[发明专利]煤炭地下气化的钻孔及其构造方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤炭开采技术，具体涉及一种煤炭地下气化的钻孔及其构造方法。

背景技术

煤炭地下气化技术是一种将埋藏在地下的煤炭进行直接的、有控制的燃烧，通过煤的热作用及化学作用，产生可燃气体的过程。显然的，为了维持可控制的地下燃烧，需要从地表钻取至煤炭层或者煤炭层底板的一些列钻孔，各钻孔分别用于向地下燃烧区输送各类反应物(如气化剂)，或者由地下燃烧区将反应生产物输出至地表，又或者进行设备(如管线)布置，乃至进行其它物料的输送。

图1为现有技术中钻孔的结构示意图，其从地表延伸至煤炭层，其中从地表延伸至煤炭层的顶板的部分通过套管和水泥进行全固井。如申请号为201010532068.6，公开日为2012.05.23，名称为“一种煤炭地下气化钻孔井身结构及其构造方法”的发明专利申请提供的就是这样的钻孔，通过这样的钻孔在地表和煤炭层之间实现物质输送或设备布置。

现有技术的不足之处在于，煤炭层经过气化后会形成燃空区，原先由煤炭层进行支撑的顶板此时由于支撑开始发生垮塌、变形乃至断裂，这些变化会对钻孔的孔壁和套管施加拉伸、扭曲以及剪切力，如此使得钻孔容易发生损坏乃至损毁，进而失去工作能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种煤炭地下气化的钻孔及其构造方法，以解决现有技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种煤炭地下气化的钻孔构造方法，包括以下步骤：

101、开钻第一孔，所述第一孔从地表延伸至煤炭层的底板；

102、对所述第一孔的侧壁进行洞穴开凿，所述洞穴的顶部位于煤炭层的顶板中，所述洞穴的底部位于所述底板上；

103、在所述洞穴中制造与所述洞穴的外形相契合的支撑体；

104、开钻第二孔，所述第二孔的一端位于所述支撑体顶端并与所述第一孔连通，所述第二孔的另一端位于所述煤炭层中。

上述的钻孔构造方法，步骤101进一步包括以下步骤：

1011、开钻第一孔的第一段，所述第一段由地表延伸至所述煤炭层的顶板；

1012、对所述第一段设置防护套管；

1013、开钻第一孔的第二段，所述第二段从所述第一段的末端延伸至所述煤炭层的底板。

上述的钻孔构造方法，步骤102中，所述洞穴的开凿方法可以是气体动力激动、水力喷射、机械扩径以及爆破造穴中的一种或者多种组合。

上述的钻孔构造方法，步骤103包括：

向所述洞穴中充填水泥浆凝固后形成所述支撑体。

上述的钻孔构造方法，所述第一孔的底部位于所述底板以下0～60米，所述第一孔的深度由钻孔孔径、沉渣量以及煤炭层涌水量中一者或多者进行确定。

上述的钻孔构造方法，步骤102之后还包括：

102’对所述洞穴进行清洗以排出煤屑。

本发明实施例还提供一种煤炭地下气化的钻孔，包括从地表延伸至煤炭层的顶板的第一孔，还包括支撑体、以及贯穿所述支撑体的第二孔，所述支撑体的顶部位于所述煤炭层的顶板中，所述支撑体的底部位于所述底板上，所述第二孔的一端与所述第一孔连通，所述第二孔的另一端位于所述煤炭层中。

上述的钻孔，优选的，所述第二孔有两个或以上，多个所述第二孔在所述第一孔的径向或轴向上交错布置。

上述的钻孔，进一步的，还包括与第一孔连通的口袋孔，所述口袋孔位于所述第一孔的延长线上，所述口袋孔的一端位于所述底板中。

上述的钻孔，优选的，所述支撑体的底部嵌于所述底板中。

在上述技术方案中，本发明提供的煤炭地下气化的钻孔，在煤炭层内设置一支撑体，支撑体从煤炭层的底板支撑到顶板，如此防止顶板变形和塌落，从而保护位于顶板中的钻孔。

由于上述钻孔具有上述技术效果，该钻孔的构造方法也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中钻孔的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的钻孔构造方法的开凿洞穴步骤的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的钻孔构造方法的制造支撑体步骤的结构示意图；

图4为本发明一种实施例提供的钻孔的结构示意图；