出气钻孔制造技术

本实用新型专利技术提供了一种出气钻孔，其中，出气钻孔包括：第一套管、第二套管、注水管；第一套管的第一端用于与井口装置相连接，第一套管的第二端为自由端且置于地面以下；第二套管套设于第一套管的内部，并且，第二套管的长度大于第一套管的长度，第二套管的第一端与井口装置相连接，第二套管的第二端为自由端且对应于煤层处；注水管悬置于第二套管内，注水管的第一端用于与井口装置可拆卸地连接，注水管的第二端为悬空设置，注水管用于向煤气喷洒冷却水，注水管与第二套管之间的间隙用于将煤层中气化反应产生的煤气输出。本实用新型专利技术中，煤气化反应产生的高温煤气经冷却水的喷淋后温度大大降低，进而有效地保护了第二套管和第一套管。

Outgassing drilling

The utility model provides a gas drilling, the gas drilling comprises a first casing, a second casing pipe, water injection pipe; the end of the first sleeve for connecting with the wellhead device, the first and the second end of the sleeve is a free end which is arranged on the ground; second, the sleeve is arranged in the first casing and the second casing. The length is greater than the first casing length, connected to the first end and the second wellhead casing, the second casing of the second end is a free end which corresponds to the coal seam; water injection pipe suspended in second casing, water injection pipe first end for detachably connected with the wellhead device, water injection pipe second end is suspended, water injection for spraying cooling water to the gas gap between the water injection and second casing for coal seam gas will produce reaction gas output. In the utility model, the temperature of the high temperature gas generated by the gasification reaction is greatly reduced after spraying the cooling water, thereby effectively protecting the second casing and the first casing.

