[实用新型]地下气化通道贯通装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种地下气化通道贯通装置，该装置可以应用在煤炭地下气化等领域中，也可以应用在煤层气开采、油层气开采、油页岩利用等其他能源开采领域中，用以提高能源开采效率。

背景技术

在煤炭地下气化用高压空气压裂煤层的过程中，煤层裂隙空间分布的不均匀性、地层局部构造及在生产井的钻井固井操作导致的水泥浆漏失固结等因素均可能导致生产井周煤层很难贯通。因此需要采取相应措施增加井周的孔隙度，降低贯通难度，节约地下气化成本。

US 6,672,405提出一种提高油气产量的多级射孔装置，该装置通过装置内部多个射孔装置(用密封球等间隔)可以在至少一个地层的多个位置进行射孔。射孔装置内装有多级射孔器件及偏心装置，保证能够射穿套管，增加油气产量。

US 7,320,365提出一种提高现有油井产量的方法，具体过程为首先将底部设有钻孔器的泥浆管下到井内，这样在设备与井孔之间就形成了一个圆环，将泥浆管下到井内油气区后向管内泵入泥浆，泥浆的作用是在环内液压低于外部压力时产生不平衡条件，钻孔器用来扩孔，在此过程中产生的碎屑由泥浆循环带走。

目前，煤炭地下气化产气井与注气井之间的贯通过程中存在着贯通时间长、贯通难度大等缺点。通过分析发现造成上述问题的原因主要是煤层裂隙空间分布的不均匀性、地质构造及生产井钻井固井操作造成水泥浆漏失固结在生产井周围。

US 6,672,405的主要目的是利用多级射孔的方法提高油气井的产量。这种方法虽然也可以增加煤层的孔隙度，但是一次射孔只能针对单一位置且射孔深度有限，通道可控性差，构造的裂隙少，且由于射孔面积较小很可能导致软岩段的射孔在一定时间后射孔重新闭合，因此该方法只能作为降低煤层压裂强度的备选方案。

US 7,320,365所述的方法是利用钻孔仪器来扩大目的区域的井口半径来提高油气产率。这种方法主要是消除钻井过程中在井周形成的泥饼影响，对于煤炭地下气化来讲工作量较大，代价高，范围小，效果不是很明显。

实用新型内容

为克服上述现有技术中的不足，本实用新型的目的在于提出一种提高地下气化通道贯通效率的装置。

在实际生产过程中，煤炭地下气化炉由注气井、产气井及气化通道组成，气化通道位于注气井和产气井之间的煤层段，可以提高煤炭气化效率，节约气化成本。

由于煤层的裂隙导致在不同方向上煤层的渗透性不同，因此在进行煤层开采之前首先要确定该层段的裂隙发育方向，然后沿裂隙方向开拓注气井及产气井并对两井之间的煤层进行压裂。然而由于煤层裂隙的空间分布并不均匀甚至可能存在局部地质构造，以及生产井在钻井固井操作中可能会由于煤层松软的地质条件导致水泥浆漏失而堵塞并固结在生产井周围，从而导致煤炭地下气化贯通效率低下。

为实现上述目的，本实用新型提供一种用于在气化井内对气化通道进行贯通的地下气化通道贯通装置，该地下气化通道贯通装置包括位于气化井上部的地面系统、位于气化井内的井下系统，以及连接在地面系统和井下系统之间的传输系统；所述地面系统包括提吊系统和上位机；其中，所述井下系统包括深度测井仪、液压系统和用于切割通道的刀盘，所述刀盘在铰接点处以铰接方式连接到所述液压系统，从而所述刀盘能够以铰接点为枢轴而相对于所述液压系统的纵向以一个角度范围回转，所述刀盘相对于所述液压系统的纵向以一个角度范围回转使得所述刀盘在地层内切割出与所述液压系统的纵向相平行的扇形通道面。

在本实用新型的一种优选实施方式中，所述角度范围为0至80度。在本实用新型的一种优选实施方式中，所述角度范围为0至70度。在本实用新型的一种优选实施方式中，所述角度范围为0至60度。

在本实用新型的一种优选实施方式中，所述液压系统以能够在气化井内的任一水平截面中回转的方式设置在气化井内，从而所述刀盘在地层中能够切割出多个在水平方向上以不同角度定向的扇形通道面。

在本实用新型的一种优选实施方式中，所述液压系统以能够在气化井内的任一水平截面中360度回转的方式设置在气化井内，从而所述刀盘203在地层中在水平方向的360范围内能够切割出多个以不同角度定向的扇形通道面。

在本实用新型的一种优选实施方式中，所述传输系统包括用于电力及信号传输的上行专用电缆及下行专用电缆。

在本实用新型的一种优选实施方式中，所述刀盘上镶嵌有多个刀具。

在本实用新型的一种优选实施方式中，所述液压系统包括油箱、过滤器、溢流阀、单向阀、安全溢流阀组、伺服放大器、电液伺服阀、双杆液压泵、位置传感器，以及测速电动机。