本發(fā)明涉及煤炭及煤層氣開采技術(shù)領(lǐng)域,具體而言,涉及一種鉆孔結(jié)構(gòu)及其構(gòu)造方法。
背景技術(shù):
煤炭地下氣化技術(shù)是利用煤炭的原位燃燒、氣化反應(yīng)生產(chǎn)煤氣或合成氣的技術(shù),在煤炭地下氣化過程中,為了維持反應(yīng)的進行,通常需要在煤層中設(shè)置進氣鉆孔、出氣鉆孔和相應(yīng)的連接進、出氣鉆孔的氣化通道。一般進氣鉆孔用于向煤層中輸送氣化劑(如空氣、氧氣等),而送入的氣化劑在氣化通道內(nèi)與煤層發(fā)生燃燒、氣化反應(yīng)生成高溫煤氣,高溫煤氣則通過出氣鉆孔排出至地面以供后續(xù)利用。鉆孔聯(lián)系地上和地下,鉆孔的穩(wěn)定是地下氣化成敗的關(guān)鍵之一。
煤炭地下氣化過程中,煤層燃燒提供了氣化反應(yīng)所需能量,因反應(yīng)消耗掉煤炭而在煤層中形成了燃空區(qū)。隨著反應(yīng)進行,燃空區(qū)尺寸不斷擴大,改變了煤層圍巖原先的受力狀態(tài)。在煤層燃燒的高溫以及地應(yīng)力作用下,燃空區(qū)之上的覆巖會發(fā)生垮落、斷裂等的巖層位移運動,從而在覆巖中形成垮落帶與斷裂帶(合稱導(dǎo)水裂隙帶)。處在垮落、斷裂帶內(nèi)的鉆孔,由于受巖層運移所產(chǎn)生的地應(yīng)力的拉伸、扭曲、剪切等多種作用而發(fā)生損毀或斷裂。特別是,對于強度差別較大的巖層交界面處(如含水層、泥巖等),由于巖層強度的突變,更易發(fā)生巖層的運移,往往也是鉆孔遭受破壞最為嚴重的區(qū)域,國內(nèi)外現(xiàn)場試驗表明,約3%~28%的鉆孔由于垂直方向上的移動(拉伸作用)在距離煤層頂板2~9米處遭到破壞。約72%~97%的鉆孔由于水平方向上的移動(剪切作用)在距離燃空區(qū)20~40米的地方遭到破壞。因而,煤炭地下氣化過程中,對于處在燃空區(qū)附近的鉆孔,對其穩(wěn)定性提出了更高的要求。
現(xiàn)有技術(shù)鉆孔結(jié)構(gòu)單一,一般采用單層石油套管或碳鋼管,套管與地層環(huán)空采用耐高溫水泥進行全固井,實際使用過程中,套管因強度不夠或脫扣,在含水層與隔水層交界面處,套管損壞最為嚴重。專利cn201410289232提供了一種改進方法,在套管易損部位,采用漏斗狀結(jié)構(gòu)進行上下套管連接,但是此種結(jié)構(gòu)無法保證可靠密封或難以抵抗地層扭曲、剪切應(yīng)力。專利cn201410820229提供了另一種改進方法,在導(dǎo)水裂隙帶范圍內(nèi)的地層全部采用金屬波紋管替代石油套管,此種結(jié)構(gòu)對材料和制造工藝要求極高,鉆孔成本會大幅提高。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
鑒于此,本發(fā)明提出了一種,旨在解決現(xiàn)有鉆孔易損壞的問題。
一個方面,本發(fā)明提出了一種鉆孔結(jié)構(gòu)。該鉆孔包括:鉆孔本體、環(huán)形緩沖帶和應(yīng)力補償器;其中,所述鉆孔本體于第一預(yù)設(shè)位置設(shè)置有所述環(huán)形緩沖帶,用于降低剪切應(yīng)力的強度;所述環(huán)形緩沖帶的直徑大于所述鉆孔本體的直徑;所述環(huán)形緩沖帶內(nèi)設(shè)置有所述應(yīng)力補償器,用于抵消地層位移產(chǎn)生的拉伸和剪切載荷作用;所述鉆孔本體內(nèi)于所述應(yīng)力補償器的上方和下方分別套設(shè)有第一套管和第二套管,用于固井。
