CN207229070U - 一种废弃矿井瓦斯抽采钻井的井身结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及瓦斯抽采钻井技术领域，公开了一种废弃矿井瓦斯抽采钻井的井身结构，从地面至井底依次设置卸压抽采段和连通段，连通段与卸压抽采段连通；连通段的井径小于卸压抽采段的井径，卸压抽采段深至采空煤层的顶板上方15m～25m处，连通段深至采空煤层的底板下方5m～15m处；卸压抽采段内设有套管和滤水管，滤水管为桥式滤水管；桥式滤水管安在采空煤层上方的上部煤层处，套管安放在其余位置处。本实用新型中的井身结构，通过桥式滤水管连通了煤层与通管内部，使得瓦斯更易进入井筒内，同时又隔离了煤粉，防止煤粉侵入井筒；连通了上部煤层与采空煤层，增加了煤层通透性，有利于上部含水层内的水导通至采空区内，便于集中降水；提高了瓦斯产量。
Description
技术领域
本实用新型涉及瓦斯抽采钻井技术领域，特别是涉及一种废弃矿井瓦斯抽采钻井的井身结构。
背景技术
随着煤炭行业供给侧改革，国家对煤炭行业去产能、去库存工作的逐步推进，大量煤矿被迫关闭。我国废弃矿井数量大、井下残煤多，瓦斯资源量巨大。如不充分开发利用，会造成资源的浪费，且会存在巨大的安全隐患。
废弃矿井瓦斯抽采技术在国内尚属探索阶段。目前，煤矿瓦斯抽采的基本方式有本煤层瓦斯抽采、临近层瓦斯抽采、采空区瓦斯抽采、围岩瓦斯抽采等，不同位置的瓦斯抽采采用的抽采钻井井身结构各有特点，并不能通用。现有技术中，针对采空区的瓦斯抽采，常采用传统的地面瓦斯抽采井身结构，传统的井身结构会在井中布置筛管来连通筛管外的煤层和筛管内部，形成瓦斯气体通道。在抽采瓦斯的过程中，煤层中的煤粉往往会随瓦斯气体通过筛孔侵入到筛管中，降低瓦斯产量，并且造成井身结构稳定性差、井筒内易积水、采空区与上部煤层连通性差的问题。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型的目的是提供一种废弃矿井瓦斯抽采钻井的井身结构，以解决现有技术中煤粉易侵入井筒、井筒内易积水的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种废弃矿井瓦斯抽采钻井的井身结构，从地面至井底依次设置卸压抽采段和连通段，所述连通段与所述卸压抽采段连通；所述连通段的井径小于所述卸压抽采段的井径，所述卸压抽采段深至采空煤层的顶板上方15m～25m处，所述连通段深至所述采空煤层的底板下方5m～15m处；所述卸压抽采段内设有通管，所述通管包括套管和滤水管，所述滤水管采用桥式滤水管；所述桥式滤水管安放在所述采空煤层上方的上部煤层位置处，所述套管安放在所述卸压抽采段的其余位置处。
其中，井口至井深40m～60m处的所述套管外设有水泥浆封固层。
其中，所述卸压抽采段深至所述采空煤层的顶板上方20m处。
其中，所述连通段深至所述采空煤层的底板下方10m处。
其中，所述卸压抽采段的井径范围为φ210mm～φ220mm。
其中，所述卸压抽采段的井径为φ215.9mm。
其中，所述套管的直径范围为φ170mm～φ185mm。
其中，所述桥式滤水管的管径为φ177.8mm。
其中，所述连通段的井径为φ145mm～φ155mm。
其中，所述连通段的井径为φ152mm。
(三)有益效果
本实用新型提供的废弃矿井瓦斯抽采钻井的井身结构，通过在上部煤层安放桥式滤水管，既连通了滤水管外的煤层与滤水管内部，使得瓦斯更易进入井筒内，而由于桥式滤水管自身的结构特性，会对煤层中的煤粉形成阻挡，防止煤粉侵入井筒，进而提高了瓦斯产量；由于煤粉不易侵入井筒中，降低了煤粉在通管中堆积的可能性，进一步减小了堵塞滤水管的可能，因此会大大降低清洁、维护的工作，延长钻井使用寿命，降低维护成本；通过将矿井深度开至采空煤层的底板下方，实现了采空煤层与上部煤层之间的连通，增加了煤层通透性，有利于上部含水层内的水导通至采空区内，便于在采空区内集中降水；采空区内富集的瓦斯气体能够进入卸压抽采段的通管中，进一步提高了瓦斯产量。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的废弃矿井瓦斯抽采钻井的井身结构示意图；
图中，1、水泥浆封固层；2、套管；3、上部煤层；4、采空煤层；5、连通段；6、桥式滤水管；7、卸压抽采段。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
