[发明专利]一种区域钻井采煤的工艺方法

摘要

本发明涉及一种用于深部煤层开采的区域钻井采煤的工艺方法。它解决深部煤层开发困难的问题。其技术方案是在岩层进行直井段钻井和造斜；控制变径钻头变径，对煤层进行扩眼钻进，形成导向井眼；在地面钻成采煤直井，采煤直井与导向井眼末端相交；在采煤直井的煤层井段安装煤浆举升装置；在导向井眼的井口下放钻柱，钻柱前端依次安装水力喷射头、变径钻头、井下动力钻具和变径稳定器；利用钻柱自重和高压水射流进行纵向扩眼；煤层厚度足够厚的情况下，对煤层进行分层扩眼；在单井纵向扩眼完成以后，在煤层纵向展布面内平行布置多口井，以实现对煤层的区域性开采。本发明实现对深部煤层的开采，无需人工下井，避免安全隐患。

主权项

一种区域钻井采煤的工艺方法，其特征是：先根据区域煤矿所在的地理条件，设计导向井眼(8)的井身结构；在岩层(1)进行直井段钻井和造斜；钻进至煤层(2)时，起钻，更换钻具组合，在钻柱(7)前端依次安装领眼钻头(3)、变径钻头(4)、井下动力钻具(5)和变径稳定器(6)；下放钻柱(7)至煤层井段，地面开泵循环钻井液，井下动力钻具(5)驱动变径钻头(4)和领眼钻头(3)旋转；控制变径钻头(4)变径，对煤层(2)进行扩眼钻进，控制变径稳定器(6)变径，在扩眼后的煤层井眼对钻柱(7)进行稳定和扶正；持续钻进，根据煤层(2)的分布钻成一定长度的井眼，即为导向井眼(8)；在导向井眼(8)的钻进过程中，钻井液在地面通过钻井泵从钻柱(7)中心流向井底，钻井液携带煤屑和岩屑从环空返回地面，在地面把煤浆和煤层气进行气固液分离；导向井眼(8)钻完以后，上提回收钻柱(7)；然后在地面钻成采煤直井(9)，采煤直井(9)穿透整个煤层(2)，采煤直井(9)与导向井眼(8)末端相交；在采煤直井(9)的岩层井段进行下套管和注水泥工艺操作；在采煤直井(9)的煤层井段安装煤浆举升装置(10)；然后在导向井眼(8)的井口下放钻柱(7)，钻柱(7)前端依次安装水力喷射头(11)、变径钻头(4)、井下动力钻具(5)和变径稳定器(6)；下放钻柱(7)进入煤层井段，开泵循环钻井液，钻井液经过井下动力钻具(5)到达水力喷射头(11)，井下动力钻具(5)驱动变径钻头(4)和水力喷射头(11)旋转，水力喷射头(11)喷射高压水射流对煤层(2)进行水力冲击破碎，实现轴向和径向冲击破煤；控制变径钻头(4)变径，对水力喷射形成的井眼井壁进行清理刮削；控制变径稳定器(6)变径，对钻柱(7)进行稳定和扶正；在此钻进过程中，利用钻柱(7)自身重力，实现水力喷射形成的井眼基本沿着与导向井眼(8)平行的轨迹行进，使钻柱(7)沿着与导向井眼(8)轨迹平行的的轨迹进行纵向扩眼；纵向扩眼过程中，产生的煤屑在钻井液的作用下，利用煤浆举升装置(10)从采煤直井(9)带回地面，在地面把煤浆和煤层气进行气固液分离；钻柱(7)到达导向井眼(8)末端位置时，关闭钻井泵停止钻井液循环，上提钻柱(7)，直至水力喷射头(11)回到煤层井段入口位置，打开钻井泵，下放钻柱(7)，重复上述纵向扩眼的步骤，不断对井眼进行纵向扩眼，直至达到设计的扩眼厚度，形成的井眼即为纵向井眼(12)；在煤层(2)厚度足够厚的情况下，对煤层(2)进行分层扩眼，在不同地层深度形成多个纵向井眼(12)；纵向井眼(12)内必须充满钻井液；在单井纵向扩眼完成以后，重复上述工艺方法，在煤层(2)纵向展布面内平行布置多口井，以实现对煤层(2)的区域性开采。