CN101915062A

CN101915062A - 用于煤层气井中的玻璃钢套管

Info

Publication number: CN101915062A
Application number: CN 201010234535
Authority: CN
Inventors: 孟召平; 李国富; 张贝贝
Original assignee: China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Current assignee: China University of Mining and Technology CUMT; China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Priority date: 2010-07-20
Filing date: 2010-07-20
Publication date: 2010-12-15

Abstract

本发明公开了一种用于煤层气井中的玻璃钢套管，该玻璃钢套管的材料为环氧玻璃纤维材料，可应用于煤层气井中，可避免钢套管遗留在煤层中给将来采煤造成隐患，采煤机与玻璃钢套管碰撞不会产生的火花，容易切割，不会对采煤机械造成损害，安全性较高。可设计成符合API标准的规格，与钢套管可相互连接或替换，可完成特种开发环境下的特殊用途，包括采用新的射孔技术或者玻璃钢套管切割技术等。

Description

用于煤层气井中的玻璃钢套管

技术领域

本发明涉及一种煤层气井套管，尤其涉及一种用于煤层气井中的玻璃钢套管。

背景技术

煤层气是主要以吸附状态赋存于煤层之中的一种自生自储式非常规天然气。对煤矿安全生产来说，瓦斯是一种有害气体，素有煤矿“第一杀手”之称。我国大约50％的煤矿属于高瓦斯或瓦斯突出矿井，煤矿重大恶性事故中，由瓦斯爆炸引起的事故约占70～80％。随着煤矿生产效率的提高和开采深度的逐步增加，煤矿瓦斯灾害也越来越严重，直接威胁着煤矿的安全生产，给人民生命财产造成重大损失。

长期以来，在煤炭地下开采过程中煤层气被视为有害气体-瓦斯，大多进行井下抽放，利用很少，并未从资源的角度加以认识。直到上世纪80年代美国解决了从地面开发煤层气技术以后，煤层气作为一种非常规天然气资源，日益受到世人关注。我国自20世纪80年代以来，将煤层气作为一种资源进行勘探评价研究，同时积极引进美国现代煤层气开采技术，进行煤层气勘探开发试验，并对我国煤层气开发的基本地质条件有了系统认识，基本掌握了可供开发的煤层气资源和基本技术。截止2009年底，在我国施工各类煤层气井达4000余口，多个井组已取得较好的产气效果，并实现了小规模商业化生产。

煤层气地面开发井多数采用钢套管射孔压裂方式完井，完钻位置一般位于目的煤层之下约60m。因此，多数地面钻孔必然会穿过主要煤层，并在煤层中有钢套管存在，主要包括2个方面，即煤层中钢套管对采煤机械的损害；采煤机与钢套管金属碰撞产生的火花可能引起井下着火，发生瓦斯爆炸事故。因此在煤层段设计采用玻璃钢套管替代钢导管开发煤层气资源。

(1)煤层中钢套管对采煤机械的损害

煤储层属于低孔低渗非常规储层，由于绝大多数煤层的渗透率都很低，仅靠井眼圆柱侧面作为排气面是远远不够的，所以必须采取人工强化增产措施，包括煤层水力压裂、钻水平排泄孔和洞穴应力释放等。利用以钻井水力压裂为关键技术的一整套工艺过程对煤层气进行开发，是当今世界开发煤层气所用的主要技术。水力压裂通常要向钻孔中注入高压液体并限制其在预定井段压开煤层，形成长达数十至一百多米的夹砂裂缝，然后排水降压。而进行压裂的前提是煤层气井经过套管固井和射孔操作，这样势必在煤层中存在套管和水泥环等外来物质。

目前煤层气井使用的套管主要是N80或J55无缝钢管，其机械强度和韧性均强于煤炭(见表1)。而采煤机械一般是按照煤炭的强度设计的，对刚套管的切削能力相对较弱。因此，当采煤机械遇到煤层中的钢套管时，首先是扭矩增大，影响采煤机械的工作效率；其次，严重时可能导致采煤机械损坏，造成损失。

