一种采空区废弃煤层气井再利用井身结构制造技术

本实用新型专利技术属于煤层气地面抽采技术领域，具体涉及一种采空区废弃煤层气井再利用井身结构。解决采空区废弃煤层气井再利用的技术问题，提供了一种采空区废弃煤层气井再利用井身结构。包括位于采空区上的采空区废弃井一开孔和采空区废弃井二开孔，在采空区中的采空区废弃井二开孔的正下方位置设置有新采气三开孔，新采气三开孔最下端位于下伏煤层下方50m，新采气三开孔内设置生产套管，新采气井固井水泥浆返至采空区底板位置，在采空区废弃井二开孔设置悬挂器，悬挂器连接生产套管，在生产套管上设有射孔。可实现利用煤矿采空区地面废弃井，高效抽采采空区下伏煤层中的瓦斯气，保障煤矿安全高效开采同时，实现煤层气开发过程中的降本增效。

【技术实现步骤摘要】
一种采空区废弃煤层气井再利用井身结构
本技术属于煤层气地面抽采
，具体涉及一种采空区废弃煤层气井再利用井身结构。
技术介绍
在高瓦斯矿，煤炭开采安全隐患极大。因此要求先进行瓦斯抽放，使其浓度降到安全水平再进行开采。瓦斯抽放的一个主要手段就是在地面设置煤层气预抽井，煤层气井深入到煤层中，直接从地面抽放瓦斯。这种抽放方式效率高，还能将收集到的瓦斯气体汇集起来做优质燃料使用。传统的多层煤炭开采方法是“先厚后薄、自上而下”的下行开采程序，而由于采煤过程中，采空区的形成。采空区上方地质结构发生变化，使得原有地面预抽井有相当一部分变形报废。一般根据煤矿区煤层气开发经验，位于掘进面或者回采面内的煤层气井对生产套管主要采用直接切割的方式进行处理；处理后的煤层气井作为采空井使用，或者直接封孔废弃。随着原有煤层气井的废弃，采空区下伏煤层含有的瓦斯没有的到有效抽采，根据瓦斯赋存规律，随着埋深的增加煤层瓦斯含量增大，为降低采空区下伏煤层瓦斯含量，保障下组煤层安全高效开采，国内已经成功实现了过采空区抽采下伏煤层瓦斯地面预抽钻井技术，取得了较好的预抽效果。例如CN109057795A公开的过采空区煤层气地面钻井方法。过采空区钻井主要缺陷在于成本较高，如何实现降本增效，高效率开发采空区下伏煤层气值得研究，特别是改造利用采空区废弃井来抽采下伏煤层瓦斯值得进一步研究开发。
技术实现思路
本技术为了解决采空区废弃煤层气井再利用的技术问题，提供了一种采空区废弃煤层气井再利用井身结构。实现本技术的技术方案是，一种采空区废弃煤层气井再利用井身结构，包括位于采空区上的采空区废弃井一开孔和采空区废弃井二开孔，在采空区中的采空区废弃井二开孔的正下方位置设置有新采气三开孔，新采气三开孔最下端位于下伏煤层下方50m，新采气三开孔内设置生产套管，新采气井固井水泥浆返至采空区底板位置，在采空区废弃井二开孔设置悬挂器，悬挂器连接生产套管，在生产套管上设有射孔。通过射孔后采用常规水力压裂对下伏煤层进行压裂，在此基础上进行下泵排采作业。应用本技术的技术方案，可实现利用煤矿采空区地面废弃井，高效抽采采空区下伏煤层中的瓦斯气，保障煤矿安全高效开采同时，实现煤层气开发过程中的降本增效。附图说明图1为本技术的结构示意图图中：1-采空区废弃井一开孔、2-采空区废弃井二开孔、3-悬挂器、4-生产套管、5-采空区、6-固井水泥、7-下伏煤层、8-新采气三开孔。具体实施方式在煤层被开采后形成采空区，在采空区上方的预抽放煤气井初期考虑改造成采空区井使用，即地面用负压抽采以此来降低采空区中的甲烷浓度，后期随着抽采时间延长，采空区瓦斯浓度降低较快，为保证该井的充分利用，需要进一步改造。如图1所示意，一种采空区废弃煤层气井再利用井身结构，包括位于采空区5上的采空区废弃井一开孔1和采空区废弃井二开孔2，在采空区5中的采空区废弃井二开孔2正下方的位置设置有新采气三开孔8，新采气三开孔8最下端位于下伏煤层7下方50m，新采气三开孔8内设置生产套管4，新采气井固井水泥浆6返至采空区5底板位置，在采空区废弃井二开孔2设置悬挂器3，悬挂器3连接生产套管4，在生产套管4上设有射孔。