一種鉆井套管回收方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鉆井【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種鉆井套管回收方法。包括以下步驟：S1、向鉆井內(nèi)加注預(yù)定量的膠凝材料，在鉆井中形成固定的隔離層；S2、在隔離層上方分離鉆井套管；S3、對鉆井井口進行密封；S4、向鉆井內(nèi)輸送制冷液體，所述制冷液體吸熱汽化轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w后從出氣管道排出，鉆井套管強制冷縮并與固井水泥環(huán)分離；S5、拆除鉆井井口處的密封；S6、提出鉆井套管。該方法實現(xiàn)了鉆井套管的有效回收。
【專利說明】一種鉆井套管回收方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鉆井【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種鉆井套管回收方法。
【背景技術(shù)】
[0002]煤炭地下氣化就是將處于地下的煤直接進行有控制的燃燒，通過煤的熱作用及化學(xué)作用而產(chǎn)生可燃氣體的過程。該過程集建井、采煤、地面氣化三大工藝為一體，變傳統(tǒng)采煤為化學(xué)采煤，省去了龐大的煤炭開采、運輸、洗選、氣化等工藝的設(shè)備，因而具有安全性好、投資少、效益高、污染少等優(yōu)點。
[0003]煤炭地下氣化的實現(xiàn)過程是通過在地面上開鑿若干口不同功能的鉆井至氣化的目標(biāo)煤層后，進行煤層點火、疏排水等一系列操作，實現(xiàn)煤層的貫通及正常的氣化生產(chǎn)。垂直井在實際過程中應(yīng)用最多。煤炭地下氣化產(chǎn)品的成本構(gòu)成中，鉆井費用占有很高的比重，而鉆井套管費用又在鉆井費用中占有很大的比例。然而在目前煤炭地下氣化的實際工作中，鉆井在完成使命后，一般處于環(huán)保觀測、廢棄或封堵等狀態(tài)，而很少進行鉆井套管的回收和再利用。制約鉆井套管回收和再利用的根本問題是目前尚沒有一套行之有效的方法和技術(shù)措施能夠解決煤炭地下氣化鉆井套管的回收問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種鉆井套管回收方法，該方法解決了煤炭地下氣化鉆井套管回收過程中的相關(guān)技術(shù)問題，實現(xiàn)了鉆井套管的有效回收。
[0005]為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種鉆井套管回收方法，包括以下步驟:
[0007]S1、向鉆井內(nèi)加注預(yù)定量的膠凝材料，在鉆井中形成固定的隔離層；
[0008]S2、在隔離層上方分離鉆井套管；
[0009]S3、對鉆井井口進行密封；
[0010]S4、向鉆井內(nèi)輸送制冷液體，所述制冷液體吸熱汽化轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w后從出氣管道排出，鉆井套管強制冷縮并與固井水泥環(huán)分離；
[0011]S5、拆除鉆井井口處的密封；
[0012]S6、提出鉆井套管。
[0013]作為優(yōu)選，在步驟SI中，煤層頂板上部沒有含水層，所述隔離層的設(shè)置位置高于煤層頂板的位置，
[0014]或者，煤層頂板上部有含水層，所述隔離層的設(shè)置位置高于煤層頂板含水層上部邊界的位置。
[0015]作為優(yōu)選，在步驟S2之后，還具有以下步驟:
[0016]S21、往鉆井套管切斷位置處及隔離層上端處填充保溫隔熱材料。
[0017]作為優(yōu)選，在步驟S21之后，還具有以下步驟:
[0018]S22、對鉆井井口周圍的地面進行硬化，并在鉆井井口處安裝支撐裝置。[0019]作為優(yōu)選，在步驟S6之后，還具有以下步驟:
