[发明专利]一种用于煤层气水平井的开采装置及方法

说明书

本发明涉及煤层气开采领域，尤其是一种用于煤层气水平井的开采装置及方法，包括筛管，所述筛管下入至煤层的水平井位置；套管，所述套管和筛管相连，下入至直井段位置；连接组件，所述连接组件连接所述筛管和套管，所述连接组件包括封隔装置和可打捞的内部附件，所述封隔装置和外壳相连，所述外壳经连接装置和套管相连；所述封隔装置用于膨胀后和井壁相抵接。本发明在完井时向煤层的水平井内下入筛管，通过筛管收集煤层气，在煤层以上的干扰地层下入套管，同时以固井的方式对套管和井壁环空带进行封固，以防止干扰地层对煤层气开发的造成干扰；既可以实现直井段的正常完井，又能保证水平段煤层的无损作业，完全满足了煤层气高效开发的需要。

技术领域

本发明涉及煤层气开采领域，尤其是一种用于煤层气水平井的开采装置及方法。

背景技术

煤层气是指在煤层中吸附在煤基质颗粒表面、或部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，其成分以甲烷为主，属于煤的伴生矿产资源，属非常规天然气，是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。煤层气的开发利用能产生巨大的经济效益，现已成为重要的国家战略资源。

煤层气的开发一般采用钻井采集方法，在钻井后需要进行固井，现有的固井技术是在已钻好的裸眼井中下入套管，将配置好的水泥浆注入到井眼与套管的环形空间，待水泥浆候凝后形成坚固的水泥环，将套管进行固定，套管固井的主要作用是封隔油、气、水层，阻止地层间流体相互窜流，以保护生产层；还能够封隔严重漏失层、高压层或其它易坍塌等复杂地层，以支撑套管和防止地下流体对套管的腐蚀。

近两年，开始采用水平井技术开发煤层气，水平井技术可以极大提高煤层气开发效果。水平井开发技术，主要包括钻井技术、完井技术和生产技术等。其中完井技术，是衔接钻井和生产工程而又相对独立的工程，是从钻井结束后，包括完井管柱设计、下完井管柱、注水泥固井施工等的一项系统工程。完井技术水平的高低和完井施工质量的优劣，对煤层气生产能否达到预期指标和煤层气开发的经济效益有决定性的影响。利用水平井开发煤层气的完井技术，目前还处在探索阶段，对于蕴藏煤层气的煤层，其地质特点为裂缝性或孔洞性，固井存在水泥浆污染煤层，影响煤层气开采，不适合固井，而煤层以上的其他干扰层又需要进行封堵分隔，避免影响煤层气和煤层的开发。

鉴于以上因素，发明了一种用于煤层气水平井的开采装置及方法。

发明内容

本发明提供了一种用于煤层气水平井的开采装置及方法，在完井时向煤层的水平井内下入筛管，通过筛管收集煤层气，在煤层以上的干扰地层下入套管，同时以固井的方式对套管和井壁环空带进行封固，以防止干扰地层对煤层气开发的造成干扰；既可以实现直井段的正常完井，又能保证水平段煤层的无损作业，完全满足了煤层气高效开发的需要，同时满足了现场技术操作的简便可靠性，提高操作的安全性，降低完井成本及后期的开采生产成本，解决了现有技术中存在的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于煤层气水平井的开采装置，包括：

筛管，所述筛管下入至煤层的水平井位置；

套管，所述套管和筛管相连，下入至直井段位置；

连接组件，所述连接组件连接所述筛管和套管，所述连接组件包括封隔装置和可打捞的内部附件，所述封隔装置和外壳相连，所述外壳经连接装置和套管相连；

所述封隔装置用于膨胀后和井壁相抵接，分隔封堵煤层以上的干扰地层；

所述内部附件包括第一附件、第二附件和第三附件，所述第一附件使套管内浆体进入封隔装置，所述第二附件使套管内的浆体进入环空带，所述第三附件使内部附件分别和封隔装置、外壳脱离连接状态，且封闭浆体进入环空带位置。

优选的，所述封隔装置包括和筛管相连的中心管，所述中心管和封隔器接头相连，在封隔器接头上设有进液腔，在所述中心管外套设有膨胀胶筒，所述套管内浆体经进液腔进入膨胀胶筒和中心管之间位置，使膨胀胶筒膨胀后和井壁相抵接。