[實用新型]井下煤層水平鉆孔推桿移位增透系統

有效

• 申請號: 202223474624.6
• 申請日: 2022-12-26
• 公開（公告）號: CN219034680U
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 張興潤;張詠斌;李云;周建偉;李全貴;楊帆;劉鵬;杜軍;王劭波;裴露輝;趙渝龍;武亞男;趙政舵
• 申請（專利權）人: 山西潞安集團余吾煤業有限責任公司;重慶大學
• 主分類號: E21B33/126
• 分類號: E21B33/126;E21B28/00;E21B43/26
• 代理公司: 重慶雙馬智翔專利代理事務所(普通合伙) 50241
• 代理人: 顧曉玲

本實用新型提出了井下煤層水平鉆孔推桿移位增透系統，包括超聲激勵鉆孔、封口裝置、鉆桿、安裝在鉆桿上的超聲激勵鉆孔的超聲波換能器、以及能夠向超聲激勵鉆孔中注入的供水裝置；封口裝置包括能夠套設在鉆桿外的套管，套管外壁與超聲激勵鉆孔內壁之間的空隙內填充有封堵材料，套管內壁與鉆桿外壁之間的空隙內設有環形的充水氣囊。本實用新型在封口裝置的套管與鉆桿之間設置充水氣囊來進行封堵，在需要回撤鉆桿以對鉆孔進行分段增透時，通過泄放充水氣囊中的水便可移動鉆桿，通過向充水氣囊中注水使之膨脹，來填充套管內壁與鉆桿外部之間的空隙以封閉，操作方便簡單，本實用新型的封口裝置，使得封堵以及鉆桿回退更方便。

技術領域

本實用新型屬于煤層增透領域，具體涉及井下煤層水平鉆孔推桿移位增透系統。

背景技術

現有常規的增透裝置多在煤層氣垂直井內使用，具體可在垂直井內懸吊增透裝置(比如高能聲波振動棒、電脈沖設備)，在垂直井內增透煤層，只能對近垂直井附近煤體進行增透，無法改造其他區域煤體，整體的增透作用效果有限。在水平鉆孔內使用增透裝置，可對長鉆孔周邊的煤體進行致裂，大范圍改造煤層，將大大提高煤層氣井的產量。

CN202110602269.7披露了一種利用大功率超聲波對低滲透性煤層增透裝置，其先用鉆孔設備鉆出超聲激勵鉆孔，然后利用鉆桿將超聲波換能器送入超聲激勵鉆孔中，可實現在水平鉆孔內使用增透裝置。

然而一個超聲波換能器的輻射范圍有限，對于水平長鉆孔(鉆孔長達百米或數百米)，為了對整個鉆孔充分增透，可通過退鉆桿來移動超聲波換能器以對鉆孔進行分段增透、或者多設置超聲波換能器的方式來實現。對于多設置超聲波換能器，雖然能加快增透，但設置較多的超聲波換能器會大大的增加成本，考慮成本因素，通常為每百米超聲激勵鉆孔設置3-4個超聲波換能器。因此在綜合考慮成本的情況下，通過退鉆桿來移動超聲波換能器，以對鉆孔進行分段增透，是有效且經濟的方式。

CN202110602269.7在孔口將封孔鐵管套設在鉆桿外部，封孔鐵管外周面與超聲激勵鉆孔內周面之間的空隙內通過聚氨酯和水泥砂漿封孔，形成封孔段；同時將位于孔口外側的封孔鐵管內部采用橡膠圈材料封堵嚴密，防止漏水。采用前述的方案，需要退鉆桿來移動超聲波換能器時，需要先將封孔鐵管內部的橡膠圈材料取出，然后再退鉆桿以移動超聲波換能器，退鉆桿后再將橡膠圈材料塞入封孔鐵管內部。由于整個增透作業，需要多次退鉆桿，因此需要多次取出橡膠圈材料后再塞進橡膠圈材料，一方面操作繁瑣，不便于孔口的封堵以及鉆桿回退；另一方面，橡膠圈材料雖然具有彈性，但流動性差，多次取、放橡膠圈材料，可能會導致橡膠圈材料密封失效而漏水。

實用新型內容

本實用新型旨在解決現有技術中存在的技術問題，本實用新型的目的是提供一種井下煤層水平鉆孔推桿移位增透系統。

為達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案：井下煤層水平鉆孔推桿移位增透系統，包括在煤層中鉆設的超聲激勵鉆孔、用于封堵超聲激勵鉆孔孔口的封口裝置、能夠穿過封口裝置且由鉆機驅動以推進或退出超聲激勵鉆孔的鉆桿、安裝在鉆桿上的能夠隨鉆桿進出超聲激勵鉆孔的超聲波換能器、以及能夠向超聲激勵鉆孔中注入或抽出水的供水裝置，超聲波換能器電連接有位于超聲激勵鉆孔外的超聲波發生器；封口裝置包括能夠套設在鉆桿外的套管，套管外壁與超聲激勵鉆孔內壁之間的空隙內填充有封堵材料，套管內壁與鉆桿外壁之間的空隙內設有環形的充水氣囊，充水氣囊安裝在鉆桿外壁或套管內壁上，充水氣囊連接有與其內部相通的第一閥門。

上述技術方案，超聲波換能器安裝在鉆桿上并隨之運動，由鉆機驅動鉆桿推進或退出超聲激勵鉆孔。封口裝置的套管內壁與鉆桿外壁之間的空隙通過設置充水氣囊來進行封堵，在需要回撤鉆桿來移動超聲波換能器，以對鉆孔進行分段增透時，通過泄放充水氣囊中的水便可移動鉆桿，通過向充水氣囊中注水使之膨脹，來填充套管內壁與鉆桿外部之間的空隙以封閉，操作簡單方便。相比現有技術，本實用新型的封口裝置，使得封堵以及鉆桿回退更方便；而且充水氣囊通過向內注水的方式膨脹以封閉，利用水在充水氣囊內部的徑向、周向和軸向流動性，使得該充水氣囊在反復充放后，仍不會失效，保證良好的密封性能。