采動區(qū)地面“l(fā)”型頂板水平井施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種采動區(qū)地面“L”型頂板水平井施工方法，該方法考慮到煤層氣豎直地面井抽采瓦斯范圍有限，覆蓋的采動區(qū)范圍較小，因此在豎直地面井的基礎(chǔ)上加一段水平孔，形成“L”地面井煤層氣抽采方式，通過合理的優(yōu)化布置，對“L”采動影響區(qū)地面井進行研究，以實現(xiàn)覆蓋范圍廣、抽采瓦斯效果優(yōu)的目的，將取得較好的安全效益和經(jīng)濟效益。
【專利說明】采動區(qū)地面“L”型頂板水平井施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤層氣井施工方法領(lǐng)域，具體涉及一種采動區(qū)地面“L”型頂板水平井施工方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)一些礦井的面臨著工作面瓦斯治理難度高、治理壓力大的困惑，地面煤層氣井能緩解煤礦的瓦斯治理壓力；經(jīng)過研宄人員長期的摸索及研宄，目前基本達到了利用采動影響區(qū)地面井治理采煤工作面上隅角瓦斯超限問題的目的?？紤]到煤層氣豎直地面井抽采瓦斯范圍有限，覆蓋的采動區(qū)范圍較小，為此有必要考慮在豎直地面井的基礎(chǔ)上加一段水平孔，形成“L”地面井煤層氣抽采方式，通過合理的優(yōu)化布置，對“L”采動影響區(qū)地面井進行研宄。以實現(xiàn)覆蓋范圍廣、抽采瓦斯效果優(yōu)的目的，在豎直采動影響區(qū)井的成功試驗的基礎(chǔ)上，將取得較好的安全效益和經(jīng)濟效益。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種能夠較好的解決井下施工困難、井下掘進成本高等難題，同時保障井下作業(yè)安全的采動區(qū)地面“L”型頂板水平井施工方法。
[0004]本發(fā)明的采動區(qū)地面“L”型頂板水平井施工方法，包括以下步驟:a.確定井位后，從井位處用一開鉆頭向表土層以下鉆進設(shè)定距離值形成豎直井段并進行下一開套管，采用水泥漿進行固井并候凝；
[0005]b.利用二開鉆頭鉆進至造斜處，并下放二開套管，用水泥漿進行固井并候凝；
[0006]c.采用水平鉆機在造斜處進行造斜形成造斜井段；
[0007]d.鉆進水平井段并進行洗井；
[0008]e.在造斜井段和水平井段安設(shè)三開篩管，所述三開篩管懸掛于二開套管下側(cè)的懸掛裝置上；
[0009]f.在地面井場安設(shè)好地面負壓抽采設(shè)備，并通過該抽采設(shè)備抽采井下的瓦斯；
[0010]進一步，所述水平井段平行于巷道走向方向布置且該水平井段距采煤工作面回風側(cè)的距離范圍為40m?75m ；
[0011]進一步，所述造斜處的深度布置在堅固性系數(shù)大于4、厚度大于4m的巖層中；
[0012]進一步，所述水平段位于煤層正上方25?50m之間的較堅硬的巖層中；
[0013]進一步，所述三開篩管采用十字交叉布置，孔長200mm，孔寬5m ；
[0014]進一步，所述豎直井段井斜角小于1° 3(V ;
[0015]進一步，所述設(shè)定距離值范圍為15m-30m ;
[0016]進一步，候凝時間為24小時。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的采動區(qū)地面“L”型頂板水平井施工方法，考慮到煤層氣豎直地面井抽采瓦斯范圍有限，覆蓋的采動區(qū)范圍較小，在豎直地面井的基礎(chǔ)上加一段水平孔，形成“L”地面井煤層氣抽采方式，其地面現(xiàn)場施工不會影響井下采煤作業(yè)，施工條件不受限制；其次其施工安全性好，施工過程中不存在安全隱患；再次本發(fā)明能夠解決采煤工作面的瓦斯威脅，提高井下員工作業(yè)的安全系數(shù)同時能有效避免煤礦瓦斯頂板巷或底板巷的掘進工作量，降低了瓦斯治理的安全投入。其工藝簡單，控制性好，施工方便，安全可靠，效果好，具有廣泛的實用性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述:
