專利名稱：用于煤層氣井中的玻璃鋼套管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤層氣井套管，尤其涉及一種用于煤層氣井中的玻璃鋼套管。
背景技術(shù)：
煤層氣是主要以吸附狀態(tài)賦存于煤層之中的一種自生自儲(chǔ)式非常規(guī)天然氣。對(duì)煤 礦安全生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，瓦斯是一種有害氣體，素有煤礦“第一殺手”之稱。我國(guó)大約50%的煤礦屬 于高瓦斯或瓦斯突出礦井，煤礦重大惡性事故中，由瓦斯爆炸引起的事故約占70 80%。 隨著煤礦生產(chǎn)效率的提高和開(kāi)采深度的逐步增加，煤礦瓦斯災(zāi)害也越來(lái)越嚴(yán)重，直接威脅 著煤礦的安全生產(chǎn)，給人民生命財(cái)產(chǎn)造成重大損失。長(zhǎng)期以來(lái)，在煤炭地下開(kāi)采過(guò)程中煤層氣被視為有害氣體_瓦斯，大多進(jìn)行井下 抽放，利用很少，并未從資源的角度加以認(rèn)識(shí)。直到上世紀(jì)80年代美國(guó)解決了從地面開(kāi)發(fā) 煤層氣技術(shù)以后，煤層氣作為一種非常規(guī)天然氣資源，日益受到世人關(guān)注。我國(guó)自20世紀(jì) 80年代以來(lái)，將煤層氣作為一種資源進(jìn)行勘探評(píng)價(jià)研究，同時(shí)積極引進(jìn)美國(guó)現(xiàn)代煤層氣開(kāi) 采技術(shù)，進(jìn)行煤層氣勘探開(kāi)發(fā)試驗(yàn)，并對(duì)我國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)的基本地質(zhì)條件有了系統(tǒng)認(rèn)識(shí)，基 本掌握了可供開(kāi)發(fā)的煤層氣資源和基本技術(shù)。截止2009年底，在我國(guó)施工各類煤層氣井達(dá) 4000余口，多個(gè)井組已取得較好的產(chǎn)氣效果，并實(shí)現(xiàn)了小規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)。煤層氣地面開(kāi)發(fā)井多數(shù)采用鋼套管射孔壓裂方式完井，完鉆位置一般位于目的煤 層之下約60m。因此，多數(shù)地面鉆孔必然會(huì)穿過(guò)主要煤層，并在煤層中有鋼套管存在，主要包 括2個(gè)方面，即煤層中鋼套管對(duì)采煤機(jī)械的損害；采煤機(jī)與鋼套管金屬碰撞產(chǎn)生的火花可 能引起井下著火，發(fā)生瓦斯爆炸事故。因此在煤層段設(shè)計(jì)采用玻璃鋼套管替代鋼導(dǎo)管開(kāi)發(fā) 煤層氣資源。(1)煤層中鋼套管對(duì)采煤機(jī)械的損害煤儲(chǔ)層屬于低孔低滲非常規(guī)儲(chǔ)層，由于絕大多數(shù)煤層的滲透率都很低，僅靠井眼 圓柱側(cè)面作為排氣面是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，所以必須采取人工強(qiáng)化增產(chǎn)措施，包括煤層水力壓裂、 鉆水平排泄孔和洞穴應(yīng)力釋放等。利用以鉆井水力壓裂為關(guān)鍵技術(shù)的一整套工藝過(guò)程對(duì)煤 層氣進(jìn)行開(kāi)發(fā)，是當(dāng)今世界開(kāi)發(fā)煤層氣所用的主要技術(shù)。水力壓裂通常要向鉆孔中注入高 壓液體并限制其在預(yù)定井段壓開(kāi)煤層，形成長(zhǎng)達(dá)數(shù)十至一百多米的夾砂裂縫，然后排水降 壓。而進(jìn)行壓裂的前提是煤層氣井經(jīng)過(guò)套管固井和射孔操作，這樣勢(shì)必在煤層中存在套管 和水泥環(huán)等外來(lái)物質(zhì)。目前煤層氣井使用的套管主要是N80或J55無(wú)縫鋼管，其機(jī)械強(qiáng)度和韌性均強(qiáng)于 煤炭(見(jiàn)表1)。而采煤機(jī)械一般是按照煤炭的強(qiáng)度設(shè)計(jì)的，對(duì)剛套管的切削能力相對(duì)較弱。 因此，當(dāng)采煤機(jī)械遇到煤層中的鋼套管時(shí)，首先是扭矩增大，影響采煤機(jī)械的工作效率；其 次，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致采煤機(jī)械損壞，造成損失。表1煤層氣井常用套管、水泥環(huán)和煤巖的強(qiáng)度對(duì)比
(2)采煤機(jī)與鋼套管金屬碰撞產(chǎn)生的火花可能引起井下著火，發(fā)生瓦斯爆炸事故隨著煤炭開(kāi)采的機(jī)械化程度越來(lái)越高，采煤過(guò)程中石塊與金屬、煤與金屬、金屬與 金屬間摩擦、碰撞所產(chǎn)生出的火花，引燃甲烷爆炸的事故時(shí)有發(fā)生，給人民的生命和國(guó)家財(cái) 產(chǎn)造成極大的損害。為此，有效控制采煤作業(yè)中火花的產(chǎn)生，始終是煤礦安全生產(chǎn)中必須解 決的重大問(wèn)題。地面煤層氣鉆孔的金屬套管在開(kāi)采煤層中的存在，無(wú)疑增加了采煤機(jī)械、煤 塊以及其他工具與金屬碰撞的幾率，增加了產(chǎn)生碰撞火花的可能，為煤礦安全生產(chǎn)添加了 一項(xiàng)不安全因素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于煤層氣井中的玻璃鋼套管。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的煤層氣井的玻璃鋼套管，該玻璃鋼套管的材料為環(huán)氧玻璃纖維材料，該 玻璃鋼套管用于煤層氣井和/或油氣井中的煤層段。由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明所述的用于煤層氣井中的玻璃鋼 套管，由于該玻璃鋼套管的材料為環(huán)氧玻璃纖維材料，該玻璃鋼套管用于煤層氣井和/或 油氣井中的煤層段段時(shí)，不會(huì)對(duì)采煤機(jī)械的損害；采煤機(jī)與玻璃鋼套管碰撞不會(huì)產(chǎn)生的火 花，安全性較高。


