CN105134213B - 一种区域钻井采煤的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于深部煤层开采的区域钻井采煤的工艺方法。它解决深部煤层开发困难的问题。其技术方案是：在岩层进行直井段钻井和造斜；控制变径钻头变径，对煤层进行扩眼钻进，形成导向井眼；在地面钻成采煤直井，采煤直井与导向井眼末端相交；在采煤直井的煤层井段安装煤浆举升装置；在导向井眼的井口下放钻柱，钻柱前端依次安装水力喷射头、变径钻头、井下动力钻具和变径稳定器；利用钻柱自重和高压水射流进行纵向扩眼；煤层厚度足够厚的情况下，对煤层进行分层扩眼；在单井纵向扩眼完成以后，在煤层纵向展布面内平行布置多口井，以实现对煤层的区域性开采。本发明实现对深部煤层的开采，无需人工下井，避免安全隐患。

Description

一种区域钻井采煤的工艺方法
技术领域
本发明涉及一种用于深部煤层开采的区域钻井采煤的工艺方法。
背景技术
我国是煤炭资源大国，尤其是1000m以下的地层蕴藏着及其丰富的煤矿资源。目前对煤矿的开采主要是巷道开采的方法，然而巷道开采的经济成本高，安全风险大。尤其随着煤层深度的增加，工况越加复杂，地层应力升高，井下温度升高，还伴随着瓦斯浓度的增加，使得巷道开采的方法难以在深部煤层实施。
然而随着国家对能源需求的增加，必将对深部煤层进行开采。目前世界范围内对深部煤层的开采并未提出行之有效的方法，鉴于巷道开采应用于深部煤层的技术难度和经济性考虑，深部煤层的开采已经成为世界范围内的难题。对煤矿资源进行高效、经济、安全的开发是关系到我国能源发展战略，具有深远而重大的意义。
鉴于以上技术背景，本发明提供一种区域钻井采煤的工艺方法。
发明内容
本发明的目的是：为了解决深部煤层开发困难的问题，特提供一种区域钻井采煤的工艺方法。本发明涉及的主要装置有：领眼钻头、变径钻头、井下动力钻具、变径稳定器、钻柱、煤浆举升装置和水力喷射头。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种区域钻井采煤的工艺方法，其特征是：
先根据区域煤矿所在的地理条件，设计导向井眼的井身结构；运用常规钻井方法在岩层进行直井段钻井和造斜；钻进至煤层时，起钻，更换钻具组合，在钻柱前端依次安装领眼钻头、变径钻头、井下动力钻具和变径稳定器；变径钻头可以实现井下大变径功能对煤层进行切削，变径稳定器可以实现井下大变径功能对钻柱进行稳定扶正；下放钻柱至煤层井段，地面开泵循环钻井液，井下动力钻具驱动变径钻头和领眼钻头旋转；控制变径钻头变径，对煤层进行扩眼钻进，控制变径稳定器变径，在扩眼后的煤层井眼对钻柱进行稳定和扶正；持续钻井，根据煤层的分布钻成一定长度的井眼，即为导向井眼；在导向井眼的钻井过程中，钻井液在地面通过钻井泵从钻柱中心流向井底，钻井液携带煤屑和岩屑从环空返回地面，在地面把煤浆和煤层气进行气固液分离。
在地面钻成采煤直井，采煤直井穿透整个煤层，采煤直井与导向井眼末端相交；在采煤直井的岩层井段进行下套管和注水泥工艺操作；在采煤直井的煤层井段安装煤浆举升装置。
在导向井眼的井口下放钻柱，钻柱前端依次安装水力喷射头、变径钻头、井下动力钻具和变径稳定器；下放钻柱进入煤层井段，开泵循环钻井液，钻井液经过井下动力钻具到达水力喷射头，井下动力钻具驱动变径钻头和水力喷射头旋转，水力喷射头喷射高压水射流对煤层进行水力冲击破碎，实现轴向和径向冲击破煤；控制变径钻头变径，对水力喷射形成的井眼井壁进行清理刮削；控制变径稳定器变径，对钻柱进行稳定和扶正；在此钻进过程中，利用钻柱自身重力，实现水力喷射形成的井眼基本沿着导向井眼平行的轨迹行进，使钻柱沿着与导向井眼轨迹平行的的轨迹进行纵向扩眼；纵向扩眼过程中，产生的煤屑在钻井液的作用下，利用煤浆举升装置从采煤直径带回地面，在地面把煤浆和煤层气进行气固液分离；钻柱到达导向井眼末端位置时，关闭钻井泵停止钻井液循环，上提钻柱，直至水力喷射头回到煤层井段入口位置，打开钻井泵，下放钻柱，重复上述纵向扩眼的步骤，不断对井眼进行纵向扩眼，直至到达设计扩眼厚度，形成的井眼即为纵向井眼。
