CN106285524B - 煤矿下向钻孔高分子泥浆排渣系统、方法及高分子泥浆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种煤矿下向钻孔高分子泥浆排渣系统、方法及高分子泥浆，包括钻机、钻杆、过滤池和注浆泵；过滤池的出口通过管路连接注浆泵的入口，注浆的出口连接钻机的泥浆入口，钻机的钻杆伸入钻孔中；钻孔的洞口连接过滤池的入口，所述煤矿下向钻孔高分子泥浆排渣系统中循环有高分子泥浆；所述高分子泥浆，由以下组分组成：黏土、水、表面活性剂K12、羧甲基纤维素钠和多孔二氧化硅；按质量份数，其中，黏土：1份，水：2‑3份，表面活性剂K12为水重量的3%‑10%，羧甲基纤维素钠为水重量的1%‑8%，多孔二氧化硅为黏土重量的20%‑30%。高分子泥浆具有优良的流动性、包裹性及悬浮性，浆液配比材料来源广，配比简单，对钻渣进行浸润粘滞吸附，达到下向孔排渣目的。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿井下钻孔技术领域，特别涉及一种煤矿下向钻孔高分子泥浆排渣系统、方法及高分子泥浆。
背景技术
煤矿生产离不开钻孔施工，如地质探测孔、瓦斯抽排孔、地压释放孔的施工。在岩层中钻进下向孔时，通常可采用，钻杆螺旋片自排渣，水力排渣、压风排渣、黄泥浆排渣等方式。钻杆螺旋片自排渣在长钻孔施工时，排渣不畅易卡钻。钻孔壁破碎时，水力排渣不畅，容易造成垮孔。风力排渣可以适应多种岩性钻孔施工，尤其是适合遇水膨胀的泥岩等岩性的施工，具有快速成孔、效率高等特点，但易受钻孔出水影响，当钻孔内出水时，泥岩或破碎岩体，易造成风力排渣困难，成孔困难。通常采用纯泥浆排渣，存在制浆困难，泥浆含水量较高，水含量不易控制，排渣效果不稳定，易造成堵垮孔现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种煤矿下向钻孔高分子泥浆排渣系统、方法及高分子泥浆，以解决上述现有技术存在的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
煤矿下向钻孔高分子泥浆排渣系统，包括钻机、钻杆、过滤池和注浆泵；过滤池的出口通过管路连接注浆泵的入口，注浆的出口连接钻机的泥浆入口，钻机的钻杆伸入钻孔中；钻孔的洞口连接过滤池的入口，所述煤矿下向钻孔高分子泥浆排渣系统中循环有高分子泥浆；所述高分子泥浆，由以下组分组成：黏土、水、表面活性剂K12、羧甲基纤维素钠和多孔二氧化硅；按质量份数，其中，黏土：1份，水：2-3份，表面活性剂K12为水重量的3％-10％，羧甲基纤维素钠为水重量的1％-8％，多孔二氧化硅为黏土重量的20％-30％。
煤矿下向钻孔高分子泥浆排渣方法，包括以下步骤：按照高分子泥浆组分配比分别加入黏土、水、表面活性剂K12、羧甲基纤维素钠、多孔二氧化硅，在搅拌机内搅拌均匀获得配制好的高分子泥浆；将配制好的高分子泥浆通过矿用注浆泵向钻孔内压注进行排渣，由钻杆内空腔至钻头出浆，再包裹悬浮钻屑后沿钻杆与钻孔壁间环形空间排至钻孔外的过滤池中，泥浆过滤除渣后循环使用。
煤矿下向钻孔高分子泥浆排渣系统中所使用的高分子泥浆，由以下组分组成：黏土、水、表面活性剂K12、羧甲基纤维素钠和多孔二氧化硅；按质量份数，其中，黏土：1份，水：2-3份，表面活性剂K12为水重量的3％-10％，羧甲基纤维素钠为水重量的1％-8％，多孔二氧化硅为黏土重量的20％-30％。
本发明煤矿下向钻孔高分子泥浆排渣方法的特点是，将配制好的以泥浆为主，添加多孔二氧化硅、脂链烃表面活性剂、高分子增稠材料进行改性，具有良好的流动性、包裹性、悬浮性的高分子泥浆，通过矿用泥浆泵向钻孔内压注进行排渣，由钻杆内空腔至钻头出浆，包裹悬浮钻屑后沿钻杆与钻孔壁间环形空间排至钻孔外，泥浆经过滤除渣后循环使用。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