進一步地,上述鉆孔結(jié)構(gòu),所述應(yīng)力補償器包括:內(nèi)補償件和外補償件;其中,所述外補償件的內(nèi)徑大于所述內(nèi)補償件的外徑,并且,所述外補償件套設(shè)于所述內(nèi)補償件外;所述第一套管與所述鉆孔本體之間設(shè)有第一環(huán)形通道,并且,所述第二套管與所述鉆孔本體之間設(shè)有第二環(huán)形通道;所述外補償件的內(nèi)壁與所述內(nèi)補償件的外壁之間設(shè)有環(huán)形空隙,用于連通所述第一環(huán)形通道和所述第二環(huán)形通道。
進一步地,上述鉆孔結(jié)構(gòu),所述第一環(huán)形通道的底端設(shè)置有第一膨脹封隔器;所述第二環(huán)形通道的頂端設(shè)置有第二膨脹封隔器。
進一步地,上述鉆孔結(jié)構(gòu),所述第一膨脹封隔器內(nèi)沿其長度方向設(shè)置有第一圓形通孔,用于連通所述第一環(huán)形通道與所述環(huán)形空隙;和/或,所述第二膨脹封隔器內(nèi)沿其長度方向設(shè)置有第二圓形通孔,用于連通所述第二環(huán)形通道與所述環(huán)形空隙。
進一步地,上述鉆孔結(jié)構(gòu),所述應(yīng)力補償器的外壁設(shè)置有遇水膨脹橡膠。
進一步地,上述鉆孔結(jié)構(gòu),所述應(yīng)力補償器與所述環(huán)形緩沖帶之間填設(shè)有填充物,用于支撐和保護所述環(huán)形緩沖帶。
進一步地,上述鉆孔結(jié)構(gòu),所述應(yīng)力補償器與所述第一套管通過球鉸相連接。所述應(yīng)力補償器與所述第二套管通過所述球鉸相連接。
本發(fā)明提供的鉆孔結(jié)構(gòu)不僅通過設(shè)置的環(huán)形緩沖帶降低剪切應(yīng)力的強度,而且通過設(shè)置的應(yīng)力補償器當應(yīng)力超過補償器允許值時,應(yīng)力補償器可以被拉伸一定的長度,從而補償過大地應(yīng)力對第一套管和第二套管的拉伸破壞,即應(yīng)力補償?shù)窒貙游灰扑a(chǎn)生的拉伸、剪切載荷作用,能夠使鉆孔適應(yīng)巖層的變化,提高鉆孔穩(wěn)定性,避免地下氣化過程鉆孔的損壞進而影響煤炭的氣化。
另一個方面,本發(fā)明提出了一種鉆孔結(jié)構(gòu)的構(gòu)造方法。該方法包括如下步驟:鉆孔加工步驟,由地面向下通過鉆具鉆出鉆孔本體,并在預(yù)設(shè)位置處進行擴鉆以鉆出環(huán)形緩沖帶;套管設(shè)置步驟,向所述鉆孔本體內(nèi)下放套管以使第二套管的底端進入煤層的預(yù)設(shè)深度時停止,在所述第二套管的上方于所述環(huán)形緩沖帶處放置應(yīng)力補償器后,向所述鉆孔本體內(nèi)在所述應(yīng)力補償器的上方下放第一套管;隔離器設(shè)置步驟,在所述第一套管與所述鉆孔本體之間的第一環(huán)形通道的底端放置第一膨脹封隔器,所述第二套管與所述鉆孔本體之間的第二環(huán)形通道的頂端放置第二膨脹封隔器;環(huán)形緩沖帶填充步驟,在所述環(huán)形緩沖帶與所述應(yīng)力封隔器之間填充填充物。
進一步地,上述鉆孔結(jié)構(gòu)的構(gòu)造方法,所述環(huán)形緩沖帶填充步驟之后還包括:固井步驟,對所述第一環(huán)形通道和所述第二環(huán)形通道進行注水泥以完成固井。
進一步地,上述鉆孔結(jié)構(gòu)的構(gòu)造方法,所述環(huán)形緩沖帶填充步驟之前還包括:橡膠設(shè)置步驟,在所述應(yīng)力補償器的外壁整周包覆一層遇水膨脹橡膠。
