采动区地面“L”型顶板水平井施工方法 |
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申请号 | CN201410781394.9 | 申请日 | 2014-12-16 | 公开(公告)号 | CN104481579A | 公开(公告)日 | 2015-04-01 |
申请人 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司; | 发明人 | 孙海涛; 林府进; 付军辉; 李日富; 张军; 武文宾; 江万刚; 张玉明; 姚峰; 晁建伟; 孙锐; 马正恒; 于宝种; 刘文; | ||||
摘要 | 本 发明 公开了一种采动区地面“L”型顶板 水 平井施工方法,该方法考虑到 煤 层气竖直地面井抽采瓦斯范围有限, 覆盖 的采动区范围较小,因此在竖直地面井的 基础 上加一段水平孔,形成“L”地面井 煤层 气抽采方式,通过合理的优化布置,对“L”采动影响区地面井进行研究,以实现覆盖范围广、抽采瓦斯效果优的目的,将取得较好的安全效益和经济效益。 | ||||||
权利要求 | 1.一种采动区地面“L”型顶板水平井施工方法,其特征在于:包括以下步骤:a.确定井位后,从井位处用一开钻头向表土层以下钻进设定距离值形成竖直井段并进行下一开套管,采用水泥浆进行固井并候凝; |
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说明书全文 | 采动区地面“L”型顶板水平井施工方法技术领域背景技术[0002] 目前国内一些矿井的面临着工作面瓦斯治理难度高、治理压力大的困惑,地面煤层气井能缓解煤矿的瓦斯治理压力;经过研究人员长期的摸索及研究,目前基本达到了利用采动影响区地面井治理采煤工作面上隅角瓦斯超限问题的目的。考虑到煤层气竖直地面井抽采瓦斯范围有限,覆盖的采动区范围较小,为此有必要考虑在竖直地面井的基础上加一段水平孔,形成“L”地面井煤层气抽采方式,通过合理的优化布置,对“L”采动影响区地面井进行研究。以实现覆盖范围广、抽采瓦斯效果优的目的,在竖直采动影响区井的成功试验的基础上,将取得较好的安全效益和经济效益。 发明内容[0005] b.利用二开钻头钻进至造斜处,并下放二开套管,用水泥浆进行固井并候凝; [0006] c.采用水平钻机在造斜处进行造斜形成造斜井段; [0007] d.钻进水平井段并进行洗井; [0008] e.在造斜井段和水平井段安设三开筛管,所述三开筛管悬挂于二开套管下侧的悬挂装置上; [0009] f.在地面井场安设好地面负压抽采设备,并通过该抽采设备抽采井下的瓦斯; [0011] 进一步,所述造斜处的深度布置在坚固性系数大于4、厚度大于4m的岩层中; [0012] 进一步,所述水平段位于煤层正上方25~50m之间的较坚硬的岩层中; [0013] 进一步,所述三开筛管采用十字交叉布置,孔长200mm,孔宽5m; [0014] 进一步,所述竖直井段井斜角小于1°30′; [0015] 进一步,所述设定距离值范围为15m-30m; [0016] 进一步,候凝时间为24小时。 [0017] 本发明的有益效果是:本发明的采动区地面“L”型顶板水平井施工方法,考虑到煤层气竖直地面井抽采瓦斯范围有限,覆盖的采动区范围较小,在竖直地面井的基础上加一段水平孔,形成“L”地面井煤层气抽采方式,其地面现场施工不会影响井下采煤作业,施工条件不受限制;其次其施工安全性好,施工过程中不存在安全隐患;再次本发明能够解决采煤工作面的瓦斯威胁,提高井下员工作业的安全系数同时能有效避免煤矿瓦斯顶板巷或底板巷的掘进工作量,降低了瓦斯治理的安全投入。其工艺简单,控制性好,施工方便,安全可靠,效果好,具有广泛的实用性。附图说明 [0018] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述: [0019] 图1为发明的“L”型顶板水平井的结构示意图; 具体实施方式[0020] 图1为发明的“L”型顶板水平井3的结构示意图;本实施例中的采动区地面“L”型顶板水平井3施工方法,包括以下步骤: [0021] a、确定地面“L”型顶板水平井3井位后,从地表1井位处用一开钻头钻进表-土层以下20m左右形成竖直井段2,然后进行下一开套管,采用水泥浆进行固井,候凝24小时; [0022] b、利用二开钻头钻进至造斜处,并下放二开套管,用水泥浆进行固井,候凝24小时; [0023] c、采用水平钻机在造斜处进行造斜,根据设计的造斜剖面类型造斜终点位于靶点A; [0024] d、水平段井孔轨迹与煤层4平行,终孔点位置靶点B,钻孔位于煤层4上方一定高度,并且进行洗井; [0025] e、在造斜段和水平段安设三开筛管,三开筛管县挂于二开套管下侧的悬挂装置上; [0026] f、在地面井场安设好地面负压抽采设备,随着采煤工作面的推进,在采场覆岩将产生大量的裂隙,通过地面井场提供的负压系统利用地面“L”型顶板水平井3作为通道,抽采井下的瓦斯,解决采煤工作面的瓦斯危险; [0027] 本实施例中,该顶板水平井3采用平行于巷道走向方向布置,并该水平段距采煤工作面回风侧的距离40~75m。 [0028] 本实施例中,造斜处的深度需要根据采用的水平井3钻进能力及水平段在煤层4以上一定的要求等确定,且着重考虑布置在坚固性系数大于4、厚度大于4m的岩层中。 [0029] 本实施例中,水平段应位于煤层4正上方25~50m之间的较坚硬的岩层中。 [0030] 本实施例中,二开套管内侧安设有悬挂装置,能很好地与三开筛管连接。 [0031] 本实施例中,三开筛管采用十字交叉布置,孔长200mm,孔宽10mm。 [0032] 本实施例中,直井段井斜角必须控制在1°30′以内。直井段施工按规定加压,特别是造斜点前100m左右,要严格执行技术要求。 [0034] (2)测井要求:钻井至设计井深,应立即进行测井;工程完工后,要提交钻井柱状图(包括表层风化带岩层),电测曲线等资料,以进行采场覆岩的补充分析,保证工程设计的最优化。 [0035] (3)动力钻具必须井口试运转正常方可入井使用。下动力钻具保证钻具水眼干净。下动力钻具时,钻具要双钳紧扣,控制下放速度。动力钻具钻井参数以钻具厂家的推荐范围为准,严格执行。 [0037] (5)钻头装水眼的大小根据选用的动力钻具和井深的不同来选择。在不同井眼内使用的动力钻具和非磁钻铤不得混用、乱用。动力钻具的间隙不得随意调整。 [0038] (6)进行单点测斜时,注意上下活动钻具防卡,钻具静止时间间隔不得超过3min,活动幅度大于3m。 [0039] (7)在方位漂移严重的地层钻进,为了稳定井斜方位,可在钻头上方接2~3个足尺寸稳定器,加强下部钻具的刚性。 [0040] (8)若钻具下过造斜点后进行设备检修,检修时不要长时间将钻具停在一处循环避免井下出现复杂。 |