CN106761392A - 一种用于高压环境中带注浆充填的钻孔结构 - Google Patents

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叶礼明
王泽亮
刘正银
葛中勤
郭咏
郑军
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • 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
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • 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

Abstract

本发明公开了一种用于高压环境中带注浆充填的钻孔结构，包括孔口装置，所述孔口装置包括生产用套管、钻杆接手和注浆钻杆，所述钻杆接手设置在生产用套管内部并与生产用套管的两端端口相连通，所述注浆钻杆通过钻杆接手与生产用套管的两端端口固定连通，所述注浆钻杆顶端设有压力表，位于注浆钻杆上方的侧壁上对称设置一组快速接头，所述生产用套管的两侧管壁上分别设置有压力表和快速接头，所述生产用套管的两端端口上分别设有一组连接法兰，本发明使用方便，操作简单，节能降耗，安全性高，可靠性高。

Description

一种用于高压环境中带注浆充填的钻孔结构
技术领域
本发明涉及高压环境中覆岩离层带注浆充填技术领域，具体是一种用于高压环境中带注浆充填的钻孔结构。
背景技术
老的注浆钻孔结构的孔口装置直接把钻杆接手焊接在套管上部的闷盖法兰上，孔口处无焊接压力表，无法确切得知孔口压力，而孔口压力却是注浆减沉的关键参数。另外老的孔口装置为单通路注浆装置，遇到岩石错动、浆液堵塞注浆钻杆时，必须打开孔口装置对注浆钻杆进行疏通处理，而此时注浆钻杆处于高压状态，一旦打开极易造成伤人事故发生。
老的注浆钻孔结构采用两段成孔结构，即第一路套管下即为裸孔段，采用这种钻孔结构一旦发生岩石错动，套管很容易挤压变形甚至错断，造成工程失败。同时老的注浆钻孔结构采用的是地质套管，坚固性不如石油套管。另外钻孔时若发生冲洗液漏失只能通过不断投料的方式来封堵岩层裂隙，造成资源浪费严重。近年来我公司积极开展覆岩离层带注浆减沉(灾)工程，但由于地质条件、注浆特点以及高压环境等影响，要求对注浆钻孔结构进行升级改造。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于高压环境中带注浆充填的钻孔结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于高压环境中带注浆充填的钻孔结构，包括孔口装置，所述孔口装置包括生产用套管、钻杆接手和注浆钻杆，所述钻杆接手设置在生产用套管内部并与生产用套管的两端端口相连通，所述注浆钻杆通过钻杆接手与生产用套管的两端端口固定连通，所述注浆钻杆顶端设有压力表，位于注浆钻杆上方的侧壁上对称设置一组快速接头，所述生产用套管的两侧管壁上分别设置有压力表和快速接头，所述生产用套管的两端端口上分别设有一组连接法兰。
作为本发明进一步的方案，还包括位于孔口装置下方的套管段，所述套管段包括第一套管和第二路套管，所述第二路套管套装在注浆钻杆外围，第二路套管顶部通过过渡套管与生产用套管的连接法兰固定连接，第二路套管底部伸至主关键层以下位置，第二路套管底部管壁上留有圆孔，所述第一路套管套装在第二路套管外围，第一路套管底部伸至基岩面以下35～45m位置处，第一路套管底部管壁上留有圆孔，第一路套管外围以及第一路套管、第二路套管之间均通过水泥固封。
作为本发明进一步的方案，还包括裸孔段，所述裸孔段为注浆段，裸孔段采用110～152mm的孔径，裸孔段上部连接第二路套管底部，裸孔段下部与开采煤层顶板留有距离。
作为本发明进一步的方案，所述第一路套管采用孔径为178～245mm的石油套管。
作为本发明进一步的方案，所述第二路套管采用孔径为139～178mm的石油套管。
作为本发明进一步的方案，所述裸孔段内部含有注浆塞。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)使用方便，操作简单，节能降耗，安全性高，可靠性高；
2)孔口装置采用三阀两表结构，实现了升级改造，在随时掌握孔口压力的同时，即使遇到注浆钻杆堵塞的情况，不必打开孔口装置对注浆钻杆进行疏通，而是连接套管壁上的快升直通阀，实现从套管与注浆钻杆间隙进行注浆的方式；钻孔段采用三段成孔结构，实现了升级改造，首先石油套管取代了地质套管，加强了套管的坚固性；其次，两路套管增加了钻孔抵抗挤压变形的能力，最后，裸孔段使用注浆塞可有效减少用于堵塞裂隙而使用投料的消耗。
附图说明