煤层厚度足够厚的情况下，对煤层进行分层扩眼，在不同地层深度形成多个纵向井眼；纵向井眼内必须充满钻井液，以保证地层压力，防止地层坍塌。
在单井纵向扩眼完成以后，重复上述工艺方法，在煤层纵向展布面内平行布置多口井，以实现对煤层的区域性开采。
本发明的有益效果是：(1)本发明提供一种深部煤层开发的工艺方法；(2)本发明无需人工下井，避免了巷道开采人工下井的诸多安全隐患；(3)本发明可以对煤层气进行采收。
附图说明
图1是本发明导向井眼施工的示意图；
图2是本发明采煤直井和导向井眼相交的示意图；
图3是本发明纵向扩眼的示意图；
图4是本发明分层扩眼的示意图；
图5是本发明多口井平行布置的示意图；
图中：1.岩层，2.煤层，3.领眼钻头，4.变径钻头，5.井下动力钻具，6.变径稳定器，7.钻柱，8.导向井眼，9.采煤直井，10.煤浆举升装置，11.水力喷射头，12.纵向井眼。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种区域钻井采煤的工艺方法，其特征是：根据区域煤矿所在的地理条件，设计导向井眼8的井身结构；运用常规钻井方法在岩层1进行直井段钻井和造斜；钻进至煤层2时，起钻，更换钻具组合，在钻柱7前端依次安装领眼钻头3、变径钻头4、井下动力钻具5和变径稳定器6；变径钻头4可以实现井下大变径功能对煤层2进行切削，变径稳定器6可以实现井下大变径功能对钻柱7进行稳定扶正；下放钻柱7至煤层井段，地面开泵循环钻井液，井下动力钻具5驱动变径钻头4和领眼钻头3旋转；控制变径钻头4变径，对煤层2进行扩眼钻进，控制变径稳定器6变径，在扩眼后的煤层井眼对钻柱7进行稳定和扶正；持续钻井，根据煤层2的分布钻成一定长度的井眼，即为导向井眼8；在导向井眼8的钻井过程中，钻井液在地面通过钻井泵从钻柱7中心流向井底，钻井液携带煤屑和岩屑从环空返回地面，在地面把煤浆和煤层气进行气固液分离；导向井眼8钻完以后，上提回收钻柱7。
如图2所示，在地面钻成采煤直井9，采煤直井9穿透整个煤层2，采煤直井9与导向井眼8末端相交；在采煤直井9的岩层井段进行下套管和注水泥工艺操作；在采煤直井9的煤层井段安装煤浆举升装置10。
如图3所示，在导向井眼8的井口下放钻柱7，钻柱7前端依次安装水力喷射头11、变径钻头4、井下动力钻具5和变径稳定器6；下放钻柱7进入煤层井段，开泵循环钻井液，钻井液经过井下动力钻具5到达水力喷射头11，井下动力钻具5驱动变径钻头4和水力喷射头11旋转，水力喷射头11喷射高压水射流对煤层2进行水力冲击破碎，实现轴向和径向冲击破煤；控制变径钻头4变径，对水力喷射形成的井眼井壁进行清理刮削；控制变径稳定器6变径，对钻柱7进行稳定和扶正；在此钻进过程中，利用钻柱7自身重力，实现水力喷射形成的井眼基本沿着与导向井眼8平行的轨迹行进，使钻柱7沿着与导向井眼8轨迹平行的的轨迹进行纵向扩眼；纵向扩眼过程中，产生的煤屑在钻井液的作用下，利用煤浆举升装置10从采煤直井9带回地面，在地面把煤浆和煤层气进行气固液分离；钻柱7到达导向井眼8末端位置时，关闭钻井泵停止钻井液循环，上提钻柱7，直至水力喷射头11回到煤层井段入口位置，打开钻井泵，下放钻柱7，重复上述纵向扩眼的步骤，不断对井眼进行纵向扩眼，直至达到设计的扩眼厚度，形成的井眼即为纵向井眼12。
如图4所示，煤层2厚度足够厚的情况下，对煤层2进行分层扩眼，在不同地层深度形成多个纵向井眼12；纵向井眼12内必须充满钻井液，以保证地层压力，防止地层坍塌。
如图5所示，在单井纵向扩眼完成以后，重复上述工艺方法，在煤层2纵向展布面内平行布置多口井，以实现对煤层2的区域性开采。

Claims (2)

