[实用新型]一种煤炭地下气化钻孔底部防护结构

说明书

本实用新型提供了一种煤炭地下气化钻孔底部防护结构，其特征在于，石油套管底部被固井材料包围，所述固井材料开设有与所述石油套管连通的孔，所述孔上装有防护管，该孔通向煤层，该孔与所述石油套管的夹角为预定角度。钻孔在出气使用前通过支护结构能够平衡地压、防止塌孔，极大程度的保证了其在几个月的建炉周期内孔底的稳定性，即已完成的钻孔可以长期放置。该防护结构施工过程简单，成本低，可靠性好，适用于高温气体的地下排采。

技术领域

本实用新型涉及煤炭地下气化开采技术领域，具体而言，涉及一种煤炭地下气化钻孔底部防护结构。

背景技术

煤炭地下气化技术可将煤炭资源进行原位开采，并转化为可燃气体，其开采过程中无需人工进入采煤工作面，而主要利用气化剂与煤的热作用、化学反应等形式形成反应工作面，将煤中可燃成分转化为有效的工业混合气体，混合气体通过地质钻孔排至地表，该技术具有资源节约、清洁环保、安全生产等优势。

通常，在煤层上部地质钻孔内下放石油套管并完成水泥固井后，即完成出气孔的主要施工工作，煤层内部基本为未做防护的裸露状态，一般情况下一口出气孔的使用周期至少需五年以上，但在现场生产过程中，采用上述手段完成的出气孔在正常使用一至两年后，在火力和应力共同作用下，不断出现孔底套管和固井水泥环周围煤层顶板坍塌，导通顶板含水层或者堵塞出气通道，影响工艺稳定运行，造成钻孔提前报废。

现有国内专利CN 101749005B提出一种地下钻孔保护工艺，该技术主要针对气化炉构建过程中钻孔底部的保护，而在启动该钻孔用于生产出气之前，需在孔底破坏该保护装置，即在生产出气过程中仍然没有对钻孔底部起到防护作用。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型提出了一种煤炭地下气化钻孔底部防护结构，用于钻孔全寿命周期的防护，旨在解决上述问题。

本实用新型提出了一种煤炭地下气化钻孔底部防护结构，其特征在于，石油套管底部被固井材料包围，所述固井材料开设有与所述石油套管连通的孔，所述孔上装有防护管，该孔通向煤层，该孔与所述石油套管的夹角为预定角度。

进一步地，上述煤炭地下气化钻孔底部防护结构，其特征在于，所述预定角度大小为30度至75度。

进一步地，上述煤炭地下气化钻孔底部防护结构，其特征在于，所述预定角度大小为55度至65度。

进一步地，上述煤炭地下气化钻孔底部防护结构，其特征在于，所述防护管上有卡扣，所述卡扣用于将该防护管固定在所述石油套管上。

进一步地，上述煤炭地下气化钻孔底部防护结构，其特征在于，所述固井材料耐受超高温、高压。

进一步地，上述煤炭地下气化钻孔底部防护结构，其特征在于，固井材料的抗压强度不低于3.5MPa。

进一步地，上述煤炭地下气化钻孔底部防护结构，其特征在于，所述固井材料半径为所述石油套管半径的5-10倍。

进一步地，上述煤炭地下气化钻孔底部防护结构，其特征在于，所述固井材料顶端距离煤层3-5米，该固井材料底端深入基岩层2-3米。

本实用新型的有益效果：

由于形成了连接气化煤层与钻孔的出气通道，所以气化过程前、中、后的煤层、顶板都有支撑防护，保持孔底结构的基本稳定。

钻孔在出气使用前通过支护结构能够平衡地压、防止塌孔，极大程度的保证了其在几个月的建炉周期内孔底的稳定性，即已完成的钻孔可以长期放置。

钻孔在出气使用过程中通过耐超高温、高压材料保护若干出气斜孔，减轻了热效应对底部套管的影响，出气过程中不会出现套管熔断现象，延长了套管的使用寿命。