CN103233768B - 一种井下煤层水平钻孔分段压裂卸压方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种井下煤层水平钻孔分段压裂卸压方法，主要是在井下煤层工作面用钻头水平钻一个长度500m-1000m的主水平孔；在主水平孔内下入石油套管,用G级水泥固井,候凝后,下入单弯螺杆,在主水平孔上钻8-10个100-200m的分支钻孔；彻底清洗钻孔后,在主水平孔口处安装高压封孔装置，通过高压管线连接高压泵注设备，往孔内注入带有天然石英砂支撑剂的聚合物凝胶液体，蹩起高压,压开煤层，在煤层内形成有流动能力的渗流通道；在主水平孔口处安装水环式真空泵，将主水平孔和分支钻孔内的瓦斯抽排出来。本发明方法能在煤层工作面内形成最大体积的裂缝，最大限度的改善煤层渗透性，使煤层的天裂理得到沟通，形成一定规模的裂缝松散带，从而使聚焦在煤层内的应力得到释放，降低了煤层的冲击地压的危险性和煤层内瓦斯含量，为安全生产提供保障。
Description
技术领域
本发明涉及一种井下煤层水平钻孔分段压裂卸压方法。
技术背景
目前，瓦斯爆炸事故占我国煤矿事故的80%左右，瓦斯突出和冲击地压已经成为导致我国煤矿特大事故的头号杀手。含瓦斯的煤层发生冲击地压是在有一定的瓦斯赋存条件和地质因素的背景下，受扰动影响而发生的动力失稳过程。高瓦斯煤层冲击地压发生时，游离瓦斯随煤体一起被抛出，由于新的自由面的形成，周围煤体中的游离的瓦斯将会大量涌出，同时使周围煤中的瓦斯含量降低，加速了远场游离瓦斯向冲击点方向渗流，因此高瓦斯煤层发生冲击地压后瓦斯会继续涌出，大量聚焦后就发生瓦斯突出，而发生瓦斯事故。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种解决现有煤矿开采过程中高瓦斯突出和冲击地压的发生问题，能够降低煤层内瓦斯含量和煤层冲击地压的危险性，能为煤矿安全生产提供技术保障的井下煤层水平钻孔分段压裂卸压方法。
本发明的技术方案为：
一种井下煤层水平钻孔分段压裂卸压方法 ，包括以下步骤：
a、在井下煤层工作面用钻头水平钻一个长度500m----1000m的主水平孔；
b、在主水平孔内下入石油套管, 用G级水泥固井, 候凝后,下入单弯螺杆, 在主水平孔上钻8-10个100-200m的分支钻孔；
c、彻底清洗钻孔后, 在主水平孔口处安装高压封孔装置，通过高压管线连接高压泵注设备，往主水平孔和分支钻孔内注入聚合物凝胶液体，并携带天然石英砂支撑剂，蹩起高压, 压开煤层，在煤层内形成有流动能力的渗流通道；
d、在主水平孔口处安装水环式真空泵，将主水平孔和分支钻孔内的瓦斯抽排出来。
另一种井下煤层水平钻孔分段压裂卸压方法 ，包括以下步骤：
a、在井下煤层工作面用钻头水平钻一个长度500m----1000m的主水平孔；
b、在主水平孔内下入石油套管, 用G级水泥固井, 候凝后,下入螺杆, 在主水平孔上再钻500m----1000m的水平钻孔；
c、彻底清洗钻孔后, 在主水平孔口处安装高压封孔装置，通过高压管线连接高压泵注设备，往主水平孔内注入聚合物凝胶液体，并携带天然石英砂支撑剂，蹩起高压, 压开煤层，在煤层内形成有流动能力的渗流通道；
d、在主水平孔口处安装水环式真空泵，将主水平孔内的瓦斯抽排出来。
所述的一种井下煤层水平钻孔分段压裂卸压方法，可用Φ215.9mm钻头钻成主水平孔, 然后下入直径Φ139.7mm壁厚7.72mm钢级N80的石油套管。
所述的一种井下煤层水平钻孔分段压裂卸压方法，可往主水平孔和分支钻孔内注入1500m3的或更多体积的聚合物凝胶液体，并携带60m3粒径为0.5-0.8mm的天然石英砂支撑剂。
在所述的另一种井下煤层水平钻孔分段压裂卸压方法，所述的c步骤中，彻底清洗钻孔后, 在主水平孔口处安装高压封孔装置，通过高压管线连接高压泵注设备，然后边往主水平孔内注入携带有天然石英砂支撑剂的聚合物凝胶液体，边在主孔内每100m分段下入可钻桥塞实施分段压裂，形成多条人工裂缝， 施工结束后, 下入钻塞工具将主孔内的可钻桥塞钻掉，打通主水平孔。
本发明方法能在煤层工作面内形成最大体积的裂缝，能最大限度的改善煤层渗透性， 同时由于煤层经高压注液压裂施工后，使煤层的天裂理得到沟通，在煤层内形成一定规模的裂缝松散带，从而使聚焦在煤层内的应力得到释放，降低了煤层的冲击地压的危险性，降低了煤层内瓦斯含量，为安全生产提供了保障，为类似煤矿解决煤层的冲击地压的危险性和保证安全生产具有重大意义。
附图说明
图1为本发明实施例1中水平多分支钻孔示意图。
