煤矿瓦斯地面抽采井身结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及采煤技术领域，尤其涉及一种煤矿瓦斯地面抽采井身结构。
【背景技术】
[0002]目前我国瓦斯地面预抽采(煤层气开采)多采用附图1的井身结构。这种井身结构存在以下两个缺点:(I)由于井内下入有井壁管，在煤矿开采过程中，井壁管对采煤机在采区的使用造成了严重影响；(2)煤矿开采之后，煤层顶板塌落时，会堵塞井眼，造成抽采井筒报废，无法再使用该井筒进行采动区和采空区瓦斯抽采。在淮南、淮北煤矿地面瓦斯抽采和山西晋城一井多用抽采试验项目中采用附图2的井身结构，这种井身结构存在以下两个缺点:(1)这种井身结构同样会给采煤机采煤造成一定的影响。(2)在煤层直接顶板塌落时，井筒会因塌落物堵塞或塌落物的挤压破坏而报废，也可能会因老顶的垮塌产生的不均匀冲击力和挤压力而报废。
[0003]据有关计算，当采高为2.5m时，采用以上井身结构，要保证覆岩移动过程中套管不被破坏，所施工井的直径要大于595mm，而这样不仅会造成钻井成本急剧增加，而且采用这种井身结构也无法对煤层实施压裂改造。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种能有效解决在煤矿瓦斯地面抽采过程中，利用同一口井实现煤层开采前的预抽采、开采过程中的采动抽采和采煤后采空区抽采，实现煤矿瓦斯治理区域防突和局部防突一井多用的煤矿瓦斯地面抽采井身结构。
[0005]一种煤矿瓦斯地面抽采井身结构，包括井筒，所述井筒的下部为煤层，所述煤层底部距井底50m ;在煤层的上部从下到上根据煤矿采高依次估算有冒落带及裂隙带；所述井筒的内壁上设置有生产套管，该生产套管的上端与井口平齐，下端在冒落带与裂隙带的交界处，在生产套管上设置有若干射孔，所述射孔分布在裂隙带所在的高度范围内。
[0006]进一步的，如上所述的煤矿瓦斯地面抽采井身结构，在生产套管的上部设置有表层套管，表层套管的直径大于生产套管的直径，表层套管的上端与井口平齐，下端设置在稳定基岩中。
[0007]进一步的，如上所述的煤矿瓦斯地面抽采井身结构，所述生产套管的下端下入基岩深度为15-25米。
[0008]进一步的，如上所述的煤矿瓦斯地面抽采井身结构，所述表层套管所在的井径为311.5mm，表层套管的直径为244.5mm。
[0009]进一步的，如上所述的煤矿瓦斯地面抽采井身结构，所述生产套管所在的井径为215.9mm,生产套管的直径为139.7mm或者177.8mm。
[0010]本实用新型通过冒落带顶面至井底井段裸眼有效解决了在煤矿开采过程中和煤矿开采之后，煤层气井能有效避免顶板垮塌时，不均匀冲击力对井壁管的破坏；通过对裂隙带套管射孔避免了垮塌碎块堵塞井眼的影响；煤层段裸眼对井下采煤不会造成任何影响；而且不会大幅度增加成井费用，并会延长井的使用寿命。同时，由于井内生产套管只下到煤层顶板冒落带顶面，也节约了费用。
【附图说明】
[0011]图1为现有技术瓦斯地面预抽采井身结构示意图；
[0012]图2为现有技术一井多用抽采井身结构示意图；
[0013]图3为本实用新型煤矿瓦斯地面抽采井身结构示意图。
[0014]附图标记:
[0015]1-煤层，2-射孔，3-生产套管，4-表层套管，5-裂隙带，6-冒落带。
【具体实施方式】
[0016]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0017]图3为本实用新型煤矿瓦斯地面抽采井身结构示意图，如图3所示，本实用新型提供的煤矿瓦斯地面抽采井身结构，包括井筒，所述井筒的下部为煤层1，所述煤层I距井底50m ;在煤层I的上部从下到上根据煤矿采高依次估算有冒落带6及裂隙带5 ;所述井筒的内壁上设置有生产套管3，该生产套管3的上端与井口平齐，下端在冒落带6与裂隙带5的交界处，在生产套管3上设置有若干射孔2，所述射孔2分布在裂隙带5所在的高度范围内。
[0018]本实用新型将煤层I距井底设置为50m的目的是可以存储井筒运行过程中的掉落物，减少修井次数，提高井的利用时间。
