本方法涉及一種上仰角煤層底板穿層井生產套管固井方法及其裝置。本發明專利技術的上仰角煤層底板穿層井生產套管固井方法是一種反循環固井方法，該方法步驟有，上仰角煤層底板穿層井生產套管固井時，打開注水泥漿控制閥，通過泥漿泵泵注前置液、水泥漿至環形空間內，當水泥漿充滿環形空間后關閉回水控制閥，繼續泵注水泥漿直至泵壓上升至3Mpa，關閉注水泥漿控制閥，憋壓侯凝48小時，固井結束。本發明專利技術的套管固井裝置包括：注水泥漿控制閥、注水泥漿管線、回水控制閥、回水管線、表層套管與生產套管之間的環空密封頭、生產套管密封頭等裝置；本上仰角煤層底板穿層井生產套管固井方法及裝置可有效提高水平井固井質量，避免環形空間內水泥填充不滿，導致固井質量不合格，經濟效益顯著。經濟效益顯著。經濟效益顯著。
【技術實現步驟摘要】
一種上仰角煤層底板穿層井生產套管固井方法及裝置
[0001]本專利技術涉及一種在煤礦底抽巷道內進行固井的方法，尤其涉及煤礦底抽巷道內對上仰角煤層底板穿層井生產套管固井方法及裝置。
技術介紹
[0002]在煤礦瓦斯綜合治理過程中，在煤巖底板打上仰角煤層底板穿層井進行大型壓裂，以期增加煤層滲透性，快速抽放瓦斯，提高煤礦煤炭采掘進度和煤炭產量。由于上仰角煤層底板穿層井井口低，井底高，導致按常規固井方法，即從生產套管內注水泥漿，水泥漿由低處向高處走，只有低處充填緊實之后，水泥漿才會繼續向上走。在水泥漿完全充滿生產套管，到了生產套管鞋后，水泥漿折轉沿井壁與生產套管之間的環形空間向下流淌，在向下走的狀態，水泥漿會迅速流向環形空間的底部，在底部沉積扎實，環形空間中的空氣會被擠壓上行，在環形空間的底部沉積扎實的水泥漿，形成氣密封口，充滿水泥漿的生產套管形成另一端的氣密封口，這樣在生產套管鞋與環形空間底部之間，就會有空氣不能排除，由于有空氣的留存，無法保證水泥漿完全充滿環形空間，水泥漿不能完全充滿環形空間會導致水泥空洞，固井中的水泥空洞影響了固井質量。一旦固井質量不合格，會對后期的壓裂作業施工帶來極大的風險，很容易導致壓裂過程中壓力從固井質量不合格的環空泄露，甚至將套管推出井筒，導致工程施工的發生，會對煤礦巷道及人員造成極大的傷害。
[0003]另外，在固井填充水泥漿時，需要將表層套管和生產套管之間的環形空間密封，以不使水泥漿從中流出。常規的環空密封都是用環形鋼板焊接在表層套管頂端和生產套管外壁上加以密封的。由于在煤礦巷道內施工，巷道內的特殊性不允許有電焊等有明火施工，所以需要一種適合煤礦井下施工要求的環空密封頭。
技術實現思路
[0004]為了解決上述現有技術問題，本專利技術提供了一種在上仰角煤層底板穿層井生產套管固井施工中，不產生水泥空洞的固井方法。
[0005]本專利技術還提供了一種上仰角煤層底板穿層井生產套管固井裝置。
[0006]本專利技術的固井方法是在所述上仰角煤層底板穿層井生產套管固井時，打開注水泥漿控制閥，回水控制閥處于半開放狀態，將前置液和水泥漿通過泵注入環形空間，水泥漿通過注水泥漿管線進入環形空間內，水泥漿到達套管鞋時，關閉回水控制閥，繼續泵注水泥漿，當泵注壓力升高至3Mpa時，關閉注水泥漿控制閥，憋壓侯凝48小時，固井結束。
[0007]由于泵注水泥漿的入口是在表層套管和生產套管之間的環形空間，這個點是上仰角井的最低點，當水泥漿由環形空間泵注進井筒內時，水泥漿是從下向上推進的，直至水泥漿到達生產套管鞋處。水泥漿從下向上推進，會自動填滿環空下部后再向上走，環空中的空氣會被推著向上行，直至通過生產套管鞋和生產套管被排除，從而可以保證不會有空氣留存。如果采用常規的固井方法，在生產套管內泵注水泥漿，水泥漿完全充滿生產套管，越過生產套管鞋后，水泥漿的流動方向改為從上向下沿井壁與生產套管環形空間迅速流淌，水
泥漿迅速下流會在環形空間的底部，形成一個氣密封口，充滿水泥漿的生產套管形成另一端的氣密封口，這樣在生產套管鞋與環形空間底部之間的空氣不能排除，由于有空氣的留存，無法保證水泥漿完全充滿環形空間，水泥漿不能完全充滿環形空間會導致水泥空洞，固井中的水泥空洞影響了固井質量。所以對上仰角井，只有返注水泥漿才能保證有效的固井。
[0008]本專利技術適用于煤礦巷道上仰角煤層底板穿層井生產套管的固井作業施工的固井裝置包括：注水泥漿控制閥、注水泥漿管線、回水控制閥、回水管線、表層套管與生產套管之間的環空密封頭、生產套管密封頭等裝置。
[0009]環空密封頭在固井時起到密封表層套管與生產套管之間的環空的作用，在固井操作中，環空密封頭連接泵注設備和固井水泥漿的入口，同時根據施工需要，環空密封頭還起到控制、調節水泥漿注入的開關量的作用。