【技术实现步骤摘要】
出气钻孔
本技术涉及化石能源开采
，具体而言，涉及一种出气钻孔。
技术介绍
煤炭地下气化技术是利用煤炭的原位燃烧、气化反应生产煤气或合成气的技术，在煤炭地下气化过程中，为了维持反应的进行，通常需要在煤层中设置进气钻孔、出气钻孔和相应的连接进气钻孔与出气钻孔的气化通道。一般而言，进气钻孔用于向煤层中输送气化剂(如空气、氧气等)，气化剂在气化通道内与煤层发生燃烧、气化反应生成高温煤气，高温煤气则通过出气钻孔排出至地面以供后续利用。然而，反应产生的高温煤气携带有大量的热量，其热量占煤层燃烧释放热量的比例为5～10％，温度高达400℃。高温煤气在流经出气钻孔排出至地面的过程中，高温煤气将对出气钻孔内的套管和套管外部的环空水泥石环产生热应力作用，使得套管和环空水泥石环的强度大大降低，导致套管因应力载荷而破损，环空水泥石环开裂甚至破碎，进而使得地层封隔失效，出气钻孔无法正常出气，严重时，出气钻孔与含水层相导通，地下水涌入至气化通道内，使得整个气化过程失败。
技术实现思路
鉴于此，本技术提出了一种出气钻孔，旨在解决现有技术中高温煤气易破坏出气钻孔的问题。本技术提出了一种出气钻孔，该出气钻孔包括：第一套管、第二套管、注水管；其中，第一套管的第一端用于与井口装置相连接，第一套管的第二端为自由端且置于地面以下；第二套管套设于第一套管的内部，并且，第二套管的长度大于第一套管的长度，第二套管的第一端与井口装置相连接，第二套管的第二端为自由端且对应于煤层处；注水管悬置于第二套管内，注水管的第一端用于与井口装置可拆卸地连接，注水管的第二端为悬空设置，注水管用于向煤气喷洒冷却水，注水管与第二套管之间的间隙用于将煤层中气化反应产生的煤气输出。进一步地，上述出气钻孔还包括：多个喷嘴；其中，注水管的侧壁开设有多个开口，各喷嘴与各开口一一对应连接，每个喷嘴均用于输出冷却水。进一步地，上述出气钻孔中，注水管内设置有逆止阀。进一步地，上述出气钻孔还包括：生产套管和固定装置；其中，生产套管置于第二套管内，生产套管的第一端用于与井口装置相连接，生产套管的第二端通过固定装置与第二套管的内壁相连接，生产套管的外壁与第二套管的内壁之间的间隙形成第一环形空间，生产套管用于输出煤气；注水管悬置于生产套管内，注水管的外壁与生产套管的内壁之间的间隙形成第二环形空间。进一步地，上述出气钻孔中，井口装置对应于第一环形空间处开设有气体输入口，气体输入口用于向第一环形空间内输送气体。进一步地，上述出气钻孔还包括：伸缩器；其中，生产套管包括：第一管段和第二管段，第一管段的第一端用于与井口装置相连接，第一管段的第二端通过伸缩器与第二管段相连接，第二管段通过固定装置与第二套管的内壁相连接。进一步地，上述出气钻孔还包括：尾管；其中，尾管的第一端与生产套管的第二端相连接，尾管的第二端悬置于煤层中，尾管用于对煤层进行支护。进一步地，上述出气钻孔中，至少置于煤层中的尾管的侧壁开设有多个开孔。进一步地，上述出气钻孔还包括：多个扶正器；其中，各扶正器均设置于第二环形空间内，并且，各扶正器均沿注水管的长度方向均匀设置。进一步地，上述出气钻孔中，在第一环形空间内设置有传感器；和/或，在第二环形空间内设置有传感器和/或取样管。进一步地，上述出气钻孔还包括：第一水泥环和第二水泥环；其中，第一水泥环包设于第一套管的外部；第二水泥环包设于第二套管的外部且部分置于第一套管与第二套管之间。本技术中，通过在第二套管内设置注水管，注水管向煤气化反应产生的高温煤气喷洒冷却水，使得煤气经过冷却水的喷淋后温度大大降低，并且，冷却水在注水管中流动的过程与第二套管中输出的煤气进行换热，进一步降低了煤气的温度，进而有效地保护了第二套管和第一套管，避免了第二套管的损坏，解决了现有技术中高温煤气易破坏出气钻孔的问题，从而确保了出气钻孔的正常输送煤气，保证气化过程的顺利进行。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本技术实施例提供的出气钻孔的实施例一的结构示意图；图2为本技术实施例提供的出气钻孔的实施例一在使用时的结构示意图；图3为本技术实施例提供的出气钻孔的实施例二的结构示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。出气钻孔实施例一：本领域技术人员应该理解，煤炭地下气化技术包括：进气钻孔、出气钻孔和气化通道，其中，进气钻孔用于向煤层15中输送气化剂，气化剂在气化通道内与煤层15发生气化反应生成高温煤气，高温煤气通过出气钻孔排出至地面16。出气钻孔可以为垂直孔，也可以为水平定向孔。在本实施例中，是以出气钻孔为垂直孔进行介绍的。参见图1，图1为本技术实施例提供的出气钻孔的结构示意图。如图所示，该出气钻孔包括：第一套管1、第二套管2和注水管3。其中，第一套管1的第一端(图1所示的上端)与井口装置4相连接，第一套管1的第二端(图1所示的下端)为自由端且置于地面16以下。具体地，出气钻孔的井口设置有井口装置4，第一套管1的第一端可以与井口装置4相连接。第一套管1用于封堵和加固表层松软土层和流沙层，则第一套管1的长度适中，第一套管1的第二端置于地面16以下的一段距离即可，并且，不置于煤层15中。在本实施例中，第一套管1主要用于加固第四系松散土层，第一套管1由地面至第四系松散土层底界以下2m。第二套管2套设于第一套管1的内部，并且，第二套管2的长度大于第一套管1的长度，第二套管2的第一端(图1所示的上端)与井口装置4相连接，第二套管2的第二端(图1所示的下端)为自由端，并且，第二套管2的第二端对应于煤层15处。具体地，第二套管2置于第一套管1的内部，第二套管2与第一套管1之间具有间隙。第二套管2的第一端可以与井口装置4相连接，当然，第二套管2的第一端也可以置于井口装置4内。第二套管2的第二端为悬空设置。当出气钻孔为垂直孔时，第二套管2的第二端置于煤层15的上部(相对于图1而言)或者置于煤层15中。当第二套管2的第二端置于煤层15的上部时，第二套管2的第二端置于煤层15顶板处，以使产生的煤气进入第二套管2的内部。由于第二套管2用于将产生的煤气输出，所以，第二套管2的长度大于第一套管1的长度。第二套管2能够封隔易漏、易塌地层以及加固覆岩冒落、塌陷影响区。注水管3悬置于第二套管2内，注水管3的第一端(图1所示的上端)用于与井口装置4相连接，注水管3的第二端(图1所示的下端)为悬空设置，注水管3用于向煤气喷洒冷却水。注水管3与第二套管2之间的间隙用于与煤气出口18相连通，将煤层15中气化反应产生的煤气输出。具体地，注水管3置于第二套管2内，注水管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种出气钻孔，其特征在于，包括：第一套管(1)、第二套管(2)、注水管(3)；其中，所述第一套管(1)的第一端用于与井口装置(4)相连接，所述第一套管(1)的第二端为自由端且置于地面以下；所述第二套管(2)套设于所述第一套管(1)的内部，并且，所述第二套管(2)的长度大于所述第一套管(1)的长度，所述第二套管(2)的第一端与所述井口装置(4)相连接，所述第二套管(2)的第二端为自由端且对应于煤层(15)处；所述注水管(3)悬置于所述第二套管(2)内，所述注水管(3)的第一端用于与所述井口装置(4)可拆卸地连接，所述注水管(3)的第二端为悬空设置，所述注水管(3)用于向煤气喷洒冷却水，所述注水管(3)与所述第二套管(2)之间的间隙用于将煤层(15)中气化反应产生的煤气输出。

