本实用新型属于只取热不取水地热孔换热技术领域,尤其涉及一种只取热不取水地热孔固孔装置。
背景技术:
目前,固井是通过设备、技术及固井工作液将井内下入的套管串与地层或外层套管之间的环形空间进行有效封固,包括下套管和注水泥。它是每开次钻井工程的最后一次作业,是钻完井作业过程中不可缺少的一个重要环节,也是衔接钻井和采油的关键工程,固井的主要目的是保护和支撑油气水井内的套管,封隔油、气和水等地层。常用固井方法有注水泥固井及MTC固井。
在固孔技术的选择上,面临的最大问题在于:传统油、气或热水井所下入的套管串底部是开口的,现有固井技术的施工都是建立在这个最基本的条件上展开。只取热不取水地热孔供热技术所钻探的换热孔因工艺要求,套管串底部是全密闭的。并且套管串整体必须要求全密封,套管串内部完全与地层无接触。
综上所述,现有技术存在的问题是:传统油、气或热水井所下入的套管串底部是开口的,现有固井技术的施工都是建立在这个最基本的条件上所展开。只取热不取水地热孔供热技术所钻探的换热孔因工艺要求,套管串底部是全密闭的,并且套管串整体必须要求全密封,套管串内部完全与地层无接触。
技术实现要素:
针对现有技术存在的问题,提供了一种只取热不取水地热孔固孔装置。
本实用新型是这样实现的,该只取热不取水地热孔固孔装置设置有第一固定孔,所述第一固定孔的底部连通有第二固定孔;
所述第一固定孔和第二固定孔的内部镶嵌安装有若干套管。
进一步,所述第一固定孔的深度为50m至150m,所述第二固定孔的深度为2350m至2450m。
进一步,所述第一固定孔的内径为311mm,所述第二固定孔的内径为244mm。
进一步,所述第一固定孔以及第二固定孔的孔斜均不大于2%。
进一步,所述套管的内径为200mm。
本实用新型具有的优点和积极技术效果是:该只取热不取水地热孔固孔装置采用二开钻孔的方式施工,一开深度50至150m,二开深度2350至2450m,全孔深度2500m;全孔孔斜不得超过2%。完钻后下入全密封200mm套管串完孔。只取热不取水地热孔供热技术所钻探的换热孔孔身结构与传统油气井相比,无论在钻探技术、完孔技术、后期开发技术都有着极大的不同。解决传统地热井固井封堵方法对只取热不取水地热孔供热技术固孔封水的不适应性,既可满足只取热不取水地热孔供热技术自身工艺需求,又能有效保护地下600m内承压饮用水源的固孔封水。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的只取热不取水地热孔固孔装置的结构示意图;
图中:1、第一固定孔;2、第二固定孔;3、套管。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效,兹例举以下实施例,并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本实用新型的结构作详细的描述。
如图1所示,该只取热不取水地热孔固孔装置设置有第一固定孔1,所述第一固定孔1的底部连通有第二固定孔2;
所述第一固定孔1和第二固定孔2的内部镶嵌安装有若干套管3。
作为本实用新型的优选实施例,所述第一固定孔1的深度为50m至150m,所述第二固定孔2的深度为2350m至2450m。
作为本实用新型的优选实施例,所述第一固定孔1的内径为311mm,所述第二固定孔2的内径为244mm。
作为本实用新型的优选实施例,所述第一固定孔1以及第二固定孔2的孔斜不超过2%。
作为本实用新型的优选实施例,所述套管3的内径为200mm。
(1)一开钻进使用311mm钻头进行第一固定孔1的钻探,从地表钻至约150m完钻,起出钻具后下入273mm表层约150m。
(2)使用插入法,对一开150m表套进行固孔。
(3)二开钻进使用244mm钻头进行第二定孔的钻探,在273mm内下钻,从约150m钻至2500m完钻。
(4)起出钻具后进行全孔通孔作业,并重新调配泥浆性能,为固孔及下套管3作业做准备。
(5)将固孔钻具下至1876m处,注入固孔水泥压浆料为9.82m3,随后起固孔钻具。
(6)进行下200mm技术套管3作业。当套管3下至孔底2500m处时,1876m处的9.82m3固孔水泥压浆料6的液面在环空内随之上涨,最终充满最上部600m的环形空间,达到固孔目的。
下面结合操作方法对本实用新型作进一步描述。
本实用新型使用时,钻具通孔并循环钻孔液→向指定位置注入隔离液→注入适量封堵料→注入隔离液→起出钻具→按操作规程向孔内下入套管3串→等待凝固。
延迟固孔封水技术特点:封堵料在环空充满率高,注水泥流动阻力小不易漏失,封堵料与钻孔液掺混少,要求封堵料稠化时间长且流动性好。适用3000m以内的浅孔,对较小环空间隙或超大环空隙的孔该技术更加有效,比较适合导管和套管3封固孔。
固孔技术参数:圆柱体体积=底面积×高
V=πr2h=V=sh
π:圆周率,一般取3.14
r:圆柱底面半径
h:圆柱的高
0-600m孔段体积分析:
0-150m段:表套外径273-(9.19×2)壁厚mm=半径127.31mm。
体积:3.14×0.127312×150=7.63m3。
150-600m孔段体积分析:
孔外径244÷2mm=半径122mm。
体积:3.14×0.1222×450=21.03m3。
0-600m孔段体积为:7.63+21.03=28.66m3。
0-600m套管3体积:
套管3管径200÷2mm=半径100mm。
体积:3.14×0.12×600=18.84m3
环空体积:28.66(0-600m孔段体积)—18.84(0-600m套管3体积)=9.82m3,0-600m环空封固所需封堵料≥9.82m3。
封堵料高度:0-2500m全孔段体积:28.66(0-600m孔段体积)+3.14×0.1222×1900(600-2500m孔段体积)=117.46m3。
0-2500m全孔套管3体积:3.14×0.12×2500=78.50m3。
全孔环空体积:117.46-78.5=38.96m3。
38.96m3在孔筒中高度:38.96÷(3.14×0.1222)=834m。
封堵料在孔筒中高度:9.82÷(3.14×0.1222)=210m。
则钻孔泥浆与封堵料高度为别为:834-210=624m;210m。
封堵料注入位置:2500-624=1876m。
固孔止水的质量要求与保证措施:为确保固孔质量,采用G级油井水泥与专用固孔车对表层套管3外环状间隙全段封固,使固孔水泥返出至地面,同时为保证固孔质量,固孔封堵料的平均密度1.70~1.85g/㎝3。
止水器采用特殊橡胶材料制成复合型联体伞式止水器。
针对只取热不取水地热孔供热技术特点以及对地下水资源保护的要求,在施工过程中采取的延迟封堵料固孔封水技术以及根据这一技术特点创新研制的无干扰条件下地下取热钻孔长时间流态化封堵压浆材料经试验研究,可实现有效封堵,达到固孔止水的要求和保护地下水资源目的。
以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已,并非对本实用新型作任何形式上的限制,凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改,等同变化与修饰,均属于本实用新型技术方案的范围内。