本發(fā)明提供的鉆孔結(jié)構(gòu)的構(gòu)建方法不僅通過鉆設(shè)的環(huán)形緩沖帶降低剪切應(yīng)力的強度,而且通過放置的應(yīng)力補償器當應(yīng)力超過補償器允許值時,應(yīng)力補償器可以被拉伸一定的長度,從而補償過大地應(yīng)力對第一套管和第二套管的拉伸破壞,即應(yīng)力補償器抵消地層位移所產(chǎn)生的拉伸、剪切載荷作用,能夠使鉆孔適應(yīng)巖層的變化,提高鉆孔穩(wěn)定性,避免地下氣化過程鉆孔的損壞進而影響煤炭的氣化。
附圖說明
通過閱讀下文優(yōu)選實施方式的詳細描述,各種其他的優(yōu)點和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的,而并不認為是對本發(fā)明的限制。而且在整個附圖中,用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中:
圖1為本發(fā)明實施例提供的鉆孔結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明實施例提供的鉆孔結(jié)構(gòu)的又一結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本發(fā)明實施例提供的鉆孔結(jié)構(gòu)的構(gòu)建方法的又一結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為本發(fā)明實施例提供的鉆孔結(jié)構(gòu)的構(gòu)建方法的又一結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為本發(fā)明實施例提供的的鉆孔結(jié)構(gòu)的構(gòu)建方法的又一結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例,然而應(yīng)當理解,可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實施例所限制。相反,提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開,并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。需要說明的是,在不沖突的情況下,本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。
鉆孔結(jié)構(gòu)實施例:
參見圖1和圖2,該鉆孔結(jié)構(gòu)可以包括:鉆孔本體1、環(huán)形緩沖帶2和應(yīng)力補償器3。具體地,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解的是,鉆孔本體1為由地面向下鉆至煤層的裸孔。
其中,鉆孔本體1于預(yù)設(shè)位置可以設(shè)置有環(huán)形緩沖帶2,用于降低剪切應(yīng)力的強度。環(huán)形緩沖帶2的直徑可以大于鉆孔本體1的直徑。具體地,預(yù)設(shè)位置可以設(shè)置垮落帶、斷裂帶發(fā)育地層中具有最大橫向位移的位置,例如在垮落帶、斷裂帶發(fā)育地層的。本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的是,垮落帶、斷裂帶發(fā)育范圍內(nèi)不同巖層的交界面處,巖層橫向剪切運動強烈,具有最大橫向位移,故預(yù)設(shè)位置可以設(shè)置在垮落帶、斷裂帶發(fā)育地層的巖層交界面,環(huán)形緩沖帶2的高度可以為5~40m且沿巖層交界面上下(相對于圖1所示的位置而言)對稱設(shè)置。環(huán)形緩沖帶2的設(shè)置增大孔的直徑,以便降低剪切應(yīng)力的強度。其中,優(yōu)選地,為進一步低剪切應(yīng)力的強度,環(huán)形緩沖帶2的直徑可以為第一套管4直徑的2~4倍。
