[發(fā)明專利]一種鉆孔分層充填方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011251360.0
• 申請(qǐng)日: 2020-11-11
• 公開（公告）號(hào): CN112412394B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉瑜;劉啟蒙;胡友彪;謝志鋼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B33/138
• 分類號(hào): E21B33/138;E21B47/00;E21B47/07
• 代理公司: 北京同輝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11357
• 代理人: 王依

本發(fā)明公開一種鉆孔分層充填方法，具體包括以下步驟：S1、根據(jù)地質(zhì)鉆孔巖性對(duì)地質(zhì)巖組進(jìn)行劃分，并繪制巖層位置圖；S2、測(cè)試不同巖組的密度、強(qiáng)度及變形參數(shù)；S3、選擇填充材料，利用交叉試驗(yàn)的方法，獲得不同巖組的填充材料配比；S4、將測(cè)溫光纜垂直的植入鉆孔中；S5、預(yù)計(jì)不同巖組所需的注入量，按照1.5倍體積進(jìn)行準(zhǔn)備注漿；S6、利用測(cè)溫光纜的變化準(zhǔn)確定位已充填位置，結(jié)合巖層位置圖，達(dá)到準(zhǔn)確分層充填的目的。本發(fā)明利采用不同配比的填充材料，其密度、強(qiáng)度及變形參數(shù)與對(duì)應(yīng)巖層吻合，再利用測(cè)溫光纜的變化準(zhǔn)確定位充填位置，可以準(zhǔn)確分層充填，解決了因統(tǒng)一材料無(wú)差別注漿充填導(dǎo)致監(jiān)測(cè)誤差較大的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鉆孔注漿領(lǐng)域，具體的是一種鉆孔分層充填方法。

背景技術(shù)

在地下資源開采領(lǐng)域，為了監(jiān)測(cè)地下巖層的變形破壞，經(jīng)常通過鉆孔將監(jiān)測(cè)傳感器植入特定的地下巖層位置，隨后對(duì)鉆孔進(jìn)行注漿充填，以保證傳感器能夠與地層完全接觸，獲得相對(duì)真實(shí)的監(jiān)測(cè)結(jié)果。

但目前主要根據(jù)地層的平均強(qiáng)度調(diào)配充填物，對(duì)鉆孔內(nèi)不同層位進(jìn)行無(wú)差別充填，存在充填物與圍巖強(qiáng)度、變形性質(zhì)的差別，以及鉆孔內(nèi)部未能區(qū)分地質(zhì)巖層層位的問題，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)結(jié)果與實(shí)際巖層存在較大的誤差。因此，亟需一種鉆孔準(zhǔn)確充填的方法，以適用不同巖層的注漿填充。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述背景技術(shù)中提到的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種鉆孔分層充填方法，本發(fā)明利用交叉試驗(yàn)的方法，獲得不同巖組的填充材料配比，使得配比材料的密度、強(qiáng)度及變形參數(shù)與對(duì)應(yīng)巖層吻合，利用測(cè)溫光纜的變化準(zhǔn)確定位已充填位置，結(jié)合巖層位置圖，達(dá)到準(zhǔn)確分層充填的目的，解決了因統(tǒng)一材料無(wú)差別注漿充填導(dǎo)致監(jiān)測(cè)誤差較大的問題。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種鉆孔分層充填方法，具體包括以下步驟：

S1、根據(jù)地質(zhì)鉆孔巖性對(duì)地質(zhì)巖組進(jìn)行劃分，并繪制巖層位置圖；

S2、測(cè)試不同巖組的密度、強(qiáng)度及變形參數(shù)；

S3、選擇填充材料，利用交叉試驗(yàn)的方法，獲得不同巖組的材料配比，使得配比材料的密度、強(qiáng)度及變形參數(shù)的吻合度達(dá)到監(jiān)測(cè)要求；

S4、將測(cè)溫光纜垂直的植入鉆孔中；

S5、根據(jù)鉆孔的孔徑及不同巖組的總厚，按照體積法，預(yù)計(jì)不同巖組所需的注入量，考慮漿液漏失、孔壁破損、孔壁巖體吸收等因素，按照1.5倍體積進(jìn)行準(zhǔn)備，計(jì)算公式如下：

式中，V_i為第i層巖組的注入量，φ為鉆孔的孔徑，H_i為第i層巖組的總厚度；

S6、根據(jù)充填區(qū)與未充填區(qū)熱量傳輸?shù)膮^(qū)別，利用測(cè)溫光纜的變化準(zhǔn)確定位已充填位置，結(jié)合巖層位置圖，達(dá)到準(zhǔn)確分層充填的目的。

優(yōu)選地，所述步驟S3中填充材料包括硅酸鹽水泥、干燥河沙、碎石、萘磺酸鹽系減水劑和水，所述干燥河沙粒徑為0.3-0.5mm，所述碎石粒徑為15-20mm。

優(yōu)選地，所述步驟S3中填充材料的配比包括以下步驟：

(1)選擇混合物材料，利用重量比例進(jìn)行配比；

(2)封孔水泥漿制作與養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間20天以上；

(3)巖芯與充填物樣品制作直徑50mm×高100mm的圓柱與直徑50mm×高25mm的圓柱；

(4)進(jìn)行巖樣與充填物樣品無(wú)側(cè)限單軸應(yīng)力-應(yīng)變?cè)囼?yàn)與單軸抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)；

(5)對(duì)比分析巖樣與對(duì)應(yīng)充填物的強(qiáng)度及其變形特征；

(6)標(biāo)記對(duì)應(yīng)巖樣強(qiáng)度、變形一致性較差的充填物，重新選擇或調(diào)整與制作材料配比；