[发明专利]一种煤矿地面水平井分段动力掏煤扩径方法

权利要求书

1.一种煤矿地面水平井分段动力掏煤扩径方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步，套管段铣：在水平井段每隔25-50m的间距进行开窗段铣，段铣顺序自井底向井口方向顺序进行；

第二步，洗井：对水平井内三开套管的段铣后的碎屑进行冲洗，利用连续油管进液环空出液的正循环的洗井方式，将井内碎屑及煤粉冲洗到地面；

第三步，机械扩孔：将井孔径由311mm扩至500mm；采用泡沫泥浆作为循环液；

第四步，二次洗井：再次利用连续油管进液环空出液的正循环的洗井方式，将机械扩孔后的井内碎屑及煤粉冲洗到地面；

第五步，动力扩径：采用雾化空气或者雾化氮气作为动力洞穴完井的介质，包括如下步骤：空气经过并联的空压机组，经过制氮机提纯为氮气，被增压机组加压成高压氮气，与经过泵处理的雾化水在总管汇混合成高压雾化氮气，注入水平井水平段开窗段铣段，造成目的煤层段局部应力集中，然后憋压放喷；

第六步，憋压放喷：关井憋压5min，待压力稳定后，瞬间打开地面放喷阀门，开始卸压放喷，使得井眼附近的煤层受到破坏而发生坍塌，受压力震动的煤块、岩屑及其解吸的煤层气随雾化空气或者雾化氮气喷出井外，煤块、岩屑随运输管线进入煤块收集池，放喷完后，打开防喷器阀门，关闭地面放喷管汇，开始用空气循环井内煤屑，直至煤粉没有明显返出，以上为1个动力扩径周期；

第2次动力扩径继续循环第三、四步骤，直到同一压力下煤粉返出量很小之后，开始逐步增加注气压力，直到明显没有煤粉返出；

达到预定掏煤量后，进行下一个大孔径动力掏煤环节。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿地面水平井分段动力掏煤扩径方法，其特征在于：第一步中所述套管段铣包括如下步骤：避开套管接箍，将工具下到预定位置，先缓慢启动转盘，钻柱旋转正常、无明显扭矩和憋跳后，缓慢启动泥浆泵，将排量由小升至设计排量，转速40~60r/min定点切割套管，不下放钻具；等泥浆泵压下降2~3Mpa后，套管被切断，然后继续旋转工具20~30min，以修整切割断面。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿地面水平井分段动力掏煤扩径方法，其特征在于：第五步中所述泵的气体排量大于90m³/min，输出压力大于2MPa。

4.根据权利要求1所述的一种煤矿地面水平井分段动力掏煤扩径方法，其特征在于：第六步中所述憋压放喷后，井径由500mm扩至900mm以上，每个大孔径掏煤量不小于6吨，即4m³。