環(huán)形緩沖帶2內(nèi)可以設(shè)置有應(yīng)力補償器3,用于抵消地層位移產(chǎn)生的拉伸和剪切載荷作用。具體地,為進一步抵消地層位移產(chǎn)生的拉伸和剪切載荷作用,應(yīng)力補償器3可以與環(huán)形緩沖帶2同軸設(shè)置。
鉆孔本體1內(nèi)于應(yīng)力補償器3的上方和下方可以分別套設(shè)有第一套管4和第二套管5,用于固井。具體地,本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的是,為了防止煤層鉆孔在煤氣抽采過程中短時間內(nèi)塌孔堵死,以提高鉆孔煤氣抽放效率,通常會對煤層鉆孔鉆桿內(nèi)下放套管。其中,第一套管4和第二套管5可以由多串套管串焊接而成,第一套管4和第二套管5的直徑可以相同。應(yīng)力補償器3可以為多個,第二套管5中套管串之間可以于煤層頂板14上方距離其預(yù)設(shè)距離處設(shè)置應(yīng)力補償器3。本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的是,煤層頂板位于垮落帶,部分煤層發(fā)生垮落時,垮落帶覆巖會對與其連接的套管產(chǎn)生向下的拉力,具有最大軸向位移,預(yù)設(shè)距離可以為采高。
可以看出,本實施例中提供的鉆孔結(jié)構(gòu)不僅通過設(shè)置的環(huán)形緩沖帶2降低剪切應(yīng)力的強度,而且通過設(shè)置的應(yīng)力補償器3當應(yīng)力超過補償器允許值時,應(yīng)力補償器3可以被拉伸一定的長度,從而補償過大地應(yīng)力對第一套管4和第二套管5的拉伸破壞,即應(yīng)力補償器3抵消地層位移所產(chǎn)生的拉伸、剪切載荷作用,能夠使鉆孔適應(yīng)巖層的變化,提高鉆孔穩(wěn)定性,避免地下氣化過程鉆孔的損壞進而影響煤炭的氣化。
在上述實施例中,應(yīng)力補償器3可以包括:內(nèi)補償件31(圖中未示出)和外補償件32(圖中未示出)。
其中,外補償件32的內(nèi)徑可以大于內(nèi)補償件31的外徑,并且,外補償件(32)可以套設(shè)于內(nèi)補償件(31)外。第一套管4與鉆孔本體1之間可以設(shè)有第一環(huán)形通道6,并且,第二套管5與鉆孔本體1之間可以設(shè)有第二環(huán)形通道7。外補償件32可以與內(nèi)補償件31同軸設(shè)置,外補償件32的內(nèi)壁與內(nèi)補償件31的外壁之間可以設(shè)有環(huán)形空隙,用于連通第一環(huán)形通道6和第二環(huán)形通道7。本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的是,的直徑均小于鉆孔本體1的直徑,第一套管4和第二套管5可以與鉆孔本體1同軸設(shè)置,以使第一套管4與鉆孔本體1之間設(shè)有第一環(huán)形通道6及第二套管5與鉆孔本體1之間設(shè)有第二環(huán)形通道7。以便加強鉆孔結(jié)構(gòu)的強度,第一環(huán)形通道6和第二環(huán)形通道7內(nèi)可以填設(shè)有水泥漿。