1.一种区域钻井采煤的工艺方法，其特征是：先根据区域煤矿所在的地理条件，设计导向井眼(8)的井身结构；在岩层(1)进行直井段钻井和造斜；钻进至煤层(2)时，起钻，更换钻具组合，在钻柱(7)前端依次安装领眼钻头(3)、变径钻头(4)、井下动力钻具(5)和变径稳定器(6)；下放钻柱(7)至煤层井段，地面开泵循环钻井液，井下动力钻具(5)驱动变径钻头(4)和领眼钻头(3)旋转；控制变径钻头(4)变径，对煤层(2)进行扩眼钻进，控制变径稳定器(6)变径，在扩眼后的煤层井眼对钻柱(7)进行稳定和扶正；持续钻进，根据煤层(2)的分布钻成一定长度的井眼，即为导向井眼(8)；在导向井眼(8)的钻进过程中，钻井液在地面通过钻井泵从钻柱(7)中心流向井底，钻井液携带煤屑和岩屑从环空返回地面，在地面把煤浆和煤层气进行气固液分离；导向井眼(8)钻完以后，上提回收钻柱(7)；然后在地面钻成采煤直井(9)，采煤直井(9)穿透整个煤层(2)，采煤直井(9)与导向井眼(8)末端相交；在采煤直井(9)的岩层井段进行下套管和注水泥工艺操作；在采煤直井(9)的煤层井段安装煤浆举升装置(10)；然后在导向井眼(8)的井口下放钻柱(7)，钻柱(7)前端依次安装水力喷射头(11)、变径钻头(4)、井下动力钻具(5)和变径稳定器(6)；下放钻柱(7)进入煤层井段，开泵循环钻井液，钻井液经过井下动力钻具(5)到达水力喷射头(11)，井下动力钻具(5)驱动变径钻头(4)和水力喷射头(11)旋转，水力喷射头(11)喷射高压水射流对煤层(2)进行水力冲击破碎，实现轴向和径向冲击破煤；控制变径钻头(4)变径，对水力喷射形成的井眼井壁进行清理刮削；控制变径稳定器(6)变径，对钻柱(7)进行稳定和扶正；在此钻进过程中，利用钻柱(7)自身重力，实现水力喷射形成的井眼基本沿着与导向井眼(8)平行的轨迹行进，使钻柱(7)沿着与导向井眼(8)轨迹平行的的轨迹进行纵向扩眼；纵向扩眼过程中，产生的煤屑在钻井液的作用下，利用煤浆举升装置(10)从采煤直井(9)带回地面，在地面把煤浆和煤层气进行气固液分离；钻柱(7)到达导向井眼(8)末端位置时，关闭钻井泵停止钻井液循环，上提钻柱(7)，直至水力喷射头(11)回到煤层井段入口位置，打开钻井泵，下放钻柱(7)，重复上述纵向扩眼的步骤，不断对井眼进行纵向扩眼，直至达到设计的扩眼厚度，形成的井眼即为纵向井眼(12)；在煤层(2)厚度足够厚的情况下，对煤层(2)进行分层扩眼，在不同地层深度形成多个纵向井眼(12)；纵向井眼(12)内必须充满钻井液；在单井纵向扩眼完成以后，重复上述工艺方法，在煤层(2)纵向展布面内平行布置多口井，以实现对煤层(2)的区域性开采。
2.根据权利要求1所述的区域钻井采煤的工艺方法，其特征是：所述变径钻头(4)可以实现井下大变径功能对煤层(2)进行切削，变径稳定器(6)可以实现井下大变径功能对钻柱(7)进行稳定扶正。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106032754B (zh) * 2016-05-18 2018-06-12 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 一种基于地下水流速流向测定的煤矿开采防治水方法
CN110984986B (zh) * 2019-12-19 2021-05-14 山东东山新驿煤矿有限公司 一种用于控制地表变形的径向采煤方法
CN114278220B (zh) * 2021-12-31 2022-12-20 北京派创石油技术服务有限公司 粉煤层钻井方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1333858A (zh) * 1998-11-20 2002-01-30 Cdx天然气有限公司 用于从地表面接近地下矿藏的方法和系统
CN1397717A (zh) * 2002-08-30 2003-02-19 曾细平 无人下井钻孔水力采煤方法
US6621294B2 (en) * 2002-01-03 2003-09-16 Ibm Corporation Pad system for an integrated circuit or device
CN102112699A (zh) * 2008-08-01 2011-06-29 索尔维化学有限公司 行进式底部掏槽溶解采矿系统和方法
CN102518411A (zh) * 2011-12-29 2012-06-27 郑州大学 一种对接井水力冲刷卸压开采煤层气方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1333858A (zh) * 1998-11-20 2002-01-30 Cdx天然气有限公司 用于从地表面接近地下矿藏的方法和系统
US6621294B2 (en) * 2002-01-03 2003-09-16 Ibm Corporation Pad system for an integrated circuit or device
CN1397717A (zh) * 2002-08-30 2003-02-19 曾细平 无人下井钻孔水力采煤方法
CN102112699A (zh) * 2008-08-01 2011-06-29 索尔维化学有限公司 行进式底部掏槽溶解采矿系统和方法
CN102518411A (zh) * 2011-12-29 2012-06-27 郑州大学 一种对接井水力冲刷卸压开采煤层气方法

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