一種井結構及地下氣化爐的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及煤炭氣化領域，特別涉及一種井結構及地下氣化爐。
【背景技術】
[0002]煤炭地下氣化是在氣化通道中的煤層中進行，其核心技術是促使氣化劑(空氣或氧氣、水蒸氣等)和地下煤層充分接觸，通過對煤的熱解作用以及化學作用，產生可燃氣體。
[0003]在煤氣化的過程中，尤其是在主力煤層氣化過后，原始的煤層轉化為煤灰，對原始地層的支撐作用大幅減小，甚至會出現煤層頂板的坍塌，導致下入煤層的套管及水泥隨著煤層頂板的坍塌而斷裂、錯位及脫落，最終導致煤炭地下氣化的進、出氣孔的堵塞，嚴重影響煤炭地下氣化的正常運行。目前在煤炭地下氣化試驗基地，燃空區的大多數井都出現了井漏、井堵的現象。
[0004]現有技術解決上述問題，都是采用修井作業的方式來解決井漏、井堵等問題。而且修井作業只能解決表面的井漏、井堵問題，不能解決根本問題，因為很多井在修井完成后，使用不長時間就又會出現上述的問題。從而會出現一口井反復修多次仍有問題，而且氣化過后的煤氣化通道內仍然存在大量的高溫、高壓等有毒氣體，在修井過程中存在著很大的安全隱患。
【發明內容】
[0005]為了解決目前現有的井結構在工作過程中容易出現井漏，影響地下氣化爐正常運行的技術問題，本發明提供一種井結構及設置有該井結構的地下氣化爐。
[0006]本發明提供了一種井結構，包括:
[0007]直井段，所述直井段頂端設置有井口，底端的深度為地下含水層底以下的第一深度值；
[0008]斜井段，所述斜井段的頂端連接所述直井段的底端，所述斜井段的底端延伸并連通氣化通道；其中，
[0009]所述直井段的孔徑與所述斜井段的頂端孔徑的差值大于第一預定值。
[0010]進一步地，所述斜井段包括造斜段和穩斜段；
[0011]所述造斜段的頂端連接所述直井段的底端，所述造斜段的底端位于地下煤層上側的頂板巖層頂部；
[0012]所述穩斜段的頂端連接所述造斜段的底端，所述穩斜段的底端深度為所述煤層底板以下的第二深度值。
[0013]進一步地，所述直井段和斜井段內均設置有套管；
[0014]所述套管包括鋼質套管和可燃套管；其中，
[0015]所述鋼制套管的底端下放在所述頂板巖層內，并距所述煤層頂板的距離為第二預定值;
[0016]所述可燃套管的頂端連接所述鋼質套管的底端，所述可燃套管的底端下放在所述氣化通道頂部的所述煤層中，并距所述氣化通道頂部的距離為第三預定值。
[0017]進一步地，所述第三預定值為I米-3米中任一值；和/或，
[0018]所述第二預定值為3米-10米中任一值。
[0019]進一步地，所述第一預定值為I米；和/或，
[0020]所述第二深度值為2米-5米中任一值；和/或，
[0021]所述第一深度值為10米-30米中任一值。
[0022]進一步地，所述鋼質套管為鋼套管；和/或，
[0023]所述可燃套管為玻璃鋼套管。
[0024]進一步地，所述造斜段的弧度設置在預定弧度范圍；
[0025]所述造斜段的最終傾角介于30° -60°之間；
[0026]所述穩斜段的井斜角與所述造斜段底端的傾斜角度相同。
[0027]進一步地，所述鋼質套管與所述直井段內壁之間設置有第一固井水泥環；
[0028]所述鋼質套管與所述斜井段的內壁之間設置有第二固井水泥環；
[0029]所述可燃套管與所述斜井段的內壁之間設置有第三固井水泥環。
[0030]進一步地，所述第一水泥環的外徑與所述第二水泥環頂端外徑的差值大于所述第一預定值。
[0031]本發明還提供一種地下氣化爐；所述地下氣化爐設置有上述任一項所述的井結構。
[0032]與現有技術相比，本發明的有益效果在于:
