CN105756617A - 突水钻孔孔内深部引流孔壁注浆固管封堵装置及其固管封堵方法 - Google Patents

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胡荣杰
孙本魁
张宏忠
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Anhui Hengyuan Coal Electricity Group Co Ltd
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    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices, or the like
    • E21B33/138—Plastering the borehole wall; Injecting into the formation

Abstract

本发明提供一种突水钻孔孔内深部引流孔壁注浆固管封堵装置，包括孔口管，孔口管具有错断处；向孔口管内下入引流管；错断处处于引流管两端之间；孔口管的内壁与引流管的外壁之间有间隙；在孔口管的管口处安装有孔壁注浆机构；孔壁注浆机构包括注浆进浆闸阀、引流孔口闸阀；注浆进浆闸阀与间隙连通；引流孔口闸阀与引流管连通。本工艺通过向孔内深部下入小口径套管的方法对孔内深部含水层出水进行引流、泄压，减少钻孔周边巷道底板出水量；利用原孔孔壁对孔内注浆浆液经套管断裂处渗入封堵巷道底板出水裂隙通道后，进而再封堵含水层，实现对钻孔封堵和治理巷道底板出水的目的。

Description

突水钻孔孔内深部引流孔壁注浆固管封堵装置及其固管封堵方法
技术领域
本发明涉及钻孔注浆封堵技术领域，具体来说是突水钻孔孔内深部引流孔壁注浆固管封堵装置及其固管封堵方法。
背景技术
矿井深部地应力大，往往造成井下水文钻孔套管断裂，孔内大流量、高压水经错断套管处与巷道浅部裂隙导通，造成钻孔周边巷道底鼓、突水事故。此类事故处理必须及时封堵出水钻孔，由于孔内水量经周边巷道浅部底板大量涌出泄压，使用常规孔口直接注浆法时，浆液从经周边巷道浅部底板突水点大量涌出，造成钻孔无法封堵。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中常规孔口注浆无法封堵巷道底板的缺陷，提供一种突水钻孔孔内深部引流孔壁注浆固管封堵装置及其固管封堵方法来解决上述问题。
本发明是通过以下技术方案来实现上述技术目的：
突水钻孔孔内深部引流孔壁注浆固管封堵装置，包括孔口管，所述孔口管具有错断处；向所述孔口管内下入引流管；所述错断处处于所述引流管两端之间；所述孔口管的内壁与所述引流管的外壁之间有间隙；在所述孔口管的管口处安装有孔壁注浆机构；所述孔壁注浆机构包括注浆进浆闸阀、引流孔口闸阀；所述注浆进浆闸阀与所述间隙连通；所述引流孔口闸阀与所述引流管连通。
优选的，所述孔壁注浆机构包括第一料管；所述第一料管的一端与所述孔口管的管口固定，另一端固定所述引流孔口闸阀。
优选的，所所述孔壁注浆机构还包括第二料管；在所述第一料管的侧壁上安装有孔壁闸阀；所述第二料管的一端通过导管与所述孔壁闸阀连通；所述第二料管的另一端固定所述注浆进浆闸阀。
优选的，所所述第一料管的侧壁上还安装有泄压阀。
优选的，所所述第二料管高于所述孔壁闸阀。
一种突水钻孔孔内深部引流孔壁注浆固管封堵方法，包括以下步骤：
步骤1.安装引流管
在孔口管内下入引流管；所述孔口管的内壁与所述引流管的外壁之间有间隙；且孔口管的错断处处于所述引流管的两端之间；
步骤2.安装孔壁注浆机构
在所述孔口管的管口处安装孔壁注浆机构，所述孔壁注浆机构具有注浆进浆闸阀、引流孔口闸阀；使所述注浆进浆闸阀与所述间隙连通，所述引流孔口闸阀与所述引流管连通。
步骤3.封堵巷道底板
向所述注浆进浆闸阀内注浆或骨料，利用所述引流管引流过程中，使所述孔口管内压力高于所述孔口管外的压力，从而使浆液或骨料从所述错断处渗入巷道底板的缝隙中对巷道底板的缝隙进行封堵；
步骤4.封堵含水层
关闭所述引流孔口闸阀，通过所述注浆进浆闸阀注浆封堵含水层；或关闭所述孔壁闸阀，通过所述引流孔口闸阀注浆封堵含水层。
优选的，所述骨料为黄豆或碎的干海带。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明通过向孔内深部下入小口径套管的方法对孔内深部含水层出水进行引流、泄压，减少钻孔周边巷道底板出水量；利用原孔孔壁对孔内注浆(包括骨料、水泥浆等)，浆液经套管断裂处渗入封堵巷道底板出水裂隙通道后，进而再封堵含水层，实现对钻孔封堵和治理巷道底板出水的目的，具体为：
1.实现对孔内深部含水层出水进行引流、泄压，减少钻孔周边巷道底板出水量；
2.在引流泄压造成的孔口管内压力大于孔口管外压力的条件下，浆液或骨料渗入巷道底板，从而实现对巷道底板出水的治理；
3.通过孔口管或引流管实现对出水钻孔的注浆封堵，解决使用常规孔口直接注浆法钻孔无法封堵的难题。