[0019]圖1為發(fā)明的“L”型頂板水平井的結(jié)構(gòu)示意圖；

【具體實施方式】
[0020]圖1為發(fā)明的“L”型頂板水平井3的結(jié)構(gòu)示意圖；本實施例中的采動區(qū)地面“L”型頂板水平井3施工方法，包括以下步驟:
[0021]a、確定地面“L”型頂板水平井3井位后，從地表I井位處用一開鉆頭鉆進表-土層以下20m左右形成豎直井段2，然后進行下一開套管，采用水泥漿進行固井，候凝24小時；
[0022]b、利用二開鉆頭鉆進至造斜處，并下放二開套管，用水泥漿進行固井，候凝24小時；
[0023]C、采用水平鉆機在造斜處進行造斜，根據(jù)設(shè)計的造斜剖面類型造斜終點位于靶點A；
[0024]d、水平段井孔軌跡與煤層4平行，終孔點位置靶點B，鉆孔位于煤層4上方一定高度，并且進行洗井；
[0025]e、在造斜段和水平段安設(shè)三開篩管，三開篩管縣掛于二開套管下側(cè)的懸掛裝置上;
[0026]f、在地面井場安設(shè)好地面負壓抽采設(shè)備，隨著采煤工作面的推進，在采場覆巖將產(chǎn)生大量的裂隙，通過地面井場提供的負壓系統(tǒng)利用地面“L”型頂板水平井3作為通道，抽采井下的瓦斯，解決采煤工作面的瓦斯危險；
[0027]本實施例中，該頂板水平井3采用平行于巷道走向方向布置，并該水平段距采煤工作面回風側(cè)的距離40?75m。
[0028]本實施例中，造斜處的深度需要根據(jù)采用的水平井3鉆進能力及水平段在煤層4以上一定的要求等確定，且著重考慮布置在堅固性系數(shù)大于4、厚度大于4m的巖層中。
[0029]本實施例中，水平段應(yīng)位于煤層4正上方25?50m之間的較堅硬的巖層中。
[0030]本實施例中，二開套管內(nèi)側(cè)安設(shè)有懸掛裝置，能很好地與三開篩管連接。
[0031]本實施例中，三開篩管采用十字交叉布置，孔長200mm，孔寬10mm。
[0032]本實施例中，直井段井斜角必須控制在1° 30r以內(nèi)。直井段施工按規(guī)定加壓，特別是造斜點前10m左右，要嚴格執(zhí)行技術(shù)要求。
[0033]本實施例中的施工技術(shù)要求如下:1)固井要求:為保證固井質(zhì)量，套管外需加扶正裝置；采用高標號水泥，為加速水泥凝固，可加入速凝劑；必須在地面見返流的水泥漿，才能終止固井；固井質(zhì)量合格。
[0034](2)測井要求:鉆井至設(shè)計井深，應(yīng)立即進行測井；工程完工后，要提交鉆井柱狀圖(包括表層風化帶巖層)，電測曲線等資料，以進行采場覆巖的補充分析，保證工程設(shè)計的最優(yōu)化。
[0035](3)動力鉆具必須井口試運轉(zhuǎn)正常方可入井使用。下動力鉆具保證鉆具水眼干凈。下動力鉆具時，鉆具要雙鉗緊扣，控制下放速度。動力鉆具鉆井參數(shù)以鉆具廠家的推薦范圍為準，嚴格執(zhí)行。
[0036](4)鉆進時，必須帶鉆桿濾清器。鉆頭的選擇要適合動力鉆具高轉(zhuǎn)速的要求，要根據(jù)不同的地層、井深選擇合適的鉆頭，防止因鉆頭選型不對引起的掉牙輪事故。
[0037](5)鉆頭裝水眼的大小根據(jù)選用的動力鉆具和井深的不同來選擇。在不同井眼內(nèi)使用的動力鉆具和非磁鉆鋌不得混用、亂用。動力鉆具的間隙不得隨意調(diào)整。
[0038](6)進行單點測斜時，注意上下活動鉆具防卡，鉆具靜止時間間隔不得超過3min，活動幅度大于3m。
[0039](7)在方位漂移嚴重的地層鉆進，為了穩(wěn)定井斜方位，可在鉆頭上方接2?3個足尺寸穩(wěn)定器，加強下部鉆具的剛性。
