[發(fā)明專利]礦山豎井井筒一擴(kuò)成井鉆井法鑿井工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010172179.0
• 申請(qǐng)日: 2010-05-14
• 公開（公告）號(hào): CN101858218A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳遠(yuǎn)坤;趙時(shí)運(yùn);劉志強(qiáng);李文增;王從平;蔡鑫;汪船;胡本杰;陳發(fā)祥;史基盛;劉日輝;趙厚勝;胡光雨;馬進(jìn);王新;黃海波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 淮北礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司;中煤特殊鑿井(集團(tuán))有限責(zé)任公司;北京中煤礦山工程有限公司;華煤建設(shè)特殊工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): E21D1/06
• 分類號(hào): E21D1/06;E21D5/04;E21B7/06;E21B7/00
• 代理公司: 北京天奇智新知識(shí)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)明涉及礦山井巷施工中，采用鉆井法鑿井的施工工藝，具體的說是一種用于礦山豎井井筒一擴(kuò)成井鉆井法鑿井工藝。

背景技術(shù)：

鉆井法鑿井是一種全機(jī)械化綜合鑿井工藝，工作人員在地面工作，實(shí)現(xiàn)打井不下井。施工工藝包括①地層巖土破碎、攜帶、輸送和分離；②逐級(jí)擴(kuò)井；③井幫臨時(shí)支護(hù)；④永久支護(hù)包括井壁制做、懸浮下沉、壁后充填、注漿等。利用在地面布置的大直徑鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)鉆桿，鉆桿帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)，鉆頭上的滾刀實(shí)現(xiàn)自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，對(duì)地層產(chǎn)生沖擊、擠壓、刮削綜合作用，實(shí)地層破碎；當(dāng)鉆孔達(dá)到深度后，再經(jīng)過多次擴(kuò)井鉆進(jìn)并修正井偏及井斜，達(dá)到設(shè)計(jì)直徑時(shí)再將地面上預(yù)制好的鋼筋混凝土井壁或鋼板混凝土復(fù)合井壁，用鋼法蘭盤逐節(jié)連接，在充滿泥漿的井孔中，懸浮下沉至井底作永久支護(hù)。最后在井壁外圍用水泥漿或其它材料，根據(jù)地層條件分段進(jìn)行置換泥漿的充填固井。現(xiàn)有的鉆井法鑿井工藝由于包含多次擴(kuò)孔鉆進(jìn)環(huán)節(jié)，多次擴(kuò)孔雖然可以相對(duì)有效的利用鉆機(jī)能力，但也存在許多問題：需要多個(gè)擴(kuò)孔鉆頭，設(shè)備占用量大，工程成本高；輔助工作時(shí)間長(zhǎng)、工效低，成井速度慢，不能滿足快速建井需要。

發(fā)明內(nèi)容：

為了降低施工成本，減少鉆進(jìn)時(shí)間，加快成井速度，本發(fā)明提供一種礦山豎井井筒“一擴(kuò)成井”鉆井法鑿井工藝。該工藝采用一次超前孔一次終孔擴(kuò)孔鉆進(jìn)的方法，大大提高鉆井法鑿井的成井速度，安全、可靠、施工成本低。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：1、一種礦山豎井井筒一擴(kuò)成井鉆井法鑿井工藝，主要包括下列步驟：

