一种定向洞穴井捞砂器以及捞砂方法技术

本申请涉及一种定向洞穴井捞砂器以及捞砂方法，属于煤层气开采的技术领域，捞砂器包括由下向上依次设置的笔尖、沉砂管、捞砂泵和连接管，笔尖包括管体和位于管体底部并与管体固定连接的导向器，管体内设置允许粉砂由笔尖单向进入沉砂管的单向阀，导向器为向下伸出的锥状且锥头位于导向器远离管体的一端，导向器上设置有允许粉砂通过的捞砂通道，笔尖与沉砂管之间设置分别与笔尖和沉砂管连接的扶正器；在捞砂时，先利用捞砂器经砂面清理至洞穴顶板以下，之后拆除扶正器继续进行洞穴以下的捞砂作业。本申请的捞砂器能够在定向洞穴井中进行捞砂时使笔尖避开插入洞穴中，从而提高捞砂效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种定向洞穴井捞砂器以及捞砂方法


[0001]本申请涉及煤层气开采的领域，尤其是涉及一种定向洞穴井捞砂器以及捞砂方法。

技术介绍

[0002]煤层气是与煤伴生、共生的气体资源，指储存在煤层中的烃类气体，以甲烷为主要成分，属于非常规天然气。现有煤层气开采常用的井型有直井、U型井、水平井等，水平井又分单分支水平井、多分支水平井、羽状水平井等。煤层气开采中应用的分支水平井包括一工程井和一洞穴直井，其中工程井用于钻完井施工，包括直井段、造斜段和水平段，洞穴直井用于天然气排采，在工程井和排采井连通。由于工程井与洞穴直井需要隔开一定距离，因此需要建设两个井场，分开进行工程作业。为降低场地占用面积以及建设成本，采用一工程井和一洞穴定向井的方式在同一井场内完成钻井和排采。
[0003]随着煤层气的开采，不断有气体从煤层中解吸出来，煤层中的砂石胶结强度会降低，由于井筒与煤层连通，逐渐有煤块、砂粒进入洞穴定向井的井筒内，造成井内出砂问题，影响煤层气开采，需要利用捞砂工具进行捞砂。
[0004]由于洞穴定向井的井斜往往在30
°‑
40
°ꢀ
，利用传统的捞砂工具进行捞砂时，由于需要快速上提下放进行往复式机械运动，捞砂工具的底部在经过洞穴时，容易插入洞穴中。