[0020]S7、對鉆井進行封孔操作。
[0021]作為優(yōu)選，在步驟S4中，向鉆井內(nèi)輸送的制冷液體為液氮或液二氧化碳。
[0022]作為優(yōu)選，在步驟S2中，在隔離層上方0.5m-l.5m位置處切割鉆井套管。
[0023]作為優(yōu)選，在步驟S3中，向鉆井套管內(nèi)下放制冷液體輸送管道至保溫隔熱材料上部 0.5m-1.0m 處。
[0024]作為優(yōu)選，在步驟S21中，填充的保溫隔熱材料高度不低于鉆井套管切斷位置以上2m。
[0025]作為優(yōu)選，在步驟S5中，還拆除鉆井井口處的出氣管道。
[0026]本發(fā)明的有益效果為:
[0027]在本發(fā)明提供的鉆井套管回收方法中，由于在鉆井中設(shè)置有固定的隔離層，隔離層更好的實現(xiàn)了鉆井上下部隔離，避免了鉆井上部與鉆井下部的聯(lián)通，能夠避免在鉆井套管回收過程中及回收后，出現(xiàn)與鉆井底部原氣化爐聯(lián)通的現(xiàn)象；也避免了將煤層上部含水層中的液態(tài)水導(dǎo)通至鉆井底部的現(xiàn)象；通過制冷液體輸送管道向鉆井內(nèi)輸送制冷液體，制冷液體吸熱汽化轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w后從出氣管道排出，鉆井套管強制冷縮并與固井水泥環(huán)有效分離，該方法中，鉆井套管強制冷縮作用更好的產(chǎn)生效果，可以使鉆井套管與固井水泥環(huán)實現(xiàn)分離，之后使用鉆機和支撐裝置將鉆井套管提出，并逐根回收，解決了煤炭地下氣化鉆井套管不便于回收的相關(guān)技術(shù)問題，實現(xiàn)了鉆井套管的有效回收。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是本發(fā)明提供的鉆井的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]其中:
[0030]1、隔離層；2、鉆井套管；3、保溫隔熱材料；4、制冷液體輸送管道；5、地面；6、支撐
裝置；7、密封裝置；8、出氣管道。
【具體實施方式】
[0031]圖1是本發(fā)明提供的鉆井的結(jié)構(gòu)示意圖，下面結(jié)合附圖1并通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0032]本發(fā)明公開的鉆井套管回收方法，包括以下步驟:
[0033]S1、向鉆井內(nèi)加注預(yù)定量的膠凝材料，在鉆井中形成固定的隔離層I。
[0034]具體的，首先應(yīng)根據(jù)鉆井所處位置的水文地質(zhì)條件，確定在鉆井套管2中設(shè)置隔離層I的位置。鉆井套管2用于支撐鉆井井壁的鋼管，以保證鉆井過程進行和完井后整個鉆井的正常運行。作為優(yōu)選方案，一般鉆井套管2中設(shè)置隔離層I的位置應(yīng)不低于煤層頂板的位置，如煤層頂板上部有含水層，則隔離層I的設(shè)置位置應(yīng)不低于煤層頂板含水層上部邊界的位置。隔離層I在鉆井套管2中起到固井的效果，并且一般處于鉆井的底部。
[0035]作為優(yōu)選方案，所述膠凝材料選用水泥。當(dāng)然，所述膠凝材料并不局限于水泥，還可以為其它材料。
[0036]所確定的隔離層I位置，應(yīng)能夠避免在鉆井套管2回收過程中及回收后，出現(xiàn)與鉆井底部原氣化爐聯(lián)通的現(xiàn)象，也應(yīng)避免將煤層頂板含水層中的液態(tài)水導(dǎo)通至鉆井底部原氣化爐的情況出現(xiàn)。
[0037]在鉆井套管2中設(shè)置隔離層1，優(yōu)選為使用鉆機與鉆桿，向鉆井內(nèi)加注定量的水泥實現(xiàn)。鉆機與鉆桿的類型和尺寸需根據(jù)鉆井井口直徑確定。加注的水泥量需提前進行計算，為鉆井截面面積與固井高度的乘積；井底固井水泥使用G級油井水泥；在鉆井套管2中設(shè)置隔離層I這一步驟可以在氣化爐燃空區(qū)充填后進行，亦可在未充填時進行。氣化爐燃空區(qū)未充填時，在鉆井套管2中設(shè)置隔離層I需根據(jù)鉆井直徑制作底部堵頭或人工硬底。