本实用新型实施例提供的井身结构，从地面至井底依次设置卸压抽采段和连通段，连通段与卸压抽采段连通；连通段的井径小于卸压抽采段的井径，卸压抽采段深至采空煤层的顶板上方15m～25m处，连通段深至采空煤层的底板下方5m～15m处；卸压抽采段内设有通管，通管包括套管和滤水管，滤水管采用桥式滤水管；桥式滤水管安放在采空煤层上方的上部煤层位置处，套管安放在卸压抽采段的其余位置处。
现有技术中，传统矿井的瓦斯抽采通常采用筛管来将煤层中的瓦斯引至管内。本实施例中通过采用桥式滤水管，既保证了通管的支撑强度，不易因井中地层形变而发生井漏，同时还能保证瓦斯气体的顺利流通，更重要的是能防止煤粉的侵入，保证了管内瓦斯气体的纯度。其中，桥式滤水管的管径为φ170mm～φ185mm，优选为φ177.8mm。
图1为本实用新型实施例提供的废弃矿井瓦斯抽采钻井的井身结构示意图。如图1中所示，本实施例中的井身结构针对上部煤层3为两层、采空煤层4为两层的结构进行钻井。该钻井位于采空塌陷区，地层较为破碎极易发生井漏，因此采用空气钻井工艺，一开井径为φ210mm～φ220mm，优选为Φ215.9mm，其中，井径的尺寸依据钻头的尺寸确定，但钻探过程中存在一定的误差是可以理解的。遇到地层出水后换用泥浆钻进。当钻井深度钻进至采空煤层4的顶板上方15m～25m处时，优选为20m处，即形成卸压抽采段7；减小井径继续钻进，二开井径φ145mm～φ155mm，优选为Φ152mm，钻穿至采空煤层4的底板下方5m～15m时，优选为10m时停止钻进，形成连通段5。然后在上部煤层3处置入Φ177.8mm的桥式滤水管6，卸压抽采段7的其余位置安放Φ177.8mm的套管2，套管2和桥式滤水管6形成竖向的通管。其中，井口至井深40m～60m处的套管2外设置水泥浆封固层1，通过水泥浆将套管2封固在井身中。优选水泥封固层的高度为50m。
本实用新型提供的废弃矿井瓦斯抽采钻井的井身结构，通过在上部煤层安放桥式滤水管，既连通了滤水管外的煤层与滤水管内部，使得瓦斯更易进入井筒内，而由于桥式滤水管自身的结构特性，会对煤层中的煤粉形成阻挡，防止煤粉侵入井筒，进而提高瓦斯产量；由于煤粉不易侵入井筒中，降低了煤粉在通管中堆积的可能性，进一步减小了堵塞滤水管的可能，因此会大大降低清洁、维护的工作，延长钻井使用寿命，降低维护成本；通过将矿井深度开至采空煤层的底板下方，实现了采空煤层与上部煤层之间的连通，增加了煤层通透性，有利于上部含水层内的水导通至采空区内，便于在采空区集中降水；采空区内富集的瓦斯气体能够进入卸压抽采段的通管中，进一步提高了瓦斯产量。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种废弃矿井瓦斯抽采钻井的井身结构，其特征在于，从地面至井底依次设置卸压抽采段和连通段，所述连通段与所述卸压抽采段连通；所述连通段的井径小于所述卸压抽采段的井径，所述卸压抽采段深至采空煤层的顶板上方15m～25m处，所述连通段深至所述采空煤层的底板下方5m～15m处；所述卸压抽采段内设有通管，所述通管包括套管和滤水管，所述滤水管采用桥式滤水管；所述桥式滤水管安放在所述采空煤层上方的上部煤层位置处，所述套管安放在所述卸压抽采段的其余位置处。
2.如权利要求1所述的井身结构，其特征在于，井口至井深40m～60m处的所述套管外设有水泥浆封固层。
3.如权利要求2所述的井身结构，其特征在于，所述卸压抽采段深至所述采空煤层的顶板上方20m处。
4.如权利要求2所述的井身结构，其特征在于，所述连通段深至所述采空煤层的底板下方10m处。
5.如权利要求2所述的井身结构，其特征在于，所述卸压抽采段的井径范围为φ210mm～φ220mm。
6.如权利要求5所述的井身结构，其特征在于，所述卸压抽采段的井径为φ215.9mm。
7.如权利要求5所述的井身结构，其特征在于，所述套管的直径范围为φ170mm～φ185mm。
8.如权利要求7所述的井身结构，其特征在于，所述桥式滤水管的管径为φ177.8mm。
9.如权利要求2所述的井身结构，其特征在于，所述连通段的井径为φ145mm～φ155mm。
10.如权利要求9所述的井身结构，其特征在于，所述连通段的井径为φ152mm。
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