[0010]生產套管密封頭是安裝在生產套管口上的一個裝置，在固井操作中既要密封生產套管口，又要根據施工需要進行開關和開關量的控制和調節。
[0011]由于上仰角固井的特殊性，在對表面套管與生產套管之間的環形空間進行泵注水泥漿，進行固井作業時，不僅環形空間的開口需要封堵，生產套管開口也不能是敞口的，需要一個密封頭進行封堵。同時依據施工要求的需要，本專利技術能夠依據施工要求，通過調節閥門裝置的開關或開關度對固井泵壓進行控制。這兩個密封裝置主要是用于對生產套管進行固井。
[0012]常規的環空密封頭和生產套管密封頭都是用環形鋼板焊接在表層套管頂端和生產套管外壁上加以密封的。由于在煤礦巷道內施工，巷道內的特殊性不允許有電焊等有明火施工，所以本專利技術專利技術了依靠表面套管頂端的絲扣進行螺紋連接和密封的環空密封頭和靠生產套管外壁壓緊壓盤使橡膠墊膨脹后對生產套管外壁進行密封的套管密封頭。
[0013]套管密封頭則是指生產套管密封裝置，由于上仰角固井的特殊性決定，由表面套管與生產套管的環形空間進行泵注水泥漿進行固井作業，生產套管開口處不能是敞口的，需要一個密封頭進行封堵。同時依據施工要求的需要，本專利技術的環空密封頭和生產套管密封頭也可以設置閥門，來調節閥門開關度控制水泥漿注入, 從而可以對固井泵壓進行控制。
[0014]本專利技術的上述工藝技術方案具有如下優點：本申請提供的上仰角煤層底板穿層井生產套管固井方法及裝置能夠有效提高上仰角煤層底板穿層井生產套管固井質量，避免水泥漿因傾角問題無法充滿環形空間問題，經濟效益顯著。
附圖說明
[0015]圖1是本專利技術一種上仰角煤層底板穿層井生產套管固井方法及裝置的示意圖。
具體實施方式
[0016]為使本專利技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本專利技術實施例和附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本專利技術的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。
[0017]如圖1所示，本專利技術實施例提供了一種上仰角煤層底板穿層井生產套管固井方法
及裝置，用于煤礦底抽巷道內上仰角煤層底板穿層井的生產套管固井作業施工，施工步驟包括打開注水泥漿控制閥(1)和注水泥漿管線(2)，將回水控制閥(3)設置在半關閉狀態，當水泥漿通過泵注向環形空間內時，水泥漿通過注水泥漿控制閥(1)和注水泥漿管線(2)進入環形空間內，水泥漿前端到達套管鞋后，則關閉回水控制閥(3)，繼續泵注水泥漿至泵壓升高至3Mpa時，關閉注水泥漿控制閥(1)，憋壓侯凝48小時，固井結束。
[0018]在實際操作中，需要對環形空間體積進行核實，具體方法是通過泵注示蹤劑，根據回水控制閥(3)返出示蹤劑計算泵注總液量，減去套管內體積，即為環形空間體積，該體積即為固井時的實際泵注水泥漿量，配漿量則需按照1.5倍的液量準備。
[0019]如圖1所示，在本專利技術的一個實施例中，上仰角煤層底板穿層井生產套管固井的裝置包括注水泥漿控制閥(1)、注水泥漿管線(2)、回水控制閥(3)、回水管線(4)、表層套管/生產本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種上仰角煤層底板穿層井生產套管固井方法，其特征在于：在上仰角煤層底板穿層井生產套管固井時，打開注水泥漿控制閥，通過泥漿泵反向泵注前置液、水泥漿至環形空間內，當水泥漿充滿環形空間后關閉回水控制閥，繼續泵注水泥漿直至泵壓上升至3Mpa，關閉所述注水泥漿控制閥，憋壓侯凝48小時。2.一種上仰角煤層底板穿層井生產套管固井裝置，所述固井裝置包括注水泥漿控制閥(1)、注水泥漿管線(2)、回水控制閥(3)、回水管線(4)、表層套管環空密封頭(5)、生產套管密封頭(6)；其中，所述注水泥漿控制閥(1)與所述注水泥漿管線(2)的入口連接，所述注水泥漿管線(2)出口與環形空間(9)連接，所述環形空間(9)的底部與所述表層套管環空密封頭(5)連接，密封所述環形空間(9)，生產套管(8)的底部與所述生產套管密封頭(6)連接，密封所述生產套管(8)的底端。3.根據權利要求2所述的一種上仰角...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王桂林，陸升，
申請(專利權)人：北京九尊能源技術股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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