技术实现思路

[0005]为了降低在对洞穴定向井进行捞砂作业时捞砂工具插入洞穴的概率，提高捞砂效率，本申请提供一种定向洞穴井捞砂器以及捞砂方法。
[0006]本申请提供的一种定向洞穴井捞砂器采用如下的技术方案：一种定向洞穴井捞砂方法，包括由下向上依次设置的笔尖、沉砂管、捞砂泵和连接管，所述笔尖包括管体和位于管体底部并与管体固定连接的导向器，所述管体内设置允许粉砂由笔尖单向进入沉砂管的单向阀，所述导向器为向下伸出的锥状且锥头位于导向器远离管体的一端，所述导向器上设置有允许粉砂通过的捞砂通道，所述笔尖与沉砂管之间设置分别与笔尖和沉砂管连接的扶正器。
[0007]通过采用上述技术方案，在管状笔尖的头部设置导向器，引导笔尖在经过定向洞穴井的洞穴时避开洞穴，避免笔尖插入洞穴内，同时扶正器也能够确保捞砂器始终处于井筒的中间位置，进一步提高笔尖避开洞穴的概率，从而确保捞砂能够持续不间断进行，也能够防止笔尖因插入洞穴而发生损坏，导向器底部设置成锥状也容易向下插入对煤块、煤粉造成扰动和破碎，使砂粉松散，更容易被捞起。
[0008]优选的，所述导向器为多棱锥或者圆锥状。
[0009]通过采用上述技术方案，导向器形成截面由上向下逐渐变小的楔形形状，能够更好地引导笔尖在井筒内活动，避开洞穴。
[0010]优选的，所述导向器的中心与笔尖管体的中心重合，所述导向器与管体连接的一
端面积不大于管体的截面积。
[0011]通过采用上述技术方案，将导向器设置在笔尖的中间位置，在笔尖发生转动的情况下均能使导向器对笔尖起到较好的引导效果。
[0012]优选的，所述导向器的侧边与笔尖管体的轴向夹角为20
°‑
30
°
。
[0013]通过采用上述技术方案，增加导向器侧边的斜度，对笔尖起到更好的导向作用；能够对井筒中的煤块产生更好的破碎效果，使煤块粒径变小，更容易被捞砂泵捞起，避免大粒径块对笔尖产生卡阻。
[0014]优选的，所述扶正器包括管柱以及固定在管柱外壁上并沿管柱均匀设置的多个扶正块。
[0015]通过采用上述技术方案，管柱与笔尖和沉砂管分别连接，扶正块与井筒内壁接触，使管柱处于井筒中心，起到扶正捞砂器的作用。
[0016]优选的，所述扶正块为梯形且靠近管柱的一端为底部、远离管柱的一端为顶部。
[0017]通过采用上述技术方案，减轻扶正块在上提下放的过程中对捞砂器的阻力，扶正块在起到扶正作用的同时能够使捞砂器更容易被提起。
[0018]优选的，所述单向阀为翻板阀。
[0019]通过采用上述技术方案，翻板阀能够提供更大的通道，避免笔尖发生堵塞。
[0020]本申请提供的一种定向洞穴井捞砂方法采用如下的技术方案：S1、初始砂面清理在井斜为30
°‑
40
°
的洞穴定向井内下放捞砂器，直到笔尖的导向器接触砂面，打开捞砂泵进行吸砂，将捞砂器进行上提下放的往复式作业，使井筒内的砂被吸入笔尖内并最终进入沉砂管中，直到砂面降至洞穴底板以下2
‑
3m时停止作业；S2、洞穴下方捞砂取下扶正器后进行洞穴的下方捞砂，在笔尖下至洞穴底板附近后缓慢上提下放并多角度旋转捞砂器，使笔尖在导向器的引导下通过洞穴到达洞穴的底板以下，之后加快上提下放速度直径捞砂，直到到达人工井底。
[0021]通过采用上述技术方案，先在扶正器的辅助作用下清理出初始砂面，使砂面降低到洞穴下方，之后取掉扶正器进行洞穴下方捞砂作业，避免扶正器在后续的捞砂作业中进入洞穴内；进行洞穴下方的捞砂作业时，先让笔尖在导向器的引导下通过洞穴，之后进行正常捞砂，从而使得捞砂作业时笔尖避开洞穴，提高捞砂效率。
[0022]优选的，在进行初始砂面清理时，扶正块维持在洞穴上方。
[0023]通过采用上述技术方案，防止扶正块进入洞穴内形成卡埋影响捞砂器的上提和下放。
[0024]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：1.避免在对定向洞穴井进行捞砂作业时笔尖插入洞穴内而影响正常捞砂，同时对笔尖进行了保护，防止因插入洞穴而受到破坏；2.通过先清理出初始砂面，在洞穴底板上方形成调整笔尖的足够活动空间，能够使导向器更好地引导笔尖避开洞穴。
附图说明
[0025]图1是现有分支水平井的示意图。
[0026]图2是洞穴定向井的示意图。
[0027]图3是本申请实施例的定向洞穴井捞砂器的笔尖的结构示意图。
[0028]图4是本申请实施例的定向洞穴井捞砂器的扶正器的结构示意图。
[0029]附图标记说明：1、工程井；2、洞穴直井；3、洞穴定向井；31、煤层；32、洞穴；4、笔尖；41、导向器；42、接箍；43、翻板阀；5、扶正器；51、管柱；52、扶正块。
具体实施方式
[0030]以下结合附图1
‑
4对本申请作进一步详细说明。
[0031]参照图1、图2，为现有煤层气开采中应用的羽状分支水平井的示意图，包括一工程井1和一洞穴直井2，其中工程井1用于钻完井施工，洞穴直井2用于天然气排采，在工程井1和洞穴直井2的结合处造穴。由于工程井1与洞穴直井2需要隔开一定距离，如200m，因此需要建设两个井场。为降低场地占用面积以及建设成本，采用一工程井1和一洞穴定向井3的方式在同一井场内完成钻井和排采，工程井1和洞穴定向井3的距离可缩短到10m。洞穴定向井3的井斜在30
°‑
40
°
之间，工程井1和洞穴定向井3通过在煤层31中造穴形成的洞穴32连通，造穴直径为400
‑
600mm。
[0032本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种定向洞穴井捞砂器，包括由下向上依次设置的笔尖（4）、沉砂管、捞砂泵和连接管，其特征在于：所述笔尖（4）包括管体和位于管体底部并与管体固定连接的导向器（41），所述管体内设置允许粉砂由笔尖（4）单向进入沉砂管的单向阀，所述导向器（41）为向下伸出的锥状且锥头位于导向器（41）远离管体的一端，所述导向器（41）上设置有允许粉砂通过的捞砂通道，所述笔尖（4）与沉砂管之间设置分别与笔尖（4）和沉砂管连接的扶正器（5）。2.根据权利要求1所述的定向洞穴井捞砂器，其特征在于：所述导向器（41）为多棱锥或者圆锥状。3.根据权利要求1所述的定向洞穴井捞砂器，其特征在于：所述导向器（41）的中心与笔尖（4）管体的中心重合，所述导向器（41）与管体连接的一端面积不大于管体的截面积。4.根据权利要求3所述的定向洞穴井捞砂器，其特征在于：所述导向器（41）的侧边与笔尖（4）管体的轴向夹角为20
°‑
30
°
。5.根据权利要求1所述的定向洞穴井捞砂器，其特征在于：所述扶正器（5）包括管柱（51）以及固定在管柱（51）外壁上并沿管柱（51）均匀设置的多个扶正块（52）。6.根据权利要求5所述的定向洞穴井捞砂器，其特征在于：所述扶正块（52）为梯形且靠近管柱（51）的一端为底部、远离管柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨陆武，王佳，吉耘君，崔玉环，任玉强，张撰，
申请(专利权)人：北京奥瑞安能源技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：