平井施工方法，其特征在于:所述造斜处的深度布置在坚固性系数大于4、厚度大于4m的岩层中。
4.根据权利要求1所述的采动区地面“L”型顶板水平井施工方法，其特征在于:所述水平段位于煤层正上方25?50m之间的较坚硬的岩层中。
5.根据权利要求1所述的采动区地面“L”型顶板水平井施工方法，其特征在于:所述三开筛管采用十字交叉布置，孔长200mm，孔宽10mm。
6.根据权利要求1所述的采动区地面“L”型顶板水平井施工方法，其特征在于:所述竖直井段井斜角小于1° 30'。
7.根据权利要求1所述的采动区地面“L”型顶板水平井施工方法，其特征在于:所述设定距离值范围为15m-30m。
8.根据权利要求1所述的采动区地面“L”型顶板水平井施工方法，其特征在于:候凝时间为24小时。
【文档编号】E21B43/00GK104481579SQ201410781394
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月16日 优先权日:2014年12月16日
【发明者】孙海涛, 林府进, 付军辉, 李日富, 张军, 武文宾, 江万刚, 张玉明, 姚峰, 晁建伟, 孙锐, 马正恒, 于宝种, 刘 文 申请人:中煤科工集团重庆研究院有限公司