[發明專利]一種深大口徑瓦斯抽采井施工方法

有效

• 申請號: 202011428816.6
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112502615B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 王峰;黃鶴;吳成;劉明根;趙勇;李娟;宋亞楠;王強;姚琪;劉亞軍
• 申請（專利權）人: 中煤特殊鑿井有限責任公司;中煤第三建設（集團）有限責任公司
• 主分類號: E21B7/00
• 分類號: E21B7/00;E21B7/20;E21B7/28;E21B21/00;E21B43/00
• 代理公司: 北京高航知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 李浩

1.一種深大口徑瓦斯抽采井施工方法，具體步驟如下：

步驟一、根據設計施工要求準備鉆井裝備，在需要打井的部位測放孔位，測量井口標高，確定井的深度；

步驟二、在鉆孔指定位置將孔口管垂直固定在地層里并高出地表200mm，周圍用水泥砂漿填埋，在出漿方向割開泥漿出口，其截面同泥漿溝槽，鉆機底盤安裝后，將孔口管用光圓鋼筋均分四個點，并將其與底盤固定，以防孔口管在施工中墜入孔內；

步驟三、以組合鉆頭配鉆鋌全斷面開口鉆進，鉆進至100m，測孔一次，確保鉆孔上部偏斜控制在2‰以內，以探明地質情況，指導后續施工，改用擴孔組合鉆頭鉆進至基巖穩定層面并調配泥漿；

步驟四、安裝護壁管并固管，以浮力塞下沉將護壁管下放至設計深度，然后將浮力塞打掉，再下放一根底端留有注漿孔的管路至孔底，孔口牢靠固定注漿管路并密封管口，將純水泥漿泵入井底，再通過護壁管底端預留的注漿孔將水泥漿注入管壁與孔壁之間的環狀空間，直至水泥漿返至地面，達到護壁管與地層充分融合固結成一體；

步驟五、基巖段鉆進，根據鉆孔直徑大小，決定幾級鉆進，首先使用超前鉆三牙輪組合鉆頭，配備鉆鋌全斷面鉆進至一定位置擴孔，再改為超前鉆進再擴孔，循環往復直至設計深度；

步驟六、下管用浮力塞進行漂浮下沉，下管結束后打掉浮力塞，用泥漿泵將純水泥漿通過管路注入井底，再通過工作管底端預留的注漿孔將水泥漿源源不斷地注入管壁之間的環狀空間，直至水泥漿返至地面，達到工作管與地層充分融合固結成一體，固管合格后，將工作管內泥漿打掉，并用清水將工作管內壁清洗一次，整個施工全部完成；

所述步驟四中，固管前的準備工作：建造清水池一個，連接清水管道，做好排污準備，足量水泥漿運至現場，連接高壓管道并要求性能良好，保證工作正常，本孔工作管的固井，采用從孔底灌注水泥漿，經孔壁與管壁之間的環狀間隙返出井口的固井方法，下管作業結束后，下組合鉆頭將砂漿浮力塞打掉起上來，再下光鉆桿，離孔底1～3m，套管上端口用鋼板封閉，同時焊接一塊抗震壓力表；檢查鋼板封閉效果，有無漏漿現象，稀泥漿循環鉆孔；水泥漿從孔底經環狀間隙返出井口，停泵；固管后工作：工作管下放安裝固定到位后，需要將工作內泥漿清理干凈，采用管材自制提水吊桶，單鉤提升將工作管內泥漿打凈形成中空安全通道，上面與瓦斯抽采站連接，下部與切眼管連接，實現瓦斯抽采；泵漿結束后，將管口固定在護壁管中心，保持管口、天輪、轉盤中心在同一軸線上，水泥養護48小時后，同時清理泥漿池，水泥凝固后，孔壁與工作管的環狀間隙有一定清水析出，另用干水泥封固，固管合格后，用焊管制作下口帶合頁門的水桶將工作管內泥漿打掉，并用清水將工作管內壁清洗一次；

所述步驟五中，根據地層巖性特點選擇鉆進參數：

1）第四系表土層要求：壓力：800～1200Kg，轉速1～2檔，泵量：1200L/min，泵壓：15～20Kg/cm³；

2）基巖部分要求：壓力：1500～3000Kg，轉速1檔，泵量：1200L/min，泵壓20～30Kg/cm³；

3）換徑鉆進時，應連接導向鉆具，以保證鉆孔同心，同時，采用輕壓、慢轉的方式，壓力減小至正常壓力的50%，鉆進0.5m后，恢復正常壓力鉆進；

4）測斜采用JTD-VA陀螺測斜儀跟蹤測斜，每隔50m設置一個測點，下套管及變徑時均需增加測斜次數，發現孔斜超限，及時采取糾斜措施；

5）孔斜控制目標為孔斜率≤2‰；

6）鉆進過程中，加尺鉆具用鋼尺準確丈量，計算并及時記錄；

7）每進尺100m及下套管前均需用鋼尺丈量鉆具，校正孔深，其誤差不得大于0.3m，反之必須重新丈量；

所述步驟六中，下管時泥漿性能參數要求為：粘度20～23秒、比重1.10～1.25g/cm3、失水量﹤15ml/30min、含砂量﹤2%、PH值8～9；采用標號為G級52.5R水泥按0.6～0.65的水灰比配制的純水泥漿進行固管；

泥漿灌注方法，步驟如下：1）將管內用泥漿灌滿；2）用光鉆桿下至孔底；3）灌注稀泥漿，充分沖洗鉆孔底部，待孔內泥漿全部上返后再灌注水泥漿；4）在灌注水泥漿前，用鋼板將鉆桿與套管間的環形用焊接封閉并加固；5）待孔內返出純水泥漿后為注漿結束；6）壓入一定量的替換水，替換出鉆桿內水泥漿，悶壓4小時再卸壓，割除封閉鋼板，提出孔內鉆桿，固管合格后，用焊管制作下口帶合頁門的水桶將工作管內泥漿打掉，并用清水將工作管內壁清洗一次。