[發(fā)明專利]鉆注平行作業(yè)中鉆井泥漿內(nèi)是否侵入注漿液的監(jiān)測方法

有效

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• 申請日: 2010-04-14
• 公開（公告）號: CN101798919A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫建榮;張廣宇;周興旺;劉志強;王新;左永江;王正勝;王嘵建;李恩濤;李英全;汪船
• 申請（專利權(quán)）人: 北京中煤礦山工程有限公司
• 主分類號: E21B47/10
• 分類號: E21B47/10;E21B44/00
• 代理公司: 北京天奇智新知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 李振文

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及鉆井法鑿井和注漿法施工同時進行時，鉆井泥漿中是否侵入注 漿液的監(jiān)測方法。

背景技術(shù)：

鉆井法“打井不下井”、機械化程度高、安全可靠、成井質(zhì)量好，是在深 厚表土中開鑿立井井筒可靠的施工技術(shù)，但往往需要多次擴井再下沉預(yù)制井 壁，施工速度慢，工期長，而且在深部基巖含水層注漿法施工時，需要先完成 基巖段注漿施工，再進行沖積層鉆井法施工，導(dǎo)致井筒建設(shè)工期過長。根據(jù)目 前施工技術(shù)水平，若一個1000m深的立井井筒，沖積層600m厚，采用鉆井法 施工需2年以上，下部基巖段含水層地面預(yù)注漿需要10～12個月；全國立井 井筒基巖掘砌平均速度64m/月，按注漿-鉆井-鑿井順序施工，整個立井井筒的 施工工期大約需要4～5年的時間。如果實現(xiàn)鉆井法與注漿法兩大施工工序的 平行作業(yè)，可以大幅度地節(jié)省總施工工期。

但是在進行鉆注平行作業(yè)過程中如果注漿液侵入到鉆井井筒內(nèi)混入泥漿 后，會使泥漿的失水量增大，破壞其穩(wěn)定性，從而破壞鉆井泥漿的性能，影響 鉆井法鑿井的正常鉆進，嚴重的會對鉆井井幫造成破壞，引起塌孔，可能會造 成重大安全事故，影響鉆井工期。

所以在鉆井過程中加強對鉆井泥漿的監(jiān)測，防止注漿液侵入到鉆井泥漿 中，是實現(xiàn)鉆-注平行作業(yè)順利進行的必要條件。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供鉆井法鑿井和注漿法施工同時進行時， 鉆井泥漿中是否侵入注漿液的監(jiān)測方法，從而為鉆注平行作業(yè)提供安全保障。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

建立pH值在線監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括傳感器、監(jiān)測儀器及電腦，其中傳 感器選用沉入式pH值傳感器，傳感器安置在漿液流速為0.6～1.2m/min、用肉 眼比較含砂量相對較少并靠近泥漿噴口處；監(jiān)測儀器通過傳感器發(fā)出的實時信 號，測量出泥漿的實時pH值，并將該數(shù)值傳輸至電腦，電腦對預(yù)先設(shè)定的數(shù) 值與實時pH值進行比對，當泥漿pH值高于警示值時，發(fā)出警示信號，此時 暫停注漿，并對泥漿的各項性能參數(shù)進行測試，如果泥漿的其他參數(shù)其他沒有 變化，繼續(xù)注漿，如果其他參數(shù)都有變化，則停止注漿；當泥漿pH值達到警 告值時，發(fā)出報警信號，關(guān)掉注漿泵；當pH值有突發(fā)變化時，暫不發(fā)出警告； 當突發(fā)變化經(jīng)短時間無法消除時，發(fā)出警示信號。

所述警示、警告值的設(shè)定，依據(jù)所鉆井用鉆井泥漿、注漿液及泥漿與注漿 液不同混合比時的pH值比對后確定；其中警示值優(yōu)選為8.0，警告值優(yōu)選為 8.5。

所述監(jiān)測儀器包括pH值測量模塊，測量模塊根據(jù)傳感器的實時信號測量 出泥漿的pH值，測量模塊的分辨率不小于0.01，誤差極限不大于±0.002。

本發(fā)明具有如下有益效果：采用在鉆井泥漿出口處監(jiān)測泥漿pH值的方法， 能直觀可靠的監(jiān)測到鉆注平行作業(yè)時注漿液是否侵入到鉆井泥漿中，進而采取 有效措施保證鉆注平行作業(yè)的安全，另外該方法簡單、快速，是一種理想的監(jiān) 測方法。

具體實施方式：

以下實施例中各實驗所述的比例均為質(zhì)量百分比。

下述各實驗pH值檢測所用pH計為梅特勒-托利多公司的SevenMultis型 pH/電導(dǎo)率/離子綜合測試儀。

首先通過下面的注漿液對鉆井泥漿各參數(shù)影響實驗，來說明為什么選擇泥 漿pH值這一參數(shù)作為監(jiān)測的指標：

2009年7月14日取用現(xiàn)場的注漿液，按不同比例加入到表土段鉆井泥漿 中，泥漿各參數(shù)的變化見下表1：

表1注漿液對表土段鉆井泥漿參數(shù)影響

2009年9月12日取現(xiàn)場的注漿液，按不同比例加入到巖石段鉆井泥漿中， 泥漿各參數(shù)的變化見下表2。

表2注漿液對巖石段鉆井泥漿參數(shù)影響