图1为一种用于高压环境中带注浆充填的钻孔结构的结构示意图。
图中：1-生产用套管，2-钻杆接手，3-注浆钻杆，4-压力表，5-快速接头，6-快升直通阀，7-直通快速接头，8-U型卡，9-连接法兰，10-过渡套管，11-第一套管，12-第二路套管，13-水泥浆，14-基岩面，15-主关键层，16-注浆塞。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例中，一种用于高压环境中带注浆充填的钻孔结构，包括孔口装置，所述孔口装置包括生产用套管1、钻杆接手2和注浆钻杆3，所述钻杆接手2设置在生产用套管1内部并与生产用套管1的两端端口相连通，所述注浆钻杆3通过钻杆接手2与生产用套管1的两端端口固定连通，所述注浆钻杆3顶端设有压力表4，位于注浆钻杆3上方的侧壁上对称设置一组快速接头5，所述生产用套管1的两侧管壁上分别设置有压力表4和快速接头5，所述生产用套管1的两端端口上分别设有一组连接法兰9。“三阀两表”即在注浆钻杆3通道上连接两阀一表，生产用套管1上连接一阀一表。另外，快速接头5包括快升直通阀6及直通快速接头7，直通快速接头7内设有U型卡8，可及时有效防止喷浆事故；通过压力表4可直接看到注浆钻杆3及生产套管1内浆液压力值；当注浆钻杆3堵塞时，可通过封闭注浆钻杆3通路，连接生产套管1上的快升直通阀6，实现从生产套管1与注浆钻杆3之间间隙进行注浆。
钻孔结构还包括位于孔口装置下方的套管段，所述套管段包括第一套管11和第二路套管12，所述第二路套管12套装在注浆钻杆3外围，第二路套管12采用孔径为139～178mm的石油套管，第二路套管12顶部通过过渡套管10与生产用套管1的连接法兰9焊接固定，第二路套管12底部伸至主关键层15以下厚实砂岩处(因主关键层15岩层坚硬厚实，故主关键层15以下易形成离层区域)，第二路套管12底部管壁上留有圆孔，通过第二路套管12底部的圆孔向管外注水泥浆13进行第二路套管12的管外封固，并做止水检查；所述第一路套管11套装在第二路套管12外围，第一路套管11采用孔径为178～245mm的石油套管，第一路套管11底部伸至基岩面14以下35～45m位置处，第一路套管11底部管壁上留有圆孔，通过第一路套管11底部的圆孔向管外注水泥浆13进行第一路套管11的管外封固，并做止水检查；套管段采用双路套管形式，在增加套管结构稳定性的同时，可有效增强钻孔抵抗挤压变形的能力。
钻孔结构还包括裸孔段，所述裸孔段为注浆段，裸孔段位于离层区域，浆液通过裸孔段进入离层带，裸孔段采用110～152mm的孔径，裸孔段上部连接第二路套管12底部，裸孔段下部与开采煤层顶板留有距离，在实际施工中，经常采用往裸孔段加注浆塞16的形式堵塞岩层裂隙，减少投料的消耗。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种用于高压环境中带注浆充填的钻孔结构，包括孔口装置，其特征在于，所述孔口装置包括生产用套管、钻杆接手和注浆钻杆，所述钻杆接手设置在生产用套管内部并与生产用套管的两端端口相连通，所述注浆钻杆通过钻杆接手与生产用套管的两端端口固定连通，所述注浆钻杆顶端设有压力表，位于注浆钻杆上方的侧壁上对称设置一组快速接头，所述生产用套管的两侧管壁上分别设置有压力表和快速接头，快速接头包括快升直通阀及直通快速接头，直通快速接头内设有U型卡，所述生产用套管的两端端口上分别设有一组连接法兰。
2.根据权利要求1所述的一种用于高压环境中带注浆充填的钻孔结构，其特征在于，还包括位于孔口装置下方的套管段，所述套管段包括第一套管和第二路套管，所述第二路套管套装在注浆钻杆外围，第二路套管顶部通过过渡套管与生产用套管的连接法兰固定连接，第二路套管底部伸至主关键层以下位置，第二路套管底部管壁上留有圆孔，所述第一路套管套装在第二路套管外围，第一路套管底部伸至基岩面以下35～45m位置处，第一路套管底部管壁上留有圆孔，第一路套管外围以及第一路套管、第二路套管之间均通过水泥固封。
3.根据权利要求2所述的一种用于高压环境中带注浆充填的钻孔结构，其特征在于，还包括裸孔段，所述裸孔段为注浆段，裸孔段采用110～152mm的孔径，裸孔段上部连接第二路套管底部，裸孔段下部与开采煤层顶板留有距离。
4.根据权利要求2所述的一种用于高压环境中带注浆充填的钻孔结构，其特征在于，所述第一路套管采用孔径为178～245mm的石油套管。
5.根据权利要求2所述的一种用于高压环境中带注浆充填的钻孔结构，其特征在于，所述第二路套管采用孔径为139～178mm的石油套管。
6.根据权利要求3所述的一种用于高压环境中带注浆充填的钻孔结构，其特征在于，所述裸孔段内部含有注浆塞。
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