[0038]在鉆井套管2中設(shè)置完隔離層I后，應(yīng)使用鉆桿或其他測量設(shè)備，準(zhǔn)確測量鉆井套管2內(nèi)最終隔離層I位置及井內(nèi)水位情況。若鉆井內(nèi)存留積水，應(yīng)使用水泵等設(shè)備將積水清除。
[0039]S2、在隔離層I上方分離鉆井套管。
[0040]具體的，使用鉆井套管切割器在預(yù)設(shè)位置處切割鉆井套管2，直至鉆井套管2在切割處分離。套管進行切割，實現(xiàn)在切割位置處的上下套管分離。作為優(yōu)選，鉆井套管2的切割位置應(yīng)位于鉆井套管2中設(shè)置的隔離層I位置以上0.5-1.5m。當(dāng)然，作為進一步的優(yōu)選方案，鉆井套管2切割效果應(yīng)實現(xiàn)在切割位置處的上下套管分離，鉆井套管外圍原固井水泥環(huán)也應(yīng)分離，形成環(huán)空結(jié)構(gòu)，鉆井套管切割器的型號應(yīng)根據(jù)鉆井套管2直徑確定。如鉆井套管切割器不能滿足鉆井套管2切割的需要，則可以配合采取鉆井射孔、定向爆破等方式實現(xiàn)鉆井上下套管分離。
[0041]于本實施例中，優(yōu)先使用鉆井套管切割器、射孔及定向爆破等方式對鉆井套管進行切割。
[0042]S3、對鉆井井口進行密封。
[0043]具體的，向鉆井套管2內(nèi)放入制冷液體輸送管道4，之后對鉆井井口進行密封，并連接出氣管道8。
[0044]優(yōu)選吊車或鉆機設(shè)備，向鉆井套管2內(nèi)下放制冷液體輸送管道4，制冷液體輸送管道4材質(zhì)優(yōu)選為304或316不銹鋼材質(zhì)，制冷液體輸送管道4管徑應(yīng)根據(jù)鉆井直徑選擇適宜管徑，一般應(yīng)不小于鉆井直徑的五分之一。
[0045]制冷液體輸送管道4下放完畢后，需進行鉆井井口密封，并在井口附近連接出氣管道8。
[0046]作為優(yōu)選方案，采用動密封或固定焊接等形式對鉆井井口進行密封。當(dāng)然，并不局限于此上述方式。
[0047]井口處設(shè)置的出氣管道8是供制冷液體輸送管道4中通入的制冷液體吸熱汽化轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w后排放使用。出氣管道8應(yīng)安裝必要的控制閥門及監(jiān)測出氣溫度及孔內(nèi)壓力的儀表。
[0048]S4、向鉆井內(nèi)輸送制冷液體，所述制冷液體吸熱汽化轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w后從出氣管道8排出，鉆井套管2強制冷縮并與固井水泥環(huán)分離。
[0049]在此步驟中，作為優(yōu)選方案，通過制冷液體輸送管道4向鉆井內(nèi)輸送的制冷液體為液氮或液二氧化碳。液氮為液態(tài)的氮氣，溫度極低，汽化時能大量吸熱；同理，液二氧化碳為液態(tài)二氧化碳，汽化時能大量吸熱。當(dāng)然，所述制冷液體并不局限于此，在滿足條件的情況下，并不排除選用其他具有良好安全性和汽化吸熱效果的低溫制冷液體。
[0050]在此過程中應(yīng)實現(xiàn)注氣點的可控，使鉆井套管2發(fā)生均勻的強制冷縮，實現(xiàn)鉆井套管2與固井水泥環(huán)的有效分離。并觀察井口支撐裝置6電動液壓千斤頂?shù)淖兓闆r，嘗試鉆井套管2上下移動的可能性，判斷鉆井套管2與水泥環(huán)的分離效果，待鉆井套管與固井水泥環(huán)完整或部分分離后，停止注入如液氮或液二氧化碳等制冷液體。
