[發(fā)明專利]一種用于瓦斯抽采的地面鉆井井身結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910066132.3
• 申請日: 2009-09-03
• 公開（公告）號: CN101649740A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發(fā)明（設計）人: 周福寶;劉應科;張仁貴;胡勝勇
• 申請（專利權(quán)）人: 周福寶
• 主分類號: E21C41/16
• 分類號: E21C41/16;E21F7/00
• 代理公司: 徐州市淮海專利事務所
• 代理人: 華德明

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種用于煤礦抽采瓦斯的地面鉆井井身結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

在專利號為“ZL200510040410.X”的中國發(fā)明專利說明書中，公開了一種井身結(jié)構(gòu)。鉆井的流沙層段和巖層段設有抽采瓦斯套管，抽采瓦斯套管和井壁(防流沙套管)之間的空隙中注有水泥砂漿以固井，卸壓煤層段設有抽采瓦斯篩管，不固井，瓦斯通過篩管周邊的間隙和篩孔流入鉆井。

由于下組煤層開采時巖層采動變形量大、變形速度快、彎曲應力大，造成部分鉆井的抽采瓦斯套管和抽采瓦斯篩管無法適應這些變化而被剪斷，致使含水層的水與砂涌入井內(nèi)，嚴重影響地面鉆井抽采瓦斯的效果。

抽采瓦斯篩管由于管壁布置有多個篩孔，抗剪強度和抗壓強度低，易被移動變形的巖層破壞；另外，在高負壓抽采卸壓瓦斯時，煤屑和砂子等雜物經(jīng)篩孔被吸入到抽采瓦斯篩管內(nèi)并逐漸淤積，堵塞鉆井下段，嚴重影響瓦斯抽采效果。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有的井身結(jié)構(gòu)的抽采瓦斯套管和篩管易被剪切破壞和鉆井被堵塞的缺陷，本發(fā)明提供一種用于瓦斯抽采的地面鉆井井身結(jié)構(gòu)，該井身結(jié)構(gòu)的套管不易被剪切破壞，鉆井也不易堵塞。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：該井身結(jié)構(gòu)為垂直鉆井，從地面至井底順序設有井身孔徑依次減小的表層段、巖層段和卸壓抽采段，表層段位于地面以下至基巖層，巖層段位于表層段和卸壓抽采段之間，卸壓抽采段位于上組卸壓煤層頂板上方50～150m處與下組開采煤層之間，卸壓抽采段底端距下組開采煤層頂板10～30m；所述的表層段內(nèi)置有用水泥漿固定的表層套管，巖層段置有用水泥漿固定的巖層套管，從井底延伸至地面的抽采瓦斯管穿過上組卸壓煤層的管段為抽采瓦斯篩管，其余管段為抽采瓦斯實管，抽采瓦斯篩管外面纏繞有鉛絲；所述的抽采瓦斯管穿過表層套管和巖層套管，抽采瓦斯管與表層套管、巖層套管和卸壓抽采段的井壁之間都留有間距。

所述的抽采瓦斯管與表層套管、巖層套管之間的間距不小于25mm，抽采瓦斯管與卸壓抽采段井壁之間的間距不小于20mm。

所述的鉛絲纏繞間隙為0.5～2mm，鉛絲兩端焊接固定在抽采瓦斯篩管上。

所述的表層套管、巖層套管和抽采瓦斯管都選用壁厚不小于8mm的冷拔鋼管，管材選用35#或40#鋼。

本發(fā)明適用于施工一種用于瓦斯抽采的地面鉆井以抽采采動卸壓及采空區(qū)瓦斯，地面鉆井井身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易折斷，不易堵塞，抽采瓦斯效果好，適用范圍廣。

淮南礦業(yè)集團公司謝橋礦、潘一礦、張北礦和謝一礦施工了專利號為“ZL200510040410.X”的發(fā)明專利所述的地面鉆井，鉆井破壞情況較嚴重，單井抽采期不長(參考文獻：梁運培、胡千庭、郭華等.地面采空區(qū)瓦斯抽放鉆孔穩(wěn)定性分析.煤礦安全，2007，03：1-4)；本發(fā)明的地面鉆井在神華寧夏煤業(yè)集團烏蘭礦5757工作面進行了應用，在瓦斯抽采過程中沒有地面鉆井發(fā)生剪切破壞，單井抽采期長，瓦斯抽采效果好。

淮南礦業(yè)集團公司和神華寧夏煤業(yè)集團烏蘭礦的地面鉆井工作對比情況見表1。

表1地面鉆井工作對比情況表

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：地面鉆井1，表層套管2，巖層套管3，水泥漿4，抽采瓦斯管5，下組開采煤層6，上組卸壓煤層7，鉛絲8，表層段1-1，巖層段1-2，卸壓抽采段1-3，抽采瓦斯實管5-1，抽采瓦斯篩管5-2。

具體實施方式

在圖1中，該井身結(jié)構(gòu)為垂直鉆井，井身分為3段，即從地面至井底順序設有的表層段1-1、巖層段1-2和卸壓抽采段1-3。井身孔徑從表層段1-1、巖層段1-2和卸壓抽采段1-3依次減小。表層段1-1位于地面至基巖層，巖層段1-2位于表層段1-1和卸壓抽采段1-3之間，卸壓抽采段1-3位于上組卸壓煤層7頂板上方50～150m處與下組開采煤層6之間，卸壓抽采段1-3底端距下組開采煤層6頂板10～30m。為加固井身，防止水、煤渣及砂子等流入井內(nèi)影響瓦斯抽采效果，表層段1-1內(nèi)置有用水泥漿4固定的表層套管2，巖層段1-2置有用水泥漿4固定的巖層套管3，卸壓抽采段1-3不固井。