圖1為本發(fā)明玻璃鋼套管具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明玻璃鋼套管和鋼套管接箍示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的用于煤層氣井中的玻璃鋼套管，其較佳的具體實(shí)施方式
如圖1所示該玻璃鋼套管1的材料為環(huán)氧玻璃纖維材料，該玻璃鋼套管1用于煤層氣井和/ 或油氣井中的煤層段。該玻璃鋼套管1的系列規(guī)格可以為符合API標(biāo)準(zhǔn)的以下一種或多種 規(guī)格 4、472、5、572、6、65/8、7、778。如圖2所示，該玻璃鋼套管1的端部可以為符合API標(biāo)準(zhǔn)的螺紋，可通過(guò)接箍2與 鋼套管3連接。本發(fā)明在煤層段設(shè)計(jì)采用玻璃鋼套管替代鋼套管開(kāi)發(fā)煤層氣資源。該套管用于煤層氣井中的煤層段時(shí)，不會(huì)對(duì)采煤機(jī)械的損害；采煤機(jī)與玻璃鋼套管碰撞不會(huì)產(chǎn)生的火花， 安全性較高。可避免鋼套管遺留在煤層中給將來(lái)采煤造成隱患。玻璃鋼套管有利于采煤采 氣的一體化，煤層段的玻璃鋼套管在采煤過(guò)程中易于拆除，從而不影響采煤的機(jī)械與套管 發(fā)生摩擦，產(chǎn)生瓦斯爆炸事故。玻璃鋼套管采用環(huán)氧玻璃纖維材料，其拉伸強(qiáng)度、拉伸模量、彎曲強(qiáng)度、彎曲模量、 剪切強(qiáng)度、剪切模量、泊松比等均能滿足要求。能滿足煤層氣井開(kāi)發(fā)中各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)，可與 鋼套管可相互連接或替換，可完成特種開(kāi)發(fā)環(huán)境下的特殊用途，包括采用新的射孔技術(shù)或 者玻璃鋼套管切割技術(shù)等。油氣井因其特殊腐蝕環(huán)境，對(duì)鋼套管有較大腐蝕，本發(fā)明選用優(yōu)良的玻璃鋼纖維 材料，耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng)，可在腐蝕嚴(yán)重的環(huán)境中應(yīng)用。維修難度低，維修費(fèi)用低。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，保護(hù)制造玻璃鋼套管特種纖維和專 用粘合劑復(fù)合的配比。但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人 員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍 之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于煤層氣井中的玻璃鋼套管，其特征在于，該玻璃鋼套管的材料為環(huán)氧玻璃纖維材料，該玻璃鋼套管用于煤層氣井和/或油氣井中的煤層段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于煤層氣井中的玻璃鋼套管，其特征在于，該玻璃鋼套管 的系列規(guī)格為符合API標(biāo)準(zhǔn)的以下一種或多種規(guī)格4、472、5、572、6、65/8、7、75/8。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于煤層氣井中的玻璃鋼套管，其特征在于，該玻璃鋼套管 的端部為符合API標(biāo)準(zhǔn)的螺紋。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于煤層氣井中的玻璃鋼套管，其特征在于，該玻璃鋼套管 通過(guò)接箍與鋼套管連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于煤層氣井中的玻璃鋼套管，該玻璃鋼套管的材料為環(huán)氧玻璃纖維材料，可應(yīng)用于煤層氣井中，可避免鋼套管遺留在煤層中給將來(lái)采煤造成隱患，采煤機(jī)與玻璃鋼套管碰撞不會(huì)產(chǎn)生的火花，容易切割，不會(huì)對(duì)采煤機(jī)械造成損害，安全性較高?？稍O(shè)計(jì)成符合API標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格，與鋼套管可相互連接或替換，可完成特種開(kāi)發(fā)環(huán)境下的特殊用途，包括采用新的射孔技術(shù)或者玻璃鋼套管切割技術(shù)等。
文檔編號(hào)E21B17/08GK101915062SQ20101023453
公開(kāi)日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者孟召平, 張貝貝, 李國(guó)富 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)