[0051]本申請所涉及的重要操作步驟在于使鉆井套管2發(fā)生均勻的和連續(xù)的強制冷縮，最終實現(xiàn)鉆井套管2與水泥環(huán)的有效分離。操作過程應(yīng)緩慢進行，需密切注意井口液壓千斤頂?shù)淖兓闆r并及時作出參數(shù)調(diào)整，確保分離過程安全進行。
[0052]由于本申請所涉及的鉆井套管2回收工藝中包括有低溫液體，且低溫液體汽化時會吸收大量的熱。在實際操作中，操作人員應(yīng)做好技能培訓(xùn)和勞動防護，并且需對位于鉆井井口外部的用于輸配低溫液體的管道進行保溫處理。
[0053]S5、拆除鉆井井口處的密封。
[0054]具體的，將鉆井進行卸壓處理。卸壓完畢后，拆除鉆井井口處的密封裝置7，并提出制冷液體輸送管道4。
[0055]在此步驟中，作為優(yōu)選方案，在拆除鉆井井口處的密封裝置7，并提出制冷液體輸送管道4后，還拆除鉆井井口處的出氣管道8。
[0056]S6、將鉆井套管2提出。
[0057]優(yōu)選的，使用鉆機和支撐裝置6提升鉆井套管，逐根進行回收。逐根回收套管需采取氣割技術(shù)對套管進行切割，并應(yīng)做好鉆井套管2吊裝及余下套管的井口支撐與固定工作。
[0058]于本實施例中，作為優(yōu)選方案，在步驟S2之后，還具有以下步驟:
[0059]S21、往鉆井套管2切斷位置處及隔離層I上端處填充保溫隔熱材料3。
[0060]具體的，為防止后續(xù)操作對鉆井套管內(nèi)設(shè)置的隔離層I所取得效果帶來不良影響，需在鉆井套管切斷位置處及鉆井井底固井上端處填充保溫隔熱材料3，以起到不向鉆井下端傳遞冷量的目的，可以使鉆井套管與固井水泥環(huán)實現(xiàn)更好的分離效果，并保護了下部鉆井結(jié)構(gòu)的完整性。
[0061]此時，作為優(yōu)選方案，向鉆井套管2內(nèi)下放制冷液體輸送管道4至保溫隔熱材料3上部 0.5m-1.0m 處。
[0062]作為優(yōu)選方式，保溫隔熱材料3種類選擇珠光砂。優(yōu)先使用鉆桿或在鉆井井口傾倒的方式往鉆井內(nèi)填充保溫隔熱材料3，填充的保溫隔熱材料3高度不低于鉆井套管切斷位置以上2m。
[0063]于本實施例中，作為進一步的優(yōu)選方案，在步驟S21之后，還具有以下步驟:
[0064]S22、對鉆井井口周圍的地面5進行硬化，并在鉆井井口處安裝支撐裝置6。
[0065]具體的，在鉆井套管回收過程中，如果鉆井套管周圍的地面5硬度不夠，還需對鉆井套管周圍的地面5進行硬化處理并安裝鉆井套管周圍地面5處的支撐裝置6。地面硬化需采用鋼筋混凝土材料，硬化面積應(yīng)不小于配套鉆機在鉆井井口安裝所需的面積，鋼筋混凝土強度不應(yīng)低于C15，且滿足鉆井套管2回收過程中不發(fā)生地面塌陷的要求。鉆井套管2需使用配套重量的液壓千斤頂進行支撐。液壓千斤頂?shù)倪x型需按照鉆井套管2整體重量的
1.2-1.5倍選型，并以電動液壓千斤頂為宜，且液壓千斤頂應(yīng)具有壓力監(jiān)測和顯示裝置。鉆井套管2井口部分為滿足液壓千斤頂?shù)陌惭b使用要求需進行必要的改造。
[0066]于本實施例中，作為進一步的優(yōu)選方案，在步驟S6之后，還具有以下步驟:[0067]S7、對鉆井進行封孔操作。
[0068]具體的，在鉆井套管2回收后，需對鉆井底部進行探測，以再次確認鉆井底部的隔離層固井效果，并監(jiān)測含水層情況。在確保鉆井底部固井效果良好及含水層無異常的情況下，可以對鉆井進行封孔操作。封孔材料采用水泥或黃泥，其中水泥可以使用普通水泥或G級油井水泥。
[0069]本方案中所涉及的鉆機為在地質(zhì)勘探或鉆井過程中，帶動鉆具向地下鉆進，獲取實物地質(zhì)資料的機械設(shè)備，主要作用是帶動鉆具破碎孔底巖石，下入或提出在孔內(nèi)的鉆具。鉆機類型需根據(jù)鉆井的類型和鉆井尺寸確定，一般選用HXY-5A，SPS2000等型號的鉆機。
[0070]本方案中所涉及的可回收的鉆井套管，一般為無縫鋼管、石油套管等可實現(xiàn)強制冷縮材質(zhì)的套管；可回收的鉆井套管直徑一般不小于50_。
