CN102587862B - 利用压缩空气对煤炭地下气化用钻孔清淤的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种煤炭气化用钻孔的清淤方法，所述钻孔具有支撑孔壁的套管且具有至少一处需要清淤的部位，所述方法包括如下步骤：(a)将中空的钻杆自孔口下放，且使得钻杆的底端位于钻孔内需要清淤的部位附近，然后将所述钻杆固定；(b)确保所述钻杆和所述套管之间的环空中存在水，且水位位于所述钻杆的底端上方预定高度处；(c)通过所述钻杆的上端持续地通入高压/压缩空气。根据本发明的上述清淤方法可以快速且低成本地进行钻孔清淤。
Description
技术领域
本发明涉及利用压缩空气对煤炭地下气化用钻孔清淤的方法。
背景技术
煤炭地下气化是将处于地下的煤炭原地直接进行燃烧，获得可燃气体的过程，是一种新的煤炭利用方法。煤炭地下气化的实现必须通过钻孔对地下气化炉进行供风、燃烧，再通过钻孔把地下可燃气体输送到地面，整个过程需要在钻孔中完成。钻孔中可能会淤积例如泥浆、水泥块等各种杂物，因此需要定期对钻孔进行清淤处理。
现有技术中常用的清淤方案是从钻孔孔口下放钻具，然后利用固定于钻具底端的杂物收集件例如清淤捞桶捞取杂物，然后上提钻具，将杂物提出孔口，这样的操作反复进行，直到杂物被清理到期望的程度。
这种常用清淤方案的缺点在于耗时且劳动强度大。通常，每次下放钻具往往需要1小时或更多且仅能清理大概3米或更少的长度，因此整个钻孔清理往往需要数十日，效率低下。
因此，希望有一种更加有效的清淤方法。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种煤炭气化用钻孔清淤方法，其能够快速有效地清淤，具有较佳的实用性和经济性。
根据本发明的一个方面，提供了一种煤炭气化用钻孔的清淤方法，所述钻孔具有支撑孔壁的套管且具有至少一处需要清淤的部位，所述方法包括如下步骤：
(a)将中空的钻杆自孔口下放，且使得钻杆的底端位于钻孔内需要清淤的部位附近，然后将所述钻杆固定；
(b)确保所述钻杆和所述套管之间的环空中存在水，且水位位于所述钻杆的底端上方预定高度处；
(c)通过所述钻杆的上端持续地通入压缩空气，从而使得水和淤积物的混合物泡沫化且泡沫化的混合物在压缩空气的持续作用下顺着所述套管与所述钻杆之间的环空向上运动，最终排出至地面，完成清淤。
根据本发明的一个方面，所述压缩空气的压力取决于所述钻杆的直径、所述套管与所述钻杆之间的环空大小、需要清淤的部位的深度。
根据本发明的一个方面，所述钻杆的底端位于需要清淤的部位上方5-20米处。
根据本发明的一个方面，所述压缩空气的压力为2MPa至3Mpa。
根据本发明的一个方面，所述水位与所述钻杆的下放深度的一半齐平。
根据本发明的一个方面，所述水位距离钻杆的底端为40-80m。
根据本发明的一个方面，所述水由地面注入，或者由地下水提供。
根据本发明的一个方面，所述清淤部位包括多个清淤部位，且这些清淤部位的深度为H1、H2、...、Hn(n为大于等于2的整数，且H1＜H2＜...＜Hn)，所述清淤方法包括：由浅至深地对这些清淤部位逐次清淤，且每次清淤均重复从(a)至(c)的步骤。
根据本发明的上述技术方案，可以快速且低成本地进行钻孔清淤，具有良好的应用前景。
附图说明
图1示出了根据本发明的利用压缩空气对钻孔清淤的方法的示意图。
图2示出了根据本发明的利用压缩空气对钻孔清淤的原理图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的利用压缩空气对煤炭气化用钻孔清淤的方法的示意图。
如图1所示，煤炭气化用钻孔1内设置有用于支撑钻孔壁的环形套管2。为了清理钻孔中的淤积物，需要下放一中空的钻杆3，使得钻杆3的底端距离需要清淤的部位(例如钻孔底部)一定距离H处，并固定钻杆3。所述距离可以根据具体情况而定，例如5-20米。
