一种可控燃烧套管柱的制作方法

本发明属于采油工程，具体涉及一种可控燃烧套管柱。

背景技术：

1、煤炭地下气化是在地下创造适当的工艺条件，使煤炭进行有控制的燃烧，通过煤的热解以及煤与氧气、水蒸汽发生的一系列化学反应，生成氢气、一氧化碳和甲烷等可燃气体的化学采煤方法，实现煤炭清洁开采。

2、煤炭地下气化是多学科、跨行业的颠覆性、战略性、前沿性技术，基础理论薄弱，工艺技术难度大。在煤炭地下气化通过一个腔体燃烧后再进行另一个腔体燃烧，实现煤炭地下气化工业化开采。但煤炭地下气化腔体的分步式燃烧，一是需要套管可燃使腔体获得充分燃烧，套管燃烧后残留物不影响气流通道；二是需要套管燃烧可控，在本腔体套管燃烧时下一腔体套管不能燃烧。此外，腔体燃烧区温度高达1200℃，热传导至下一腔体的套管温度可达500℃以上。

3、现有技术存在的主要问题：1)使用打孔套管作为可燃管(如割缝筛管)，套管无法实现燃烧，且影响催化气流与煤炭的接触面积，不能保证开采效率；不能形成有效密闭空间，造成煤气外串；2)使用外铝内钢或内铝外钢复合套管结构，套管为割缝筛管，同样存在催化气流与煤炭的接触面积不充分问题，影响开采效率，同时复合结构套管连接复杂，影响钻井时效。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种可控燃烧套管柱，解决现有技术中套管不能控制燃烧、阻碍催化气流与煤炭的接触、开采效率低的问题。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、本发明公开了一种可控燃烧套管柱，由m个独立单元组成；

4、所述独立单元包括碳钢套管短节(1)、第一碳钢接箍(21)、第二碳钢接箍(22)、镁基合金套管(3)；

5、其中n根镁基合金套管(3)相连组成可燃套管串，所述可燃套管串前端连接碳钢套管短节(1)；相邻两个镁基合金套管(3)之间通过第二碳钢接箍(22)连接，镁基合金套管(3)和碳钢套管短节(1)之间通过第一碳钢接箍(21)连接；

6、当m≥2时，上一个独立单元的尾端与下一个独立单元的前端通过第一碳钢接箍(21)连接。

7、优选地，n≥1。

8、优选地，所述碳钢套管短节(1)和镁基合金套管(3)的两端加工有螺纹，第一碳钢接箍(21)和第二碳钢接箍(22)内部加工有螺纹，相邻两个镁基合金套管(3)之间通过第二碳钢接箍(22)螺纹连接，镁基合金套管(3)和碳钢套管短节(1)之间通过第一碳钢接箍(21)螺纹连接。

9、优选地，所述螺纹为长圆螺纹、偏梯形螺纹或特殊螺纹。

10、优选地，所述镁合金套管(3)的长度为3000mm～10000mm，外径≤244.5mm，壁厚不低于8mm。

11、优选地，所述碳钢套管短节(1)的长度为500mm～30000mm，外径≤244.5mm，壁厚不低于8mm。

12、优选地，所述镁基合金套管(3)的燃点为500℃～800℃。

13、优选地，所述碳钢套管短节(1)和镁基合金套管(3)的外径和壁厚一致。

14、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

15、本发明公开了一种可控燃烧套管柱，该套管柱主要由镁基合金套管、第一碳钢接箍、第二碳钢接箍和碳钢套管短节形成的独立单元组成，通过镁基合金套管、第一碳钢接箍、第二碳钢接箍和碳钢套管短节等不同长度的配置，可以实现长度大小不等的燃烧段，可灵活应用于不同长度的气化腔体中，同时可燃性套管的设置，燃烧后的残留物不影响气流通道，提高了催化气流和煤炭的接触面积，保证了开采效率；该套管能形成封闭空间，保证煤气不外串；独立单元之间交替连接，可以实现套管燃烧可控。

技术特征：

1.一种可控燃烧套管柱，其特征在于，由m个独立单元组成；

2.根据权利要求1所述的一种可控燃烧套管柱，其特征在于，n≥1。

3.根据权利要求1所述的一种可控燃烧套管柱，其特征在于，所述碳钢套管短节(1)和镁基合金套管(3)的两端加工有螺纹，第一碳钢接箍(21)和第二碳钢接箍(22)内部加工有螺纹，相邻两个镁基合金套管(3)之间通过第二碳钢接箍(22)螺纹连接，镁基合金套管(3)和碳钢套管短节(1)之间通过第一碳钢接箍(21)螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的一种可控燃烧套管柱，其特征在于，所述螺纹为长圆螺纹、偏梯形螺纹或特殊螺纹。

5.根据权利要求1所述的一种可控燃烧套管柱，其特征在于，所述镁合金套管(3)的长度为3000mm～10000mm，外径≤244.5mm，壁厚不低于8mm。

6.根据权利要求1所述的一种可控燃烧套管柱，其特征在于，所述碳钢套管短节(1)的长度为500mm～30000mm，外径≤244.5mm，壁厚不低于8mm。

7.根据权利要求1所述的一种可控燃烧套管柱，其特征在于，所述镁基合金套管(3)的燃点为500℃～800℃。

8.根据权利要求1所述的一种可控燃烧套管柱，其特征在于，所述碳钢套管短节(1)和镁基合金套管(3)的外径和壁厚一致。

技术总结
本发明公开了一种可控燃烧套管柱，该可控燃烧套管柱可以解决现有技术中，套管无法燃烧阻碍催化气流与煤炭的接触、开采效率低的问题。该可控燃烧套管柱由包括碳钢套管短节、第一碳钢接箍、第二碳钢接箍、镁基合金套管的独立单元组成，其中相邻两个镁基合金套管之间通过第二碳钢接箍连接，镁基合金套管和碳钢套管短节之间通过第一碳钢接箍连接。可控燃烧套管柱可根据实际气化腔体的长度灵活设置长度，实现长度大小不等的燃烧段；其中镁基合金套管燃点在500℃～800℃之间，在燃烧后生成的产物不影响气流通道，保证了催化气流与煤炭的接触面积，提高了开采效率，具有很好的应用效果。

技术研发人员：王建军,任相羿,韩礼红,徐小虎,李方坡,路彩虹,杨尚谕
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12