[0033]本發明提供的一種井結構，包括:直井段和斜井段，直井段的頂端設置有井口，底端深度為地下氣化爐所在地下含水層底以下的第一深度值；斜井段的頂端連接直井段的底端，斜井段的底端延伸并連通所述地下氣化爐的氣化通道；其中，直井段的孔徑大于斜井的頂端孔徑，兩孔徑差值為第一預定值。該結構可以有效避免含水層的水通過井壁滲漏到氣化通道中，而且直井段的孔徑大于斜井段孔徑，這樣能夠增加含水層固井水泥環的厚度和質量，從而進一步防止爐井工作過程中出現井漏，提高地下氣化爐的工作效率。
【附圖說明】
[0034]構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0035]圖1為本發明實施例的結構示意圖。
[0036]附圖標記說明:
[0037]1、地表上層；11、含水層；12、地表下層；13、頂板巖層；14、煤層；15、底板巖層；2、直管段；21、第一固井水泥環；22、井口 ；3、斜管段；31、造斜段；32、穩斜段；33、第二固井水泥環；34、第三固井水泥環；4、鋼質套管；41、可燃套管；5、氣化通道。
【具體實施方式】
[0038]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0039]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。本實施例所提及的水平面均為垂直于重力方向的平面。下面結合附圖，對本發明的各優選實施例作進一步說明:
[0040]本發明提供了一種井結構，包括:直井段2，直井段2頂端設置有井口 22，底端的深度為地下含水層11底以下的第一深度值；斜井段3，斜井段3的頂端連接直井段2的底端，斜井段3的底端延伸并連通氣化通道5 ;其中，直井段2的孔徑與斜井段3的頂端孔徑的差值大于第一預定值。
[0041]第一深度值通常為10米-30米，直井段2的深度選取在含水層下部10米-30米之間，這樣可以充分利用直井段的固井效果，避免含水層的水通過井壁滲漏到氣化通道中，出現井漏現象；而且直井段的孔徑大于斜井段頂端的孔徑，這樣可以增加含水層固井水泥環的厚度和質量；進一步避免含水層的水通過井壁滲漏到氣化通道中，引起井漏問題。
[0042]另外，本發明實施例還通過在直井段2和斜井段3內布置套管，套管包括鋼質套管4和可燃套管41 ;鋼質套管4并不下入煤層14，只是可燃套管41下入煤層14，能有效避免由于煤層頂板冒落及頂板地層蠕變而引起套管斷裂、錯位后，出現井堵問題。
[0043]具體為，如圖1所示，該井結構，包括:直井段2和斜井段3，直井段2頂端設置在地表上層I上部，并形成井口，直井段2的深度為地下氣化爐所在地下含水層11底以下的10米-30米，如此設置的直井段，原因在于直井段2的固井效果要明顯優于斜井段3 ;斜井段3下入套管后，套管會緊貼于井眼的下部使下部的固井空間明顯減少，而直井段2套管始終處于井眼的中間；從而避免含水層的水通過井壁滲漏到氣化通道中，出現井漏現象。
[0044]其中，地下含水層11底為地表下層12，直井段2的深度為深入地表下層12至10米-30米中任一值，當然可以選擇直井段2的深度為深入地表下層10米或15米或20米或25米或30米，具體直井段2的深度可以根據實際現場情況設定，具體實施例可以參考上述描述，在此不再贅述。
[0045]如圖1所示，直井段2和斜井段3內均設置有套管，套管與直井段2之間設置有固井用的第一固井水泥環21 ;為了進一步避免出現井漏現象，本發明實施例中，優選直井段2的孔徑大于斜井段3頂端的孔徑，并且兩孔徑差值大于0.1米，而且直井段2的套管半徑與斜井段3頂部的套管半徑基本上相同，這樣能增加直井段I與含水層之間的第一固井水泥環21的厚度和質量，更有效的將含水層封隔；防止出現井漏現象。
[0046]斜井段3的頂端連接在直井段2的底端上，斜井段3的底端延伸并連通地下氣化爐