①井筒鉆進(jìn)、②井壁預(yù)制、③下沉井壁④壁后充填。

①井筒鉆進(jìn)：包括一次鉆孔及一次擴(kuò)孔；鉆機(jī)采用洛陽礦山機(jī)械設(shè)計(jì)研究院和中煤特殊鑿井公司聯(lián)合設(shè)計(jì)制造的型號(hào)為AD130-1000型鉆機(jī)，滾刀或刮刀按地質(zhì)條件可以選擇球齒滾刀或者楔齒滾刀；由動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng)主動(dòng)鉆桿和普通鉆桿，帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)；鉆頭上裝有球齒滾刀或者楔齒滾刀，在一定壓力下旋轉(zhuǎn)破巖，使巖石破碎為巖屑，然后通過鉆桿中的風(fēng)管送入壓縮空氣，用壓氣升液法將含有巖屑的泥漿高速排至地面，含巖屑的泥漿經(jīng)過地面沉淀凈化處理后返回井中；期間鉆機(jī)轉(zhuǎn)速為0-18r/min，鉆頭壓力小于鉆頭在泥漿中重量的60％，在各地層交接帶和風(fēng)化帶鉆進(jìn)時(shí)，鉆壓在原有的基礎(chǔ)上再適當(dāng)減小5-10T；超前孔直徑與地質(zhì)條件、擴(kuò)孔直徑及壓風(fēng)機(jī)能力都有關(guān)系，需要根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定，一般采用等面積法，如果一次鉆孔直徑太大，超出壓風(fēng)機(jī)能力要求，在壓風(fēng)機(jī)能力范圍內(nèi)最大直徑作為超前孔直徑。

為監(jiān)控鉆孔的垂直度，當(dāng)鉆進(jìn)到一定深度或鉆孔結(jié)束時(shí)，采用超聲波測(cè)井儀，對(duì)鉆孔進(jìn)行測(cè)斜，符合標(biāo)準(zhǔn)后可繼續(xù)施工，否則，采用糾偏處理；

②井壁預(yù)制：鉆進(jìn)的同時(shí)，在地面上預(yù)制井壁，井壁為鋼筋混凝土井壁或鋼板復(fù)合井壁，在地面上經(jīng)抄平后的基礎(chǔ)上逐節(jié)制作；

③下沉井壁：利用泥漿對(duì)井壁的浮力然后向井內(nèi)加配重水，使井壁緩緩下沉，并控制其在泥漿中的懸浮高度，而井壁接長(zhǎng)時(shí)經(jīng)找正后，進(jìn)行焊接，井壁下沉到底后進(jìn)行扶正，合格后將上口固定；

④壁后充填：是向井壁與巖幫之間的環(huán)形空間充填注漿，由下而上分若干段高進(jìn)行，采用水泥漿和碎石交替充填，第一充填段采用充填水泥漿液，碎石充填由井口均勻地填入，然后固結(jié)成井。

本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在：由于采用上述工藝，將分級(jí)擴(kuò)孔改為一次擴(kuò)孔，原來多次擴(kuò)孔成井速度25～30m/月，改后成井速度可達(dá)30～40m/月，成井速度提高20％左右；由于縮短了鉆井時(shí)間，泥漿排放量減少約20％，減少大量泥漿存放場(chǎng)地面積，降低對(duì)環(huán)境的污染；由于采用了大功率鉆機(jī)和特殊的鉆具及合理的技術(shù)參數(shù)，使鉆井終孔的有效斷面滿足井壁懸浮下沉的安裝要求，成井偏斜率小于0.04％。

附圖說明

圖1鉆孔、擴(kuò)孔施工的示意圖；

圖2超前孔鉆進(jìn)示意圖；

圖3擴(kuò)孔鉆進(jìn)示意圖。

圖中1-主油缸，2-鉆架，3-滑架，4-動(dòng)力頭，5-液壓、電氣系統(tǒng)，6-鉆機(jī)平臺(tái)，7-封口平車，8-鉆桿，9-導(dǎo)孔鉆頭，11-排漿槽，13-排漿管，15-地面泥漿池，16-泥漿溝槽，17-泥漿，18-井孔，19-鎖口，20-擴(kuò)孔鉆頭。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

由附圖1-附圖3所示，該礦山豎井井筒一擴(kuò)成井鉆井法鑿井工藝，主要包括下列步驟：

①井筒鉆進(jìn)、②井壁預(yù)制、③下沉井壁④壁后充填；