[發(fā)明專利]一種小導孔注漿加固煤層氣井穿越采空區(qū)的施工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710585827.7
• 申請日: 2017-07-18
• 公開（公告）號: CN107313744B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發(fā)明（設計）人: 孟召平;姚愛軍;郝海金;田永東;李超
• 申請（專利權）人: 山西晉城無煙煤礦業(yè)集團有限責任公司;中國礦業(yè)大學（北京）;山西藍焰煤層氣集團有限責任公司
• 主分類號: E21B33/13
• 分類號: E21B33/13;E21B7/00;E21B7/20;E21B33/14
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 鄭晉周;楊陳鳳

1.一種小導孔注漿加固煤層氣井穿越采空區(qū)的施工方法，采用二開鉆進施工工藝，其特征在于：二開鉆進穿越采空區(qū)裂隙帶（3）和冒落帶（4）時，通過先施工小導孔（15），然后在小導孔（15）中注漿，形成封閉小導孔（15）周圍裂隙的圓柱形注漿加固區(qū)（16），再繼續(xù)施工二開鉆孔（13）；

具體的施工工藝過程如下：

1）鉆機定位，采用一開鉆頭開孔，穿越第四系（1）地層，鉆至基巖面（12），形成一開鉆孔（8），下入表層套管（10）；

2）從地表孔口（7），沿一開鉆孔（8）和表層套管（10）間縫隙注入固井填充物（9）；

3）采用二開鉆頭，繼續(xù)在基巖彎沉帶（2）中鉆進，直至破碎基巖面（14），當氣動潛孔錘鉆進過程出現(xiàn)漏風、卡鉆現(xiàn)象時，停鉆，形成部分二開鉆孔（13），下入工作套管（11）；

4）更換小口徑鉆頭鉆進，形成小導孔（15），小導孔（15）分段鉆進，當出現(xiàn)鉆進困難時，停鉆；然后下入高壓注漿器，在二開鉆孔（13）孔底注漿，注漿液沿小導孔（15）向裂隙圍巖滲透，候凝；

5）當小導孔（15）周圍的裂隙圍巖或冒落圍巖加固注漿體達到預設強度后，采用二開鉆頭繼續(xù)鉆進，穿越注漿加固區(qū)段，停鉆，工作套管（11）跟進；重復4）的步驟，直至穿過裂隙帶（3）、冒落帶（4）、煤層底板（6），形成柱狀的注漿加固區(qū)（16）和全部二開鉆孔（13）；

6）工作套管（11）跟進，采用高壓注漿器在孔底注漿，使注漿液沿二開鉆孔（13）與工作套管（11）間隙上返漿液，至孔口，形成工作套管外固井充填物（17）；

7）鎖固表層套管（10）和工作套管（11），完井。

2.根據(jù)權利要求1所述的小導孔注漿加固煤層氣井穿越采空區(qū)的施工方法，其特征在于：所述小導孔（15）的鉆孔口徑為φ80~110，分段鉆進至煤層底板（6）至少20m。

3.根據(jù)權利要求2所述的小導孔注漿加固煤層氣井穿越采空區(qū)的施工方法，其特征在于：注漿壓力不小于1.0MPa，注漿范圍通過注漿量V控制,V=D2πH~4D2Πh,其中，H為小導孔（15）高度，D為二開鉆孔（13）直徑。

4.根據(jù)權利要求3所述的小導孔注漿加固煤層氣井穿越采空區(qū)的施工方法，其特征在于：注漿材料采用水灰比：1：1的復合水泥漿液，水泥漿液中添加有早強劑和速凝劑，所述早強劑和速凝劑為4%水玻璃＋0.5%NaCl＋0.05%三乙醇胺。

5.根據(jù)權利要求4所述的小導孔注漿加固煤層氣井穿越采空區(qū)的施工方法，其特征在于：所述高壓注漿器采用分段高壓注漿器，分段高壓注漿器包括管體（41），所述管體（41）為三段一體式結構，管體（41）的中部為開有若干注漿槽（39）的花管，管體（41）的上部和下部分別為絲扣，上、下部絲扣處分別安裝有止?jié){塞組合，上、下部止?jié){塞組合之間的區(qū)間段為注漿段，其中，上部止?jié){塞組合可沿注漿器上部絲扣上下移動；所述注漿器上部絲扣的頂端安裝有用于配合連接鉆桿（31）、注漿管（32）的鎖接頭（34）。

6.根據(jù)權利要求5所述的小導孔注漿加固煤層氣井穿越采空區(qū)的施工方法，其特征在于：所述止?jié){塞組合包括夾持螺栓（36）、橡膠密封圈（37）和彈性軟膠環(huán)（38），夾持螺栓（36）與絲扣配合連接，橡膠密封圈（37）和彈性軟膠環(huán)（38）相互平行、同軸緊貼套接于夾持螺栓（36）與套管（33）之間，形成雙層密封止?jié){結構；所述橡膠密封圈（37）設于彈性軟膠環(huán)（38）外側。

7.根據(jù)權利要求6所述的小導孔注漿加固煤層氣井穿越采空區(qū)的施工方法，其特征在于：所述注漿段的長度為0.5-1m。

8.根據(jù)權利要求7所述的小導孔注漿加固煤層氣井穿越采空區(qū)的施工方法，其特征在于：所述注漿槽（39）為平行管體（41）軸線方向的長方形槽口，沿管體（41）軸線方向設置不少于三層，每層不少于3個槽口，相鄰層的槽口錯位設置。