本實施例中提供的應(yīng)力補償器3,通過內(nèi)補償器31和外補償器32之間的環(huán)形空隙連通第一環(huán)形通道6和第二環(huán)形通道7,以便固井時水泥漿的流動,促使了水泥漿流動的均勻性,以便增大該鉆孔結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強度,同時保證環(huán)形緩沖帶2不被水泥漿封固。
在上述實施例中,第一環(huán)形通道6的底端設(shè)置有第一膨脹封隔器8。第二環(huán)形通道7的頂端設(shè)置有第二膨脹封隔器9。具體地,為均勻封隔套管與煤層,第一膨脹封隔器8可以于第一環(huán)形通道6的底端沿第一環(huán)形通道6的整周設(shè)置,第二膨脹封隔器9可以于第二環(huán)形通道7的底端沿第一環(huán)形通道6的整周設(shè)置。第一膨脹封隔器8和第二膨脹封隔器9在遇水膨脹后沿環(huán)形通道的整周設(shè)置,以便封隔煤層和套管。
可以看出,本實施例中,通過第一膨脹封隔器8和第二膨脹封隔器9的設(shè)置遇水膠筒體積膨脹后不僅可以封隔煤層和套管,同時,可以封隔第一環(huán)形通道6與第二環(huán)形通道7和環(huán)形緩沖帶2,可以防止第一環(huán)形通道6與第二環(huán)形通道7固井后的水泥漿進入環(huán)形緩沖帶2。
在上述實施例中,第一膨脹封隔器8內(nèi)沿其長度方向(如圖1所示的上下方向)可以設(shè)置有第一圓形通孔,用于連通第一環(huán)形通道6與環(huán)形空隙;和/或,所述第二膨脹封隔器9內(nèi)沿其長度方向(如圖1所示的上下方向)可以設(shè)置有第二圓形通孔,用于連通第二環(huán)形通道7與環(huán)形空隙。具體地,第一圓形通孔和第二圓形通孔的軸向可以與鉆孔本體1的周向平行設(shè)置,并且,第一圓形通孔和第二圓形通孔均可以為多個,以便進一步便于水泥漿的流動。
可以看出,本實施例中通過第一圓形通孔和第二圓形通孔連通第一環(huán)形通道6、第二環(huán)形通道7和環(huán)形空隙,以便固井時水泥漿的流動。
在上述各實施例中,應(yīng)力補償器3的外壁設(shè)置有遇水膨脹橡膠。具體地,雨水膨脹橡膠可以沿應(yīng)力補償器3的外壁整周設(shè)置??梢钥闯?,本實施例中,通過遇水膨脹橡膠的設(shè)置可以吸收地層水,體積逐漸膨脹后可對環(huán)形緩沖帶2填充支護,以便防止環(huán)形緩沖帶2周圍煤層的塌、縮、淤。
在上述各實施例中,應(yīng)力補償器3與環(huán)形緩沖帶2之間可以填設(shè)有填充物10,用于支撐和保護環(huán)形緩沖帶2。其中,填充物10可以為硅膠、聚氨酯、膨潤土、橡膠、瀝青及其他高分子材料等,作為填充支護材料。
可以看出,本實施例中通過填充物10填充支護環(huán)形緩沖帶2可以進一步防止環(huán)形緩沖帶2周圍煤層的塌、縮、淤。當垮落帶、斷裂帶內(nèi)地層發(fā)生運移時,特別是強烈的剪切運動時,填充物10可以抵消巖層橫向運動所造成的位移或者削弱位移的強度,以保護第一套管4或第二套管5不被錯斷。
在上述各實施例中,應(yīng)力補償器3與第一套管4通過球鉸11相連接。應(yīng)力補償器3與第二套管5通過球鉸11相連接。為便于球鉸11的扭轉(zhuǎn),優(yōu)選地,球鉸的偏轉(zhuǎn)角度可以為15°~20°。
可以看出,巖層橫向位移發(fā)生時,球鉸11可以發(fā)生偏轉(zhuǎn),同時與應(yīng)力補償器2配合,使第一套管4和第二套管5可跟隨巖層的移動而伸縮、偏移、扭轉(zhuǎn),而在最大剪力區(qū)外,主要發(fā)生垂直拉伸運動,由于第二環(huán)形通道7被水泥漿填充固定,可以隨地層的運動而整體運動,以使第二套管5適應(yīng)巖層的變化,保護套管串不被拉斷、錯斷、擰斷。