[0019]本实用新型提供的煤矿瓦斯地面抽采井身结构，在煤层开采前，利用下部裸眼井身结构(即冒落带6以下的部分)，可以实施对煤层的增产改造或不改造而直接抽采瓦斯；在煤层开采过程中，可以利用此井筒直接抽采采煤工作面的瓦斯；采煤后顶板塌落，自下而上形成采空区、冒落带、裂隙带，通过套管射孔，使井筒与裂隙带、冒落带及采空区连通，从而实现对采空区瓦斯地面抽采。本实用新型生产套管3的下入深度，可以保证煤层采空后井筒不致报废；下部冒落带至井底裸眼完井，上部套管完井，且在裂隙带5射孔，在煤层顶板塌落后仍可使井筒与采空区连通；一井可实现采前、采中与采后抽采瓦斯。
[0020]本实用新型煤矿瓦斯地面抽采井身结构的施工方法为:所述冒落带6与裂隙带5的高度通过如下方法计算:根据开采煤层分层厚度D计算冒落带高度Hm(Hm = 3D?OT);裂隙带高度Hl (HI = 6D?8D)，然后根据冒落带6与裂隙带5的高度来确定生产套管3的下入深度1101=完钻井深-他1-0-50)。填砂至计算的冒落带顶面、下套管、固井。填砂固井是为了保持冒落带为裸眼，这样可以实现对煤层实施气体动力改造，进而提高预抽采的效率，同时在煤层开采时不会影响采煤机械的工作，另外在煤层开采顶板冒落后形成的岩层裂隙保证了冒落带与井筒的连通性。对煤层进行气体动力改造，当改造达到预期要求后，向井内注入水，抑制井内瓦斯自然喷出，然后采用射孔枪对裂隙带进行射孔，使裂隙带套管形成筛眼。本步骤是在安全条件下使裂隙带套管形成筛眼，煤层开采过程中和煤层开采之后形成的裂隙与井眼射孔筛眼连通，实现煤矿采动区和采空区瓦斯抽采。
[0021]进一步地，如上所述的煤矿瓦斯地面抽采井身结构，在生产套管3的上部设置有表层套管4，表层套管4的直径大于生产套管3的直径，表层套管4的上端与井口平齐，下端设置在稳定基岩中，一般下端下入基岩深度为15-25米。
[0022]所述表层套管4作用是避免不稳定地层给钻井造成不良影响。
[0023]进一步地，如上所述的煤矿瓦斯地面抽采井身结构，所述表层套管4所在的井径为311.5mm，表层套管4的直径为244.5mm。，所述生产套管3所在的井径为215.9mm,生产套管3的直径为139.7_或者177.8_。其目的是规格采用与石油系统相一致，便于套管的购买和质量控制。
[0024]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种煤矿瓦斯地面抽采井身结构，其特征在于，包括井筒，所述井筒的下部为煤层(1)，所述煤层(I)底部距井底50m;在煤层(I)的上部从下到上根据煤矿采高依次估算有冒落带(6)及裂隙带(5);所述井筒的内壁上设置有生产套管(3)，该生产套管(3)的上端与井口平齐，下端在冒落带(6)与裂隙带(5)的交界处，在生产套管(3)上设置有若干射孔(2)，所述射孔(2)分布在裂隙带(5)所在的高度范围内。2.根据权利要求1所述的煤矿瓦斯地面抽采井身结构，其特征在于，在生产套管(3)的上部设置有表层套管(4)，表层套管(4)的直径大于生产套管(3)的直径，表层套管(4)的上端与井口平齐，下端设置在稳定基岩中。3.根据权利要求2所述的煤矿瓦斯地面抽采井身结构，其特征在于，所述生产套管(3)的下端下入基岩深度为15-25米。4.根据权利要求2所述的煤矿瓦斯地面抽采井身结构，其特征在于，所述表层套管(4)所在的井径为311.5_，表层套管(4)的直径为244.5_。5.根据权利要求2所述的煤矿瓦斯地面抽采井身结构，其特征在于，所述生产套管(3)所在的井径为215.9mm,生产套管(3)的直径为139.7mm或者177.8mm。
【专利摘要】本实用新型提供一种煤矿瓦斯地面抽采井身结构，包括井筒，所述井筒的下部为煤层，所述煤层距井底50m；在煤层的上部根据煤矿采高从下到上依次推算有冒落带及裂隙带高度；所述井筒的内壁上设置有生产套管，该生产套管的上端与井口平齐，下端位于冒落带与裂隙带的交界处，在生产套管上设置有若干射孔，所述射孔分布在裂隙带所在的高度范围内。本申请通过对裂隙带套管射孔避免了采空区直接顶板垮塌所产生的碎块堵塞井眼的影响；煤层段采用裸眼避免了因顶板垮塌不均匀应力对井筒有效性的影响，并且不会因为套管存在对井下采煤造成不良影响。
【IPC分类】E21F7/00
【公开号】CN204627657
【申请号】CN201420752401
【发明人】付在林, 冯三利, 雷华友, 李胜利, 范建明, 景泽亚, 王怀, 米利华, 付芳, 冯跃封, 杨金亮, 任贵阳, 习通, 李瑞寒
【申请人】河南立升怡兴油气技术开发有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年12月1日