附图说明
图1为本发明突水钻孔孔内深部引流孔壁注浆固管封堵装置的剖面结构示意图。
具体实施方式
为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：
如图1所示，一种突水钻孔孔内深部引流孔壁注浆固管封堵装置，包括孔口管1，孔口管1具有错断处11。向孔口管1内下入引流管22，错断处11处于引流管22两端之间。孔口管1的内壁与引流管22的外壁之间有间隙。在孔口管1的管口处安装有孔壁注浆机构；孔壁注浆机构包括注浆进浆闸阀31、引流孔口闸阀32。注浆进浆闸阀31与间隙连通；引流孔口闸阀32与引流管22连通。
其中孔壁注浆机构包括第一料管33和第二料管34；第一料管33的一端与孔口管1的管口固定，另一端固定引流孔口闸阀32。在第一料管33的侧壁上安装有孔壁闸阀331和泄压阀332；第二料管34的一端通过导管与孔壁闸阀331连通；第二料管34的另一端固定注浆进浆闸阀31。其中，孔壁闸阀331和泄压阀332分别设置在第一料管33的两侧。
为了便于骨料或浆液顺利进入孔口管1，本发明提供的第二料管34高于孔壁闸阀331。
一种突水钻孔孔内深部引流孔壁注浆固管封堵方法，包括以下步骤：
步骤1.安装引流管22
在孔口管1内下入引流管22；孔口管1的内壁与引流管22的外壁之间有间隙；且孔口管1的错断处11处于引流管22的两端之间；
步骤2.安装孔壁注浆机构
在孔口管1的管口处安装孔壁注浆机构，孔壁注浆机构具有注浆进浆闸阀31、引流孔口闸阀32；使注浆进浆闸阀31与间隙连通，引流孔口闸阀32与引流管22连通。
步骤3.封堵巷道底板
向注浆进浆闸阀31内注浆或骨料，利用引流管22引流过程中，使孔口管1内压力高于孔口管1外的压力，从而使浆液或骨料从错断处11渗入巷道底板的缝隙中对巷道底板的缝隙进行封堵；
步骤4.封堵含水层
关闭引流孔口闸阀32，通过注浆进浆闸阀31注浆封堵含水层；或关闭孔壁闸阀331，通过引流孔口闸阀32注浆封堵含水层。
其中骨料为黄豆或碎的干海带，黄豆或碎的干海带经水泡后涨大，从而实现封堵巷道底板缝隙的目的，且黄豆和干海带价格经济，易购置，且对水文地质无影响。
本发明通过向孔内深部下入小口径套管的方法对孔内深部含水层出水进行引流、泄压，减少钻孔周边巷道底板出水量；利用原孔孔壁对孔内注浆(包括骨料、水泥浆等)，浆液经套管断裂处渗入封堵巷道底板出水裂隙通道后，进而再封堵含水层，实现对钻孔封堵和治理巷道底板出水的目的。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1.突水钻孔孔内深部引流孔壁注浆固管封堵装置，其特征在于：包括孔口管，所述孔口管具有错断处；向所述孔口管内下入引流管；所述错断处处于所述引流管两端之间；所述孔口管的内壁与所述引流管的外壁之间有间隙；在所述孔口管的管口处安装有孔壁注浆机构；所述孔壁注浆机构包括注浆进浆闸阀、引流孔口闸阀；所述注浆进浆闸阀与所述间隙连通；所述引流孔口闸阀与所述引流管连通。
2.根据权利要求1所述的突水钻孔孔内深部引流孔壁注浆固管封堵装置，其特征在于：所述孔壁注浆机构包括第一料管；所述第一料管的一端与所述孔口管的管口固定，另一端固定所述引流孔口闸阀。
3.根据权利要求2所述的突水钻孔孔内深部引流孔壁注浆固管封堵装置，其特征在于：所述孔壁注浆机构还包括第二料管；在所述第一料管的侧壁上安装有孔壁闸阀；所述第二料管的一端通过导管与所述孔壁闸阀连通；所述第二料管的另一端固定所述注浆进浆闸阀。
4.根据权利要求2所述的突水钻孔孔内深部引流孔壁注浆固管封堵装置，其特征在于：所述第一料管的侧壁上还安装有泄压阀。
5.根据权利要求3所述的突水钻孔孔内深部引流孔壁注浆固管封堵装置，其特征在于：所述第二料管高于所述孔壁闸阀。
6.一种使用权利要求1至5任一突水钻孔孔内深部引流孔壁注浆固管封堵装置的固管封堵方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)安装引流管
在孔口管内下入引流管；所述孔口管的内壁与所述引流管的外壁之间有间隙；且孔口管的错断处处于所述引流管的两端之间；
2)安装孔壁注浆机构
在所述孔口管的管口处安装孔壁注浆机构，所述孔壁注浆机构具有注浆进浆闸阀、引流孔口闸阀；使所述注浆进浆闸阀与所述间隙连通，所述引流孔口闸阀与所述引流管连通。
3)封堵巷道底板
向所述注浆进浆闸阀内注浆或骨料，利用所述引流管引流过程中，使所述孔口管内压力高于所述孔口管外的压力，从而使浆液或骨料从所述错断处渗入巷道底板的缝隙中对巷道底板的缝隙进行封堵；
4)封堵含水层
关闭所述引流孔口闸阀，通过所述注浆进浆闸阀注浆封堵含水层；或关闭所述孔壁闸阀，通过所述引流孔口闸阀注浆封堵含水层。
7.根据权利要求6所述的一种突水钻孔孔内深部引流孔壁注浆固管封堵方法，其特征在于：所述骨料为黄豆或碎的干海带。
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