[發(fā)明專利]一種應(yīng)用在破損井筒修復(fù)過程中的凍結(jié)器布置方式

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811268212.2
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109488305B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 榮傳新;王彬;程樺;姚直書;陸衛(wèi)國
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)
• 主分類號: E21D1/12
• 分類號: E21D1/12;E21D7/00
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成;劉素霞

本發(fā)明提供一種應(yīng)用在破損井筒修復(fù)過程中的凍結(jié)器布置方式，包括：控制凍結(jié)系統(tǒng)，所述控制凍結(jié)系統(tǒng)位于井筒外圍，沿井筒周向分布，用于控制不同深度地層的區(qū)別凍結(jié)，為井筒修復(fù)施工過程中提供穩(wěn)定的施工環(huán)境；泄壓系統(tǒng)，所述泄壓系統(tǒng)位于所述井筒與所述控制凍結(jié)系統(tǒng)之間，所述泄壓系統(tǒng)沿所述井筒周向分布，用于釋放凍結(jié)時(shí)產(chǎn)生的早期凍脹力，以減小所述井筒的井壁受凍脹影響；測溫系統(tǒng)，所述測溫系統(tǒng)位于所述井筒與所述控制凍結(jié)系統(tǒng)之間以及所述控制凍結(jié)系統(tǒng)內(nèi)部，用于對地層的凍結(jié)溫度場進(jìn)行監(jiān)控。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對不同層位深度地層的控制凍結(jié)，既能夠達(dá)到較好的封水效果又可以避免施工過程中對既有完好的井壁產(chǎn)生較大的凍脹壓力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于人工地層凍結(jié)法施工領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用在破損井筒修復(fù)過程中的凍結(jié)器布置方式。

背景技術(shù)

1987年以來，我國黃淮和東北地區(qū)已有200多個(gè)立井井筒相繼發(fā)生破損，嚴(yán)重威脅礦井生產(chǎn)安全，造成重大經(jīng)濟(jì)損失，對破損井筒的修復(fù)技術(shù)已經(jīng)成為礦山建設(shè)領(lǐng)域的一個(gè)新的發(fā)展方向。

井筒破損處的涌水問題一直是井筒修復(fù)面臨的一大難題，而人工地層凍結(jié)法通過凍結(jié)管中的低溫冷媒與被凍土體之間不斷的熱量交換，形成一道具有一定強(qiáng)度、且具有良好封水性能的凍結(jié)壁，可為井壁的修復(fù)施工提供一個(gè)穩(wěn)定的施工環(huán)境，為了防止凍結(jié)法施工過程中對既有井筒產(chǎn)生較大的凍脹壓力，需要根據(jù)井壁的破損情況進(jìn)行控制凍結(jié)。

現(xiàn)有技術(shù)中，對井壁破損處的修復(fù)采用的凍結(jié)法通常是全深凍結(jié)，這種凍結(jié)法對地層進(jìn)行凍結(jié)時(shí)不僅對井筒下部破損突水處的地層產(chǎn)生凍結(jié)，還會(huì)同樣對井筒上部完好的井壁同樣產(chǎn)生較大的凍脹壓力，這樣就使得上部完好的井壁受到凍脹力造成損壞，這種全深凍結(jié)法不能對井筒的上部和下部采取區(qū)別控制凍結(jié)。

因此，需要提供一種針對上述現(xiàn)有技術(shù)不足的改進(jìn)技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用在破損井筒修復(fù)過程中的凍結(jié)器布置方式。本發(fā)明可以基于井筒的破損情況實(shí)現(xiàn)對不同層位深度地層的控制凍結(jié)，既能夠達(dá)到較好的封水效果又可以避免施工過程中對既有完好的井壁產(chǎn)生較大的凍脹壓力。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種應(yīng)用在破損井筒修復(fù)過程中的凍結(jié)器布置方式，所述布置方式包括：

控制凍結(jié)系統(tǒng)，所述控制凍結(jié)系統(tǒng)位于井筒外圍，沿井筒周向分布，所述控制凍結(jié)系統(tǒng)用于控制不同深度地層的區(qū)別凍結(jié)，為井筒修復(fù)施工過程中提供穩(wěn)定的施工環(huán)境，防止凍結(jié)對既有井筒產(chǎn)生損壞；

泄壓系統(tǒng)，所述泄壓系統(tǒng)位于所述井筒與所述控制凍結(jié)系統(tǒng)之間，所述泄壓系統(tǒng)沿所述井筒周向分布，所述泄壓系統(tǒng)用于釋放凍結(jié)時(shí)產(chǎn)生的早期凍脹力，以減小所述井筒的井壁受凍脹影響；

測溫系統(tǒng)，所述測溫系統(tǒng)位于所述井筒與所述控制凍結(jié)系統(tǒng)之間以及所述控制凍結(jié)系統(tǒng)內(nèi)部，所述測溫系統(tǒng)用于對地層的凍結(jié)溫度場進(jìn)行監(jiān)控。

在如上所述的應(yīng)用在破損井筒修復(fù)過程中的凍結(jié)器布置方式，優(yōu)選，所述控制凍結(jié)系統(tǒng)包括多個(gè)控制凍結(jié)器和多個(gè)全深凍結(jié)器，所述控制凍結(jié)器沿井筒周向均勻排布，所述控制凍結(jié)器設(shè)在內(nèi)排凍結(jié)孔內(nèi)；

所述全深凍結(jié)器設(shè)置在所述控制凍結(jié)器的外圍，所述全深凍結(jié)器沿井筒周向均勻排布，所述全深凍結(jié)器設(shè)在外排凍結(jié)孔內(nèi)。

在如上所述的應(yīng)用在破損井筒修復(fù)過程中的凍結(jié)器布置方式，優(yōu)選，所述內(nèi)排凍結(jié)孔與所述井壁的距離范圍是1.4～1.8m，相鄰兩個(gè)所述內(nèi)排凍結(jié)孔的孔間距范圍是1.2～1.4m；

所述外排凍結(jié)孔與凍結(jié)壁外峰面的距離范圍是1～1.5m，相鄰兩個(gè)所述外排凍結(jié)孔的孔間距范圍是1.2～1.5m；