[0040](8)若鉆具下過造斜點后進行設(shè)備檢修，檢修時不要長時間將鉆具停在一處循環(huán)避免井下出現(xiàn)復(fù)雜。
[0041](9)向井現(xiàn)場技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)以下:鉆井液性能不符合要求；技術(shù)措施執(zhí)行不堅決；不符合要求的鉆具組合入井。不符合鉆井施工要求時，盡快與井隊干部或現(xiàn)場鉆井監(jiān)督取得聯(lián)系，整改后符合要求方可施工。
[0042](10)剎把必須由正、副司鉆操作，送鉆均勻平穩(wěn)，且操作時應(yīng)與定向井人員配合在鉆進時隨時注意泵壓及井下情況的變化，起下鉆時隨時注意上提拉力、下放阻力，若有異常情況及時匯報，防止發(fā)生井下復(fù)雜情況。
[0043]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
【權(quán)利要求】
1.一種采動區(qū)地面“L”型頂板水平井施工方法，其特征在于:包括以下步驟:a.確定井位后，從井位處用一開鉆頭向表土層以下鉆進設(shè)定距離值形成豎直井段并進行下一開套管，采用水泥漿進行固井并候凝； b.利用二開鉆頭鉆進至造斜處，并下放二開套管，用水泥漿進行固井并候凝； c.采用水平鉆機在造斜處進行造斜形成造斜井段； d.鉆進水平井段并進行洗井； e.在造斜井段和水平井段安設(shè)三開篩管，所述三開篩管懸掛于二開套管下側(cè)的懸掛裝置上； f.在地面井場安設(shè)好地面負壓抽采設(shè)備，并通過該抽采設(shè)備抽采井下的瓦斯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采動區(qū)地面“L”型頂板水平井施工方法，其特征在于:所述水平井段平行于巷道走向方向布置且該水平井段距采煤工作面回風側(cè)的距離范圍為40m?75m0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采動區(qū)地面“L”型頂板水平井施工方法，其特征在于:所述造斜處的深度布置在堅固性系數(shù)大于4、厚度大于4m的巖層中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采動區(qū)地面“L”型頂板水平井施工方法，其特征在于:所述水平段位于煤層正上方25?50m之間的較堅硬的巖層中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采動區(qū)地面“L”型頂板水平井施工方法，其特征在于:所述三開篩管采用十字交叉布置，孔長200mm，孔寬10mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采動區(qū)地面“L”型頂板水平井施工方法，其特征在于:所述豎直井段井斜角小于1° 30'。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采動區(qū)地面“L”型頂板水平井施工方法，其特征在于:所述設(shè)定距離值范圍為15m-30m。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采動區(qū)地面“L”型頂板水平井施工方法，其特征在于:候凝時間為24小時。
【文檔編號】E21B43/00GK104481579SQ201410781394
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月16日
【發(fā)明者】孫海濤, 林府進, 付軍輝, 李日富, 張軍, 武文賓, 江萬剛, 張玉明, 姚峰, 晁建偉, 孫銳, 馬正恒, 于寶種, 劉 文 申請人:中煤科工集團重慶研究院有限公司