CN111472717A - 一种煤矿井下长钻孔的定点加固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种煤矿井下长钻孔的定点加固方法，属于钻孔的定点加固护孔工艺领域。包括如下步骤：通过孔深数据、钻进参数及孔口返渣情况，判断塌孔或掉块区域位置；将封隔装置与高承压密封钻杆连接后下入复杂地层孔段的塌孔或掉块区域以浅的稳定孔段；驱动封隔装置张开，封闭封隔装置与钻孔壁之间的环空间隙；将速凝材料浆液注入复杂地层孔段的塌孔或掉块区域；在速凝材料固结前退出钻具，回收封隔装置。本发明能够在复塌孔或掉块区域内形成速凝材料固结体，从而使复杂地层孔段地层得到固结，起到护孔的作用，避免后续钻孔钻进时在该区域再次出现塌孔、掉块，防止卡钻、断钻等事故，保障了钻孔通道的通畅，满足矿井瓦斯治理、水害防治等需要。
Description
技术领域
本发明属于钻孔的定点加固护孔钻进工艺领域，涉及一种煤矿井下长钻孔的定点加固方法。
背景技术
钻孔施工是煤矿井下进行瓦斯、防治水、防灭火等灾害治理的最根本技术措施，但是受地质构造、煤岩赋存特征等影响，在钻孔施工过程中将不可避免的钻遇复杂地层，在该类地层中钻进经常出现塌孔、掉块现象，易导致卡钻、断钻等事故的发生，限制了钻孔成孔性，影响了灾害治理效果。目前针对复杂地层的钻孔施工，多数采用改变钻具结构、调整钻孔轨迹、下套管护孔、注浆加固等方式，但效果难以保证，尤其是对长钻孔的深孔护孔目前还无法实现。随着煤矿井下定向钻进技术的不断成熟及应用，未来煤矿井下的钻孔将以定向长钻孔为主，钻遇复杂地层的几率更高、难度更大，而现有的护孔工艺因无法适用于深孔钻进，所以导致复杂地层的成孔性较差。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种煤矿井下长钻孔的定点加固方法，能够对煤矿井下长钻孔复杂地层孔段的塌孔或掉块区域进行加固，达到护孔钻进的目的，防止卡钻、断钻等事故。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤矿井下长钻孔的定点加固方法，包括如下步骤：塌孔或掉块区域位置判断：通过钻进过程中的孔深数据、钻进参数及孔口返渣情况，判断复杂地层孔段的塌孔或掉块区域的位置；封隔装置坐封：将封隔装置与高承压密封钻杆连接后下入复杂地层孔段的塌孔或掉块区域以浅的稳定孔段；环空间隙封闭：驱动封隔装置张开，封闭封隔装置与钻孔壁之间的环空间隙；注浆：将速凝材料浆液注入复杂地层孔段的塌孔或掉块区域；退钻：速凝材料浆液经过侯凝，在复杂地层孔段的塌孔或掉块区域形成速凝材料稠化体，在速凝材料固结前退出钻具，回收封隔装置。
可选地，“环间隙封闭”步骤中，采用泥浆泵向高承压密封钻杆中泵入高压水，驱动封隔装置张开。
可选地，“注浆”步骤中，封隔装置内设有注浆通道，注浆通道与高承压密封钻杆的内孔连通，采用泥浆泵通过高承压密封钻杆的内孔及注浆通道，将速凝材料浆液注入复杂地层孔段的塌孔或掉块区域。
可选地，所述封隔装置为封隔器。
可选地，所述封隔装置为可回收式，在“退钻”步骤中随钻具一起退出。
本发明的有益效果在于：在复杂地层孔段塌孔或掉块区域内形成速凝材料固结体，从而使复杂地层孔段塌孔或掉块区域的地层得到固结，起到护孔的作用，避免后续钻孔钻进时在该区域再次出现塌孔、掉块，进而防止卡钻、断钻等事故，有效地保障了煤矿井下长钻孔通道的通畅，满足矿井瓦斯治理、水害防治等的需要。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为煤矿井下长钻孔的定点加固方法的实施示意图。
附图标记：1、高承压密封钻杆；2、孔壁；3、可回收式封隔器；4、速凝材料浆液；5、速凝材料固结体；6、塌孔区域。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
请参阅图1，为一种煤矿井下长钻孔的定点加固方法，包括如下步骤：
(1)塌孔区域位置判断：当钻进过程中遇复杂地层孔段，出现塌孔、掉块现象时，通过钻进过程中的孔深数据、钻进参数及孔口返渣情况，判断复杂地层孔段的塌孔区域6的位置；
(2)可回收式封隔器3坐封：将可回收式封隔器3与高承压密封钻杆1连接后下入复杂地层孔段的塌孔区域6以浅的稳定孔段，开始实施定点加固作业；
(3)环空间隙封闭：采用泥浆泵向高承压密封钻杆1中泵入高压水，驱动可回收式封隔器3张开，封闭可回收式封隔器3与钻孔壁2之间的环空间隙；
(4)注浆：可回收式封隔器3内设有注浆通道，注浆通道与高承压密封钻杆1的内孔连通，采用泥浆泵将速凝材料浆液4通过高承压密封钻杆1的内孔及注浆通道注入复杂地层孔段的塌孔区域6；
(5)退钻：速凝材料浆液4经过侯凝，在复杂地层孔段形成速凝材料稠化体，在速凝材料稠化体固结前退出钻具，可回收式封隔器3随钻具一起退出。
速凝材料稠化体固结后在复杂地层孔段的塌孔区域6内形成了速凝材料固结体5，从而使复杂地层孔段塌孔区域6的地层得到固结，起到护孔的作用，避免后续钻孔钻进时在该区域再次出现塌孔、掉块，防止卡钻、断钻等事故，有效保障了煤矿井下长钻孔通道的通畅，满足矿井瓦斯治理、水害防治等的需要。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种煤矿井下长钻孔的定点加固方法，其特征在于，包括如下步骤：
塌孔或掉块区域位置判断：通过钻进过程中的孔深数据、钻进参数及孔口返渣情况，判断复杂地层孔段的塌孔或掉块区域的位置；
封隔装置坐封：将封隔装置与高承压密封钻杆连接后下入复杂地层孔段的塌孔或掉块区域以浅的稳定孔段；
环空间隙封闭：驱动封隔装置张开，封闭封隔装置与钻孔壁之间的环空间隙；
注浆：将速凝材料浆液注入复杂地层孔段的塌孔或掉块区域；
退钻：速凝材料浆液经过侯凝，在复杂地层孔段的塌孔或掉块区域形成速凝材料稠化体，在速凝材料固结前退出钻具，回收封隔装置。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下长钻孔的定点加固方法，其特征在于：“环间隙封闭”步骤中，采用泥浆泵向高承压密封钻杆中泵入高压水，驱动封隔装置张开。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下长钻孔的定点加固方法，其特征在于：“注浆”步骤中，封隔装置内设有注浆通道，注浆通道与高承压密封钻杆的内孔连通，采用泥浆泵通过高承压密封钻杆的内孔及注浆通道，将速凝材料浆液注入复杂地层孔段的塌孔或掉块区域。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下长钻孔的定点加固方法，其特征在于：所述封隔装置为封隔器。
5.根据权利要求1所述的一种煤矿井下长钻孔的定点加固方法，其特征在于：所述封隔装置为可回收式，在“退钻”步骤中随钻具一起退出。
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