【技术特征摘要】
1.一种出气钻孔，其特征在于，包括：第一套管(1)、第二套管(2)、注水管(3)；其中，所述第一套管(1)的第一端用于与井口装置(4)相连接，所述第一套管(1)的第二端为自由端且置于地面以下；所述第二套管(2)套设于所述第一套管(1)的内部，并且，所述第二套管(2)的长度大于所述第一套管(1)的长度，所述第二套管(2)的第一端与所述井口装置(4)相连接，所述第二套管(2)的第二端为自由端且对应于煤层(15)处；所述注水管(3)悬置于所述第二套管(2)内，所述注水管(3)的第一端用于与所述井口装置(4)可拆卸地连接，所述注水管(3)的第二端为悬空设置，所述注水管(3)用于向煤气喷洒冷却水，所述注水管(3)与所述第二套管(2)之间的间隙用于将煤层(15)中气化反应产生的煤气输出。2.根据权利要求1所述的出气钻孔，其特征在于，还包括：多个喷嘴；其中，所述注水管(3)的侧壁开设有多个开口，各所述喷嘴与各所述开口一一对应连接，每个所述喷嘴均用于输出冷却水。3.根据权利要求1所述的出气钻孔，其特征在于，所述注水管(3)内设置有逆止阀(5)。4.根据权利要求1所述的出气钻孔，其特征在于，还包括：生产套管(6)和固定装置(7)；其中，所述生产套管(6)置于所述第二套管(2)内，所述生产套管(6)的第一端用于与所述井口装置(4)相连接，所述生产套管(6)的第二端通过所述固定装置(7)与所述第二套管(2)的内壁相连接，所述生产套管(6)的外壁与所述第二套管(2)的内壁之间的间隙形成第一环形空间(8)，所述生产套管(6)用于输出所述煤气；所述注水管(3)悬置于所述生产套管(6)内，所述注水管(3)的外壁与所述生产套管(6)的内壁之间的间隙形成第二环形空间(9)...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐斌，张树川，郑林，杜慧华，徐军，
申请(专利权)人：新疆国利衡清洁能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：新疆,65