根据本发明的另一个特征在于，需要确保在环形套管2与钻杆3之间存在一定量的水，且水位在钻杆3的底端上方一定距离处。换句话说，环形套管2与钻杆3之间应该存在淹没钻杆3的底端的水量。所述的水可以通过环形套管2和钻杆3之间的环空从地面注入，或者本身就是地下水。水位的高度也可以根据实际参数进行设计。例如，所述水位L与所述钻杆的下放深度的一半齐平。例如可以为距离钻杆底端大概20m-100m处，进一步地可以在40-80m处。
当需要清理淤积物时，如图1所示，通过下放到预定位置且固定好的钻杆3向下送入高压或者说压缩空气，如箭头A所示。高压/压缩空气从钻杆3的底端排出，并强力地进入水和淤积物的混合物中。本领域技术人员应能理解，高压/压缩空气强力进入水和淤积物的混合物将强力地搅动所述混合物，且会使所述混合物泡沫化。泡沫化的混合物由于体积变大，所以混合物的整体上的比重/密度降低。这样，在下方的高压/压缩空气的助力下，泡沫化的混合物将顺着环形套管2与钻杆3之间的环空向上运动，最终排出至地面，完成清淤，正如图2示意性所示出的那样。
高压/压缩空气的压力大小可以根据实际需求进行调整和设计，其取决于所述钻杆的直径、所述套管与所述钻杆之间的环空大小、需要清淤的部位的深度等因素，例如可以为2MPa至3MPa。
根据本发明的清淤方法还可以用于多级式或多段式清淤。例如，对于一深度为H的钻孔，假如需要对深度为H1、H2、...Hn(n为大于等于2的整数，且H1＜H2＜...＜Hn)等多个部位进行清淤，则本发明的清淤方法也是可以适用的。对于如上有n个深度需要清淤的情形，本发明的清淤方法可以如下使用：首先，清理深度较浅的部位(例如深度为H1处的部位)，然后在清理完该深度较浅的部位之后，依次清理深度渐增的部位(即依次清理深度例如为H2、...、Hn处的部位)。对于每个深度的清理，其操作方式都是与前述方法基本相同的，即首先下放钻杆3至需要清理的深度部位处附近并固定，然后确保水位覆盖钻杆的底端，然后通入高压/压缩空气，以清理该部位处的淤积物。在对该深度部位处的淤积物清理完毕时，再进一步下放钻杆3至更深的深度，同样确保水位覆盖钻杆的底端，然后通入高压/压缩空气，以清理该更深部位处的淤积物。如此反复，直至清理完毕。
根据本发明的清淤方法，可以大大缩短清淤时间。例如，一般在通入高压/压缩空气之后数分钟之后，杂物就会从孔口排出，并且如此持续十分钟即可达到清淤目的。由于清淤时间显著缩短，该清淤方法的成本也大为降低。
Claims (4)
1.一种煤炭气化用钻孔的清淤方法，所述钻孔具有支撑孔壁的套管且具有至少一处需要清淤的部位，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(a)将中空的钻杆自孔口下放，且使得钻杆的底端位于钻孔内需要清淤的部位附近，然后将所述钻杆固定；
(b)确保所述钻杆和所述套管之间的环空中存在水，且水位位于所述钻杆的底端上方预定高度处；
(c)通过所述钻杆的上端持续地通入压缩空气，从而使得水和淤积物的混合物泡沫化且泡沫化的混合物在压缩空气的持续作用下顺着所述套管与所述钻杆之间的环空向上运动，最终排出至地面，完成清淤；
所述钻杆的底端位于需要清淤的部位上方5-20米处；
所述水位距离钻杆的底端为40-80m。
2.如权利要求1所述的清淤方法，其特征在于，所述压缩空气的压力取决于所述钻杆的直径、所述套管与所述钻杆之间的环空大小、需要清淤的部位的深度。
3.如权利要求1所述的清淤方法，其特征在于，所述水由地面注入，或者由地下水提供。
4.如权利要求1所述的清淤方法，其特征在于，所述清淤部位包括多个清淤部位，且这些清淤部位的深度为H1、H2、...、Hn，其中n为大于等于2的整数，且H1＜H2＜...＜Hn，所述清淤方法包括：由浅至深地对这些清淤部位逐次清淤，且每次清淤均重复从(a)至(c)的步骤。
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