綜上所述,本實施例中提供的鉆孔結(jié)構(gòu)不僅通過設(shè)置的環(huán)形緩沖帶2降低剪切應(yīng)力的強度,而且通過設(shè)置的應(yīng)力補償器3當應(yīng)力超過補償器允許值時,應(yīng)力補償器3可以被拉伸一定的長度,從而補償過大地應(yīng)力對第一套管4和第二套管5的拉伸破壞,即應(yīng)力補償器3抵消地層位移所產(chǎn)生的拉伸、剪切載荷作用,能夠使鉆孔適應(yīng)巖層的變化,提高鉆孔穩(wěn)定性,避免地下氣化過程鉆孔的損壞進而影響煤炭的氣化。
方法實施例:
參見圖1和圖3,該方法可以包括如下步驟:
鉆孔加工步驟s1,由地面向下通過鉆具鉆出鉆孔本體,并在預(yù)設(shè)位置處進行擴鉆以鉆出環(huán)形緩沖帶。
具體地,可以通過隨鉆取芯方式,測量擬設(shè)置鉆孔區(qū)域巖層結(jié)構(gòu)、巖石力學(xué)強度等地層特性參數(shù),通過經(jīng)驗參數(shù)、理論計算、模擬試驗等方法,找出對應(yīng)煤層采高時,覆巖垮落帶、斷裂帶發(fā)育高度,確定預(yù)設(shè)位置即關(guān)鍵巖層交界面的位置。本實施例垮落帶高度為煤層設(shè)計采高的2倍,斷裂帶為煤層設(shè)計采高的3倍左右。預(yù)設(shè)位置即關(guān)鍵巖層交界面位于斷裂帶內(nèi)第一巖層12例如粉砂巖與第二巖層13例如泥巖之間。通過經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式,計算環(huán)形緩沖帶2的高度和直徑。也可采用經(jīng)驗值,環(huán)形緩沖帶2的高度一般為5~40m,可以在關(guān)鍵巖層交界面上下(相對于圖1所示的位置而言)對稱分布;環(huán)形緩沖帶2的孔徑一般為鉆孔套管即第一套管4孔徑的2~4倍。本實施例環(huán)形緩沖帶2設(shè)計高度16m,孔徑為第一套管4孔徑的2倍。假設(shè)鉆孔本體1的孔徑db、套管直徑dc、環(huán)形緩沖帶2高度hp、環(huán)形緩沖帶2直徑dp,鉆孔地表至環(huán)形緩沖帶2頂部的高度為h1,環(huán)形緩沖帶2底部至煤層中終孔位置即鉆孔本體1的底部的高度為h2。首先,可以通過鉆機用直徑為db的鉆頭,由地表向下鉆進,并鉆至預(yù)設(shè)位置即關(guān)鍵巖層交界面以下環(huán)形緩沖帶2底部處,即孔深h1+hp處,形成孔徑為db的鉆孔本體1。然后,更換尺寸為db*dp擴孔鉆頭對預(yù)設(shè)位置即關(guān)鍵巖層交界面上下的環(huán)形緩沖帶2所在的范圍(即交界面上下各hp/2處)進行擴孔,擴至環(huán)形緩沖帶2設(shè)計孔徑dp。最后,重新更換直徑為db的鉆頭,繼續(xù)向下鉆進直至其鉆至煤層終孔位置深度h2處。
套管設(shè)置步驟s2,向鉆孔本體內(nèi)下放套管以使第二套管的底端進入煤層的預(yù)設(shè)深度時停止,在第二套管的上方于環(huán)形緩沖帶處放置應(yīng)力補償器后,向鉆孔本體內(nèi)在應(yīng)力補償器的上方下放第一套管。
具體地,首先向鉆孔本體1中下放第二套管5,直至第二套管5的底端(相對于圖1所示的位置而言)進入煤層的預(yù)設(shè)深度即終孔位置時停止,然后在第二套管5的上方(相對于圖1所示的位置而言)于環(huán)形緩沖帶2處放置應(yīng)力補償器3,最后,向鉆孔本體1內(nèi)在應(yīng)力補償器3的上方(相對于圖1所示的位置而言)下放第一套管4。其中,第一套管4、第二套管5和應(yīng)力補償器3的長度分別h1、hp和h2。