[0071]本方案中所涉及的鉆孔套管回收工藝可以實現(xiàn)鉆井套管的有效回收。
[0072]本申請所提供的鉆井套管回收工藝不僅可以應(yīng)用在煤炭地下氣化領(lǐng)域中，也可以根據(jù)需要應(yīng)用在其他領(lǐng)域的鉆井套管回收中，如石油開采鉆井，輸水井等。
[0073]以上結(jié)合具體實施例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理，而不能以任何方式解釋為對本發(fā)明保護范圍的限制?；诖颂幍慕忉專绢I(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它【具體實施方式】，這些方式都將落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鉆井套管回收方法，其特征在于，包括以下步驟: 51、向鉆井內(nèi)加注預(yù)定量的膠凝材料，在鉆井中形成固定的隔離層； 52、在隔離層上方分離鉆井套管； 53、對鉆井井口進行密封； 54、向鉆井內(nèi)輸送制冷液體，所述制冷液體吸熱汽化轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w后從出氣管道排出，鉆井套管強制冷縮并與固井水泥環(huán)分離； 55、拆除鉆井井口處的密封； 56、提出鉆井套管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井套管回收方法，其特征在于，在步驟SI中，煤層頂板上部沒有含水層，所述隔離層的設(shè)置位置高于煤層頂板的位置， 或者，煤層頂板上部有含水層，所述隔離層的設(shè)置位置高于煤層頂板含水層上部邊界的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉆井套管回收方法，其特征在于，在步驟S2之后，還具有以下步驟: 521、往鉆井套管切斷位置處及隔離層上端處填充保溫隔熱材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉆井套管回收方法，其特征在于，在步驟S21之后，還具有以下步驟: 522、對鉆井井口周圍的地面進行硬化，并在鉆井井口處安裝支撐裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井套管回收方法，其特征在于，在步驟S6之后，還具有以下步驟: 57、對鉆井進行封孔操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井套管回收方法，其特征在于，在步驟S4中，向鉆井內(nèi)輸送的制冷液體為液氮或液二氧化碳。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井套管回收方法，其特征在于，在步驟S2中，在隔離層上方0.5m-1.5m位置處切割鉆井套管。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉆井套管回收方法，其特征在于，在步驟S3中，向鉆井套管內(nèi)下放制冷液體輸送管道至保溫隔熱材料上部0.5m-l.0m處。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉆井套管回收方法，其特征在于，在步驟S21中，填充的保溫隔熱材料高度不低于鉆井套管切斷位置以上2m。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井套管回收方法，其特征在于，在步驟S5中，還拆除鉆井井口處的出氣管道。
【文檔編號】E21B43/295GK103982154SQ201410202797
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】李金國, 孟宇, 王躍 申請人:新奧氣化采煤有限公司