1、本发明钻孔排渣不受钻孔出水、钻孔壁破碎影响，尤其适合在泥岩、破碎岩体及钻孔出水等地质条件下钻进排渣，在水力排渣、压风排渣受限，泥浆排渣效果不好时，可以克服成孔难，浆液易漏失、钻孔坍塌等问题，排渣效果可靠。
2、制浆材料配比简单，外加剂种类少，黏土、水等制浆材料来源广、成本低，可就地取材。形成的高分子泥浆具有良好流动性、包裹性、悬浮性。
3、排渣工艺系统合理，可利用煤矿现成灌浆系统制备、输送及压注泥浆。
4、高分子泥浆在钻杆和钻头外壁形成润滑膜，防止破碎岩体及钻屑磨损钻头，使钻头扭矩增大及钻速下降。
附图说明
图1为本发明系统的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1所示，本发明一种煤矿下向钻孔高分子泥浆排渣系统，包括钻机1、钻杆2、过滤池3和注浆泵5。
过滤池3的出口通过管路4连接注浆泵5的入口，注浆泵5的出口连接钻机1的泥浆入口，钻机1的钻杆2伸入钻孔6中。钻孔7的洞口连接过滤池的入口。
本发明中所采用的高分子泥浆，按照质量份数，由以下组分组成：
黏土、水、表面活性剂K12、羧甲基纤维素钠和多孔二氧化硅；其中，黏土：1份，水：2-3份，表面活性剂K12为水重量的3％-10％，羧甲基纤维素钠为水重量的1％-8％，多孔二氧化硅为黏土重量的20％-30％。
在这一组成中：
黏土是配制高分子泥浆的主要原料。
水是H2O作为形成泥浆的溶液，具有一定的浸润性。
表面活性剂K12是十二烷基硫酸钠，具有优良的浸润性、流动性。
羧甲基纤维素钠具有增稠保水性，可提高浆液的悬浮性、浸润性、粘滞吸附性、稳定性。
多孔二氧化硅，提高浆液流动性、悬浮性。
本发明一种煤矿下向钻孔高分子泥浆排渣方法，包括以下步骤：按照高分子泥浆组分配比分别加入黏土、水、表面活性剂K12、羧甲基纤维素钠、多孔二氧化硅，在搅拌机内搅拌均匀。
将配制好的泥浆通过矿用注浆泵5向钻孔内压注进行排渣，由钻杆2内空腔至钻头出浆，再包裹悬浮钻屑7后沿钻杆2与钻孔壁间环形空间排至钻孔外的过滤池3中，泥浆过滤除渣后循环使用。
Claims (3)
1.煤矿下向钻孔高分子泥浆排渣系统，其特征在于，包括钻机、钻杆、过滤池和注浆泵；过滤池的出口通过管路连接注浆泵的入口，注浆泵的出口连接钻机的泥浆入口，钻机的钻杆伸入钻孔中；钻孔的洞口连接过滤池的入口，所述煤矿下向钻孔高分子泥浆排渣系统中循环有高分子泥浆；所述高分子泥浆，由以下组分组成：黏土、水、表面活性剂K12、羧甲基纤维素钠和多孔二氧化硅；按质量份数，其中，黏土：1份，水：2-3份，表面活性剂K12为水重量的3％-10％，羧甲基纤维素钠为水重量的1％-8％，多孔二氧化硅为黏土重量的20％-30％。
2.煤矿下向钻孔高分子泥浆排渣方法，其特征在于，基于权利要求1所述的煤矿下向钻孔高分子泥浆排渣系统，包括以下步骤：
按照高分子泥浆组分配比分别加入黏土、水、表面活性剂K12、羧甲基纤维素钠、多孔二氧化硅，在搅拌机内搅拌均匀获得配制好的高分子泥浆；将配制好的高分子泥浆通过矿用注浆泵向钻孔内压注进行排渣，由钻杆内空腔至钻头出浆，再包裹悬浮钻屑后沿钻杆与钻孔壁间环形空间排至钻孔外的过滤池中，泥浆过滤除渣后循环使用。
3.权利要求1所述的煤矿下向钻孔高分子泥浆排渣系统中所使用的高分子泥浆，其特征在于，由以下组分组成：黏土、水、表面活性剂K12、羧甲基纤维素钠和多孔二氧化硅；按质量份数，其中，黏土：1份，水：2-3份，表面活性剂K12为水重量的3％-10％，羧甲基纤维素钠为水重量的1％-8％，多孔二氧化硅为黏土重量的20％-30％。
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