表1煤层气井常用套管、水泥环和煤岩的强度对比

(2)采煤机与钢套管金属碰撞产生的火花可能引起井下着火，发生瓦斯爆炸事故

随着煤炭开采的机械化程度越来越高，采煤过程中石块与金属、煤与金属、金属与金属间摩擦、碰撞所产生出的火花，引燃甲烷爆炸的事故时有发生，给人民的生命和国家财产造成极大的损害。为此，有效控制采煤作业中火花的产生，始终是煤矿安全生产中必须解决的重大问题。地面煤层气钻孔的金属套管在开采煤层中的存在，无疑增加了采煤机械、煤块以及其他工具与金属碰撞的几率，增加了产生碰撞火花的可能，为煤矿安全生产添加了一项不安全因素。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于煤层气井中的玻璃钢套管。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的煤层气井的玻璃钢套管，该玻璃钢套管的材料为环氧玻璃纤维材料，该玻璃钢套管用于煤层气井和/或油气井中的煤层段。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的用于煤层气井中的玻璃钢套管，由于该玻璃钢套管的材料为环氧玻璃纤维材料，该玻璃钢套管用于煤层气井和/或油气井中的煤层段段时，不会对采煤机械的损害；采煤机与玻璃钢套管碰撞不会产生的火花，安全性较高。

附图说明

图1为本发明玻璃钢套管具体实施例的结构示意图；

图2为本发明玻璃钢套管和钢套管接箍示意图。

具体实施方式

本发明的用于煤层气井中的玻璃钢套管，其较佳的具体实施方式如图1所示：

该玻璃钢套管1的材料为环氧玻璃纤维材料，该玻璃钢套管1用于煤层气井和/或油气井中的煤层段。该玻璃钢套管1的系列规格可以为符合API标准的以下一种或多种规格4、4¹/₂、5、5¹/₂、6、6⁵/₈、7、7⁵/₈。

如图2所示，该玻璃钢套管1的端部可以为符合API标准的螺纹，可通过接箍2与钢套管3连接。

本发明在煤层段设计采用玻璃钢套管替代钢套管开发煤层气资源。该套管用于煤层气井中的煤层段时，不会对采煤机械的损害；采煤机与玻璃钢套管碰撞不会产生的火花，安全性较高。可避免钢套管遗留在煤层中给将来采煤造成隐患。玻璃钢套管有利于采煤采气的一体化，煤层段的玻璃钢套管在采煤过程中易于拆除，从而不影响采煤的机械与套管发生摩擦，产生瓦斯爆炸事故。

玻璃钢套管采用环氧玻璃纤维材料，其拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量、剪切强度、剪切模量、泊松比等均能满足要求。能满足煤层气井开发中各项力学指标，可与钢套管可相互连接或替换，可完成特种开发环境下的特殊用途，包括采用新的射孔技术或者玻璃钢套管切割技术等。

油气井因其特殊腐蚀环境，对钢套管有较大腐蚀，本发明选用优良的玻璃钢纤维材料，耐化学腐蚀性强，可在腐蚀严重的环境中应用。维修难度低，维修费用低。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，保护制造玻璃钢套管特种纤维和专用粘合剂复合的配比。但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于煤层气井中的玻璃钢套管，其特征在于，该玻璃钢套管的材料为环氧玻璃纤维材料，该玻璃钢套管用于煤层气井和/或油气井中的煤层段。

2.根据权利要求1所述的用于煤层气井中的玻璃钢套管，其特征在于，该玻璃钢套管的系列规格为符合API标准的以下一种或多种规格4、4¹/₂、5、5¹/₂、6、6⁵/₈、7、7⁵/₈。

3.根据权利要求2所述的用于煤层气井中的玻璃钢套管，其特征在于，该玻璃钢套管的端部为符合API标准的螺纹。

4.根据权利要求3所述的用于煤层气井中的玻璃钢套管，其特征在于，该玻璃钢套管通过接箍与钢套管连接。