隔離器設(shè)置步驟s3,在第一套管與鉆孔本體之間的第一環(huán)形通道的底端放置第一膨脹封隔器,第二套管與鉆孔本體之間的第二環(huán)形通道的頂端放置第二膨脹封隔器。
具體地,為了保證環(huán)形緩沖帶2不被水泥漿封固,首先,在第一環(huán)形通道6的底端內(nèi)放置一組第一膨脹封隔器8,然后在第二環(huán)形通道7的頂端放置一組第二膨脹封隔器9,遇水后膠筒體積膨脹,從而將第一環(huán)形通道6和第二環(huán)形通道7封隔。
環(huán)形緩沖帶填充步驟s4,在環(huán)形緩沖帶與應(yīng)力封隔器之間填充填充物。
具體地,在環(huán)形緩沖帶2與應(yīng)力封隔器3之間填充填充物10,填充物10可以為硅膠、聚氨酯、膨潤土、橡膠、瀝青及其他高分子材料等,作為填充支護材料。
參見圖4,圖4為本實施例中提供的鉆孔結(jié)構(gòu)的構(gòu)建方法的又一流程示意圖。該方法可以包括如下步驟:
鉆孔加工步驟s1,由地面向下通過鉆具鉆出鉆孔本體,并在預(yù)設(shè)位置處進行擴鉆以鉆出環(huán)形緩沖帶。
套管設(shè)置步驟s2,向鉆孔本體內(nèi)下放套管以使第二套管的底端進入煤層的預(yù)設(shè)深度時停止,在第二套管的上方于環(huán)形緩沖帶處放置應(yīng)力補償器后,向鉆孔本體內(nèi)在應(yīng)力補償器的上方下放第一套管。
隔離器設(shè)置步驟s3,在第一套管與鉆孔本體之間的第一環(huán)形通道的底端放置第一膨脹封隔器,第二套管與鉆孔本體之間的第二環(huán)形通道的頂端放置第二膨脹封隔器。
環(huán)形緩沖帶填充步驟s4,在環(huán)形緩沖帶與應(yīng)力封隔器之間填充填充物。
固井步驟s5,對第一環(huán)形通道和第二環(huán)形通道進行注水泥以完成固井。
參見圖5,圖5為本實施例中提供的鉆孔結(jié)構(gòu)的構(gòu)建方法的又一流程示意圖。該方法可以包括如下步驟:
鉆孔加工步驟s1,由地面向下通過鉆具鉆出鉆孔本體,并在預(yù)設(shè)位置處進行擴鉆以鉆出環(huán)形緩沖帶。
套管設(shè)置步驟s2,向鉆孔本體內(nèi)下放套管以使第二套管的底端進入煤層的預(yù)設(shè)深度時停止,在第二套管的上方于環(huán)形緩沖帶處放置應(yīng)力補償器后,向鉆孔本體內(nèi)在應(yīng)力補償器的上方下放第一套管。
隔離器設(shè)置步驟s3,在第一套管與鉆孔本體之間的第一環(huán)形通道的底端放置第一膨脹封隔器,第二套管與鉆孔本體之間的第二環(huán)形通道的頂端放置第二膨脹封隔器。
橡膠設(shè)置步驟s6,在應(yīng)力補償器的外壁整周包覆一層遇水膨脹橡膠。
環(huán)形緩沖帶填充步驟s4,在環(huán)形緩沖帶與應(yīng)力封隔器之間填充填充物。
固井步驟s5,對第一環(huán)形通道和第二環(huán)形通道進行注水泥以完成固井。
由于鉆孔結(jié)構(gòu)實施例具有上述效果,所以該構(gòu)造方法實施例也具有相應(yīng)的技術(shù)效果。
顯然,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣,倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi),則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。