CN107620581B - 一井两用煤矿井筒检查孔的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于地质钻探及煤层气地面开发技术领域，具体是一种一井两用煤矿井筒检查孔的施工方法。具体步骤如下：1）井筒检查孔布置；井筒检查孔的钻孔设置在进、回风立井井筒或井底连接处。2）钻井施工；3）压裂；对目的煤层及其顶底板进行射孔或径向射流射孔，钻孔煤芯的取芯率：黏土层与稳定基岩层中不少于75%，破碎带、软弱夹层、砂层中不少于60%，煤层及其顶底板采取率不低于90%。本发明通过合理的设计井筒检查孔的井身结构满足煤层气井压裂工艺，使其可以作为煤层气地面预抽井使用，通过地面预抽降低目的煤层瓦斯含量，利于后期井筒施工。

Description

一井两用煤矿井筒检查孔的施工方法

技术领域

本发明属于地质钻探及煤层气地面开发技术领域，具体是一种一井两用煤矿井筒检查孔的施工方法。

背景技术

煤矿井筒检查孔是在拟建矿井井筒附近距井筒中心10-25米范围内施工的与井筒落底深度相当的工程勘察钻孔。通过施工该钻孔，以各种技术手段查明井筒位置的工程地质和水文地质条件, 为建井工程设计和施工提供技术资料。

随着煤矿开采深度增加，煤层瓦斯含量逐渐增大，这将造成更为严重的煤矿瓦斯灾害，并严重制约煤矿的安全、高效生产。根据国家“先抽后采”安全生产方针，为促进矿井建井、生产安全，防止煤与瓦斯突出，提高煤炭开采效率，必须采用地面煤层气抽采，降低待采煤层的瓦斯含量，常规地面煤层气抽采井的井身结构无法满足井筒检查孔三段式抽水试验要求。

传统的井筒检查孔的孔径、固井质量、套管强度皆满足不了煤层气地面抽采井的要求，且在获取地质资料后便封孔，这在需要进行煤层气地面抽采的高瓦斯矿井内是一种浪费。煤与煤层气共采国家重点实验室正在开发相关技术。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供一种一井两用煤矿井筒检查孔的施工方法。

本发明采取以下技术方案：一种一井两用煤矿井筒检查孔的施工方法，具体步骤如下：

1）井筒检查孔布置；井筒检查孔的钻孔设置在进、回风立井井筒或井底连接处。

2）钻井施工；

一开钻孔采用钻头Φ350mm开孔，穿过第四系松散层后，下入Φ325×6mm表层套管，护壁防塌，

二开钻孔采用直径Φ305mm钻头，钻至基岩风化，进行第一次抽水试验，抽水试验结束后，下入Φ273×8mm无缝钢管，

三开钻孔采用直径Φ230mm钻头，钻至下石盒子组底界，进行第二次抽水试验，抽水试验结束后，下入Φ219×4mm无缝钢管，与上管重叠20m，

四开钻孔采用直径Φ171mm钻头，钻至目的煤层底下30米完井，进行第三次抽水试验，全孔下入N80Φ139.7 mm石油套管，套管高出地面500mm，连接压裂管柱用。

3）压裂；对目的煤层及其顶底板进行射孔或径向射流射孔，射孔所选弹型能够穿透固井水泥环，保证煤层与井眼连通，最大限度的降低孔眼摩阻；径向射流长度不小于30m，压裂液选用活性水，支撑剂选用天然石英砂，采用光套管注入进行压裂，压裂采用大排量。

钻井施工需要满足以下要求：1）钻孔煤芯的取芯率：黏土层与稳定基岩层中不少于75%，破碎带、软弱夹层、砂层中不少于60%，煤层及其顶底板采取率不低于90%。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、在高瓦斯矿井内，井筒检查孔“一井两用”，即节省了施工煤层气地面预抽井的工程费用，又可以辅助井筒揭煤及后期井下施工，一举多得。