射孔密度为16孔/m，相位60°。新采气三开孔8孔径是0.118m，悬挂器3位于采空区5顶板60m以上。生产套管4内径为0.086m，钢级为N80型。采空区废弃井的结构包括采空区废弃井一开孔1，井眼直径311.15mm，套管直径244.8mm，水泥返高至地面；采空区废弃井二开孔2，井眼直径215.9mm，套管直径139.7mm，水泥返高至采空区顶板200m。采空区废弃煤层气井再利用方法，具体步骤如下：（1）首先将位于掘进面或者回采面内的煤层气井的生产套管部分切割处理，再采用窥视仪器查看采空区废弃井一开孔1和采空区废弃井二开孔2中的套管变形情况，如无变形或变形微小（套管通径规118×500mm能顺利通过），则采用下步工序；如果出现部分变形，考虑采用采用套管磨铣加整形，在整形磨铣过程中注入足够量的钻井液，防止形成干磨，整形磨铣后保证套管变形部分能顺利通过通径规118×500mm。（2）采用φ118mm钻头常规钻进至下伏煤层7底板以下50m完钻形成新采气三开孔8，整个施工过程采用氮气作为介质循环钻井，下入外径φ101.6mm、壁厚7.8mm生产套管4和悬挂器3，通过悬挂器3固定于采空区废弃井二开孔2内，悬挂器3位于采空区5顶板20m以上，固井水泥浆6返深至采空区5底板，固井结束侯凝48h后，进行声幅测井。（3）采用SYD-73枪弹，磁定位校正深度对下伏煤层7的生产套管8部分进行射孔，选用射孔弹的直径为0.054m，射孔弹长度为0.06m，要求孔密16孔/m，相位60°。通过射孔再采用常规水力压裂对下伏煤层7进行压裂，在此基础上进行下泵排采作业。下泵排采作业中抽油管选择Φ60.3mm平式J55油管，壁厚5mm，内径50.3mm，接箍最大外径为73mm，底部接抽油泵型号为CYB-44TL4.5-1.5管式泵，下泵完成后对下伏煤层7进行正常排采。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采空区废弃煤层气井再利用井身结构，其特征在于：包括位于采空区（5）上的采空区废弃井一开孔（1）和采空区废弃井二开孔（2），在采空区（5）中的采空区废弃井二开孔（2）正下方的位置设置有新采气三开孔（8），新采气三开孔（8）最下端位于下伏煤层（7）下方50m，新采气三开孔（8）内设置生产套管（4），新采气井固井水泥浆（6）返至采空区（5）底板位置，在采空区废弃井二开孔（2）设置悬挂器（3），悬挂器（3）连接生产套管（4），在生产套管（4）上设有射孔。/n

【技术特征摘要】
1.一种采空区废弃煤层气井再利用井身结构，其特征在于：包括位于采空区（5）上的采空区废弃井一开孔（1）和采空区废弃井二开孔（2），在采空区（5）中的采空区废弃井二开孔（2）正下方的位置设置有新采气三开孔（8），新采气三开孔（8）最下端位于下伏煤层（7）下方50m，新采气三开孔（8）内设置生产套管（4），新采气井固井水泥浆（6）返至采空区（5）底板位置，在采空区废弃井二开孔（2）设置悬挂器（3），悬挂器（3）连接生产套管（4），在生产套管（4）上设有射孔。


2.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永成，李兵，王争，刘亮亮，徐云，张江华，张为，秦玉霞，李德慧，王越，白杨，
申请(专利权)人：山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：山西;14