图2为本发明实施例2水平钻孔多钻压裂模式示意图。
具体实施方式
实施例1
根据煤层工作面的煤层结构特点，在煤层成孔地质条件好、渗透性好的情况下，按照如附图1进行实施，具体方法是在井下煤层工作面7用Φ215.9mm钻头钻一个长度500m----1000m的主水平孔5, 然后下入直径Φ139.7mm壁厚7.72mm钢级N80的石油套管4, 用G级水泥固井, 候凝然后48小时后, 下入Φ118mm*2。的单弯螺杆, 再在这个主水平孔5上钻8-10个100-200m的分支钻孔6, 彻底清洗钻孔后,，通过高压管线与在主水平孔5口安装耐压70MPa高压封孔装置3，并连接工作压力达到70MPa泵注设备2，往孔内注入1500m3的或更多体积的浓度为0.5%的HPD凝胶液体，并携带60m3粒径为0.5-0.8mm的天然石英砂支撑剂，蹩起高压, 压开煤层，在煤层内形成有一定流动能力的渗流通道；为了形成最大体积的裂缝，然后在孔口处安装2BE620水环式真空泵1主水平孔5和分支钻孔6将孔内的瓦斯抽排出来。
实施例2
根据煤层工作面的煤层结构特点，在煤层成孔地质条件不好、渗透性差的情况下，按照如附图2进行实施，具体方法是在井下煤层工作面7用Φ215.9mm钻头钻一个长度500m----1000m的主水平孔5， 然后下入直径Φ139.7mm壁厚7.72mm钢级N80的石油套管4, 用G级水泥固井,候凝然后48小时后,下入Φ118mm螺杆, 再在这个主水平孔5上钻500-1000m的水平钻孔,彻底清洗钻孔后, 在主水平孔口5处安装耐压70MPa高压封孔装置3，通过高压管线连接工作压力达到70MPa高压泵注设备2，然后边往主水平孔5内注入携带有天然石英砂支撑剂的聚合物凝胶液体，聚合物凝胶液体为浓度为0.5%的HPD凝胶液体，边在孔内每100m分段下入可钻桥塞6实施分段压裂，形成多条人工裂缝8， 施工结束后, 下入钻塞工具将孔内的可钻桥塞6钻掉，打通孔内通道， 然后在主水平孔5口处安装2BE620水环式真空泵1，将孔内的瓦斯抽排出来。
Claims (6)
1.一种井下煤层水平钻孔分段压裂卸压方法 ，包括以下步骤：
a、在井下煤层工作面用钻头水平钻一个长度500m----1000m的主水平孔；
b、在主水平孔内下入石油套管, 用G级水泥固井, 候凝后,下入单弯螺杆, 在主水平孔上钻8-10个100-200m的分支钻孔；
c、彻底清洗钻孔后, 在主水平孔口处安装高压封孔装置，通过高压管线连接高压泵注设备，然后往主水平孔和分支钻孔内注入聚合物凝胶液体，并携带天然石英砂支撑剂，蹩起高压, 压开煤层，在煤层内形成有流动能力的渗流通道；
d、在主水平孔口处安装水环式真空泵，将主水平孔和分支钻孔内的瓦斯抽排出来。
2.一种井下煤层水平钻孔分段压裂卸压方法 ，包括以下步骤：
a、在井下煤层工作面用钻头水平钻一个长度500m----1000m的主水平孔；
b、在主水平孔内下入石油套管, 用G级水泥固井, 候凝后,下入螺杆, 在主水平孔上再钻500m----1000m的水平钻孔；
c、彻底清洗钻孔后, 在主水平孔口处安装高压封孔装置，通过高压管线连接高压泵注设备，往主水平孔内注入聚合物凝胶液体，并携带天然石英砂支撑剂，蹩起高压, 压开煤层，在煤层内形成有流动能力的渗流通道；
d、在主水平孔口处安装水环式真空泵，将主水平孔内的瓦斯抽排出来。
3.根据权利要求1或2所述的一种井下煤层水平钻孔分段压裂卸压方法，其特征在于用Φ215.9mm钻头钻成主水平孔, 然后下入直径Φ139.7mm壁厚7.72mm钢级N80的石油套管。
4.根据权利要求1所述的一种井下煤层水平钻孔分段压裂卸压方法，其特征在于往主水平孔和分支钻孔内注入1500m3的或更多体积的聚合物凝胶液体，并携带60m3粒径为0.5-0.8mm的天然石英砂支撑剂。
5.根据权利要求2所述的一种井下煤层水平钻孔分段压裂卸压方法，其特征在于往主水平孔和水平钻孔内注入1500m3的或更多体积的聚合物凝胶液体，并携带60m3粒径为0.5-0.8mm的天然石英砂支撑剂。
6.根据权利要求2所述的一种井下煤层水平钻孔分段压裂卸压方法，其特征在于所述的c步骤中，彻底清洗钻孔后, 在主水平孔口处安装高压封孔装置，通过高压管线连接高压泵注设备，边往主水平孔内注入携带有天然石英砂支撑剂的聚合物凝胶液体，边在主孔内每100m分段下入可钻桥塞实施分段压裂，形成多条人工裂缝， 施工结束后, 下入钻塞工具将主孔内的可钻桥塞钻掉，打通主水平孔。
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