2、通过合理的设计井筒检查孔的井身结构满足煤层气井压裂工艺，使其可以作为煤层气地面预抽井使用，通过地面预抽降低目的煤层瓦斯含量，利于后期井筒施工。

3、生产套管尺寸使用N80Φ139.7 mm，套管抗压能力大于35MPa，固井采用G级水泥，便于后期高压作业。

4、通过对井筒检查孔压裂，增大井筒附近煤层渗透率，可提高揭煤后井下瓦斯抽采效率，服务煤矿安全生产。

附图说明

图1为一井两用煤矿井筒检查孔的结构图；

图中1-一开钻孔；2-Φ325表层套管；3-二开钻孔；4-Φ273无缝钢管；5-三开钻孔；6-三开Φ219无缝钢管；7-水泥返高；8-四开钻孔；9-目的煤层；10- N80Φ139.7 mm生产套管；11-压裂产生的裂缝。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一井两用煤矿井筒检查孔的施工方法，具体步骤如下：

1）井筒检查孔布置；井筒检查孔的钻孔设置在进、回风立井井筒或井底连接处。

2）钻井施工；

一开钻孔采用钻头Φ350mm开孔，穿过第四系松散层后，下入Φ325×6mm表层套管，护壁防塌，

二开钻孔采用直径Φ305mm钻头，钻至基岩风化，进行第一次抽水试验，抽水试验结束后，下入Φ273×8mm无缝钢管，

三开钻孔采用直径Φ230mm钻头，钻至下石盒子组底界，进行第二次抽水试验，抽水试验结束后，下入Φ219×4mm无缝钢管，与上管重叠20m，

四开钻孔采用直径Φ171mm钻头，钻至目的煤层底下30米完井，进行第三次抽水试验，全孔下入N80Φ139.7 mm石油套管，套管高出地面500mm，连接压裂管柱用。

3）压裂；对目的煤层及其顶底板进行射孔或径向射流射孔，射孔所选弹型能够穿透固井水泥环，保证煤层与井眼连通，最大限度的降低孔眼摩阻；径向射流长度不小于30m，压裂液选用活性水，支撑剂选用天然石英砂，采用光套管注入进行压裂，压裂采用大排量。

钻井施工需要满足以下要求：1）钻孔煤芯的取芯率：黏土层与稳定基岩层中不少于75%，破碎带、软弱夹层、砂层中不少于60%，煤层及其顶底板采取率不低于90%。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种一井两用煤矿井筒检查孔的施工方法，其特征在于：具体步骤如下：

1）井筒检查孔布置；井筒检查孔的钻孔设置在进、回风立井井筒或井底连接处；

2）钻井施工；

一开钻孔采用钻头Φ350mm开孔，穿过第四系松散层后，下入Φ325×6mm表层套管，护壁防塌，

二开钻孔采用直径Φ305mm钻头，钻至基岩风化，进行第一次抽水试验，抽水试验结束后，下入Φ273×8mm无缝钢管，

三开钻孔采用直径Φ230mm钻头，钻至下石盒子组底界，进行第二次抽水试验，抽水试验结束后，下入Φ219×4mm无缝钢管，与上管重叠20m，

四开钻孔采用直径Φ171mm钻头，钻至目的煤层底板以下30米完井，进行第三次抽水试验，全孔下入N80Φ139.7 mm石油套管，套管高出地面500mm，连接压裂管柱用；套管高出地面，连接压裂管柱用，套管底应位于煤层底板以下不小于10米，在地面井口位置需要有接箍，并在接箍下面用环形钢板固定，环形钢板厚度应大于25mm；

3）压裂；对目的煤层及其顶底板进行射孔弹射孔或径向射流射孔，射孔弹射孔所选弹型能够穿透固井水泥环，保证煤层与井眼连通，最大限度的降低孔眼摩阻；径向射流射孔的射流长度不小于30m，压裂液选用活性水，支撑剂选用天然石英砂，采用光套管注入进行压裂，压裂采用大排量。

2.根据权利要求1所述的一井两用煤矿井筒检查孔的施工方法，其特征在于：钻井施工需要满足以下要求：1）钻孔煤芯的取芯率：黏土层与稳定基岩层中不少于75%，破碎带、软弱夹层、砂层中不少于60%，煤层及其顶底板不低于90%。

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