[發明專利]一種變形止水器及采用該變形止水器的注漿封堵工藝

有效

• 申請號: 201210020422.6
• 申請日: 2012-01-29
• 公開（公告）號: CN102561992A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 李術才;潘光明;張慶松;林春金;張霄;楊騰;李紅偉
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: E21B33/13
• 分類號: E21B33/13
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄧建國

技術領域

本發明涉及一種變形止水器及采用該變形止水器的注漿封堵工藝，屬于礦山、交通隧道、水利水電等水害防治領域。

背景技術

煤礦井下水文觀測鉆孔、井下水源井或井下注漿鉆孔，一般都位于井下巷道或者專門的硐室內，由于沖擊地壓作用造成地層錯動，使止水套管斷裂，或套管絲扣加工質量差，套管連接不牢造成扣脫現象，斷裂或脫扣的套管被涌水壓力拔出鉆孔，引起鉆孔涌水。鉆孔涌水由于處于高壓狀態，呈現壓力高、流量大特征。鉆孔涌水后往往難以治理，并給礦井造成一定威脅，不僅增加了礦井排水壓力，還影響到礦井的安全生產。對上述涌水鉆孔的注漿封堵，是根治鉆孔涌水威脅的必要手段。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種變形止水器及采用該變形止水器的注漿封堵工藝，是井下水文、水井或者注漿鉆孔因止水套管斷裂、脫扣等原因，被鉆孔內高壓涌水拔出后失效，形成鉆孔高壓大流量涌水。為通過采取注漿工藝對高壓大流量涌水鉆孔進行注漿封堵的工藝。以解決上述鉆孔涌水的威脅。該工藝主要包括變形止水器在涌水鉆孔內的止水工藝和止水后對涌水鉆孔的注漿封堵工藝。

為實現上述目的，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種變形止水器，包括一個內管，該內管與注漿管固定在一起；一個止水袋套在內管和注漿管的外面；注漿管通過注漿閥門與注漿膠管連接；內管的一頭與注漿鉆桿連接；在注漿鉆桿上設置有鉆桿閥門及三通閥門；注漿鉆桿的另一頭設置有水接頭，水接頭上套有高壓膠管；該變形止水器工作時位于涌水鉆孔內，變形止水器的下端出口位于鉆孔止水套管內。

所述止水袋兩端封口，并通過鐵絲及止水膠條固定在內管和注漿管上。

所述注漿鉆桿固定在鉆機液壓卡盤及給進器上。

一種采用該變形止水器的注漿封堵工藝，該工藝包括以下步驟：

Step1：在涌水鉆孔的巷道或者硐室內安裝鉆機；

Step2：確定鉆孔內止水套管上口的位置；

Step3：通過注漿管向止水袋內充氣，檢查止水袋是否由漏氣現象，充氣壓力達到1.0MPa無泄漏時，止水器質量合格；把質量合格的止水袋固定在內管上；

Step4：把變形止水器的內管連接在注漿鉆桿的底端，用鉆機液壓卡盤夾持注漿鉆桿，并用給進器把注漿鉆桿慢慢下入到涌水鉆孔內，直到變形止水器的下端出口進入到涌水鉆孔內的鉆孔止水套管內；保持三通閥門、鉆桿閥門和注漿閥門均處于完全打開狀態；

Step6：用注水泵通過注漿膠管、注漿閥門及注漿管將速凝漿液灌注到止水袋內；

Step7：觀察涌水鉆孔內和注漿鉆桿之間、鉆孔硐室巖壁內是否有涌水出現，當不出現涌水且向止水袋內的注漿壓力達到0.5MPa時，表明變形止水器在涌水鉆孔內止水合格，此時關閉變形止水器注漿閥門；若止水不合格，則要重新進行止水操作；

Step8：變形止水器止水合格后，繼續用鉆機卡盤夾持注漿鉆桿不動，以保持變形止水器在涌水鉆孔內不動，候凝至少24小時，待其完全固結并具備一定強度后，進行下一步操作；

Step9：變形止水器候凝結束后，保持打開注漿鉆桿三通閥門泄水，在注漿鉆桿頂端連接水接頭和高壓膠管，高壓膠管和注漿泵連接；關閉注漿鉆桿上的三通閥門，由注漿泵通過高壓膠管、水接頭、注漿鉆桿、變形止水器內管向鉆孔止水套管內持續注入水泥漿液，水泥漿液通過鉆孔止水套管進入到含水層中；

Step10：水泥漿液充填封閉含水層內的含導水裂隙，最終把鉆孔止水套管封堵住，從而達到成功封堵涌水鉆孔的目的；待注漿壓力達到含水層水頭壓力的1.5倍時，停止注漿，關閉注漿鉆桿閥門；

Step11：打開注漿鉆桿三通閥門，用注漿泵通過高壓膠管、水接頭、注漿鉆桿和注漿鉆桿三通閥門內灌注清水，由注漿鉆桿三通閥門泄水，沖洗由上述部件組成的管路，沖洗干凈后停泵；

Step12：注漿結束72小時后，把注漿鉆桿在鉆桿閥門以上部位卸開，鉆桿閥門及以下部分留在鉆孔內不再回收，整個涌水鉆孔注漿工藝操作完成。

所述Step1中，在涌水鉆孔的巷道或者硐室內采用埋設地錨或者液壓支柱固定的方式安裝帶有液壓卡盤和液壓給進器的坑道鉆機，使鉆機液壓卡盤及液壓給進器的軸線與鉆孔軸線位于同一條直線上。