漏水钻孔止水骨料滤截装置的使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种在漏水钻孔止水骨料滤截装置的使用方法，漏水钻孔止水骨料滤截装置；它由固定套管、在套管外表焊接着一级、二级、三级骨料滤截盘、所述装置下到漏水钻孔指定位置，通过向装有骨料滤截装置的套管内逐级投放止水骨料，根据套管与孔壁周围的空隙大小，设计合适的骨料滤截盘和选择适当直径的骨料，按粒径先大后小的顺序投注骨料，骨料克服静水浮力沉落至套管底部、在含水层高压力动水推动下、迫使止水骨料沿套管外壁空隙上返、骨料滤截盘挡住止水骨料进行堵漏，保证所下骨料准确地留存在完整的隔水岩层位置后，运用堵漏注浆止水的技术方法进行有效处理，采取堵漏注浆止水，恢复钻孔正常工作，防止井下水害事故。

Use method of water leakage drilling water stopping aggregate filtering device

The present invention relates to the use of a device in the water filter portion of the aggregate Water Leakage drilling, borehole sealing cutting device Water Leakage aggregate filter which is fixed in the casing; and a casing welding appearance and grade two, three grade aggregate, the cutting disc filter device to a specified location Water Leakage drill through to the casing with aggregate filter the cutting device is gradually put on the sealing aggregate, according to the size of voids around the sleeve and the hole wall, design the appropriate filter disc and select the appropriate aggregate cross-sectional diameter according to the size of aggregate, the first after the small order of betting aggregate, aggregate sunk to overcome hydrostatic buoyancy in the aquifer at the bottom of the tube, high pressure water drive stop forcing, along the outer wall of the bushing is void on the back of aggregate, aggregate filter block cutting plate sealing aggregate plugging, ensure that the aggregate accurately retained water resisting strata position after a complete stop using grouting The water can be effectively treated by plugging and grouting, stopping the water, restoring the normal work of the drilling and preventing the water disaster in the underground water.

【技术实现步骤摘要】
漏水钻孔止水骨料滤截装置的使用方法
本专利技术涉及煤矿水文地质勘探领域
技术介绍
奥陶系巨厚石灰岩因其岩溶裂隙发育，接受大气降水补给充分，动、静储量丰富，属极强富水性承压含水层，常为地区的主要供水水源。地面奥灰水源钻孔施工通过煤矿采空区时，未及时对采空区进行隔离处理或处理不当，钻揭含水层后往往发生漏水问题，由于钻穿地层工程地质条件的特殊性，供水含水层又具有水压高、水量大、流速快的特点，使水源钻孔通过煤矿采空区漏水处理尤为困难。而奥灰强承压含水层水通过水源钻孔沿采空区参与生产矿井充水，加重排水负担，且随高水压对孔壁的不断冲刷破坏，极易造成突水事故，严重危及矿井安全。漏水钻孔如不及时处理或处理不彻底，不单造成地下水资源的浪费，还会使供水水源不足，轻则会因孔内供水位加深而增加取水杨程、加大供水费用，重则导致矿井水害事故。目前常用的堵漏方法之一：是在钻孔内利用橡胶压缩塞进行止水，然后投石子，利用石子将水压住，再进行注水泥浆封孔；通过井下涌水量观测确定堵水成功后，再进一步下套管、注浆，并扫孔恢复水源钻孔。但此方案的缺点：一是钻孔出水部位不明确，漏水通道的层位及个数不清，采用下橡胶塞的方法很难有效堵住多个漏水通道；二是采用下橡胶塞的方法堵水，钻孔壁极易被高压水流冲刷破坏，将增加下一步堵水的难度；三是所注的石子极易进入煤矿采空区，用料多，堵水工期延长，封堵钻孔往往造成失败。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的局限和不足，在钻孔内采用一种漏水钻孔止水骨料滤截装置的使用方法，通过向装有骨料滤截装置的套管内逐级投放止水骨料、骨料克服静水浮力沉落至套管底部、在含水层高压力动水推动下、迫使止水骨料沿套管外壁空隙上返、骨料滤截盘挡住止水骨料进行堵漏，运用堵漏注浆止水的技术方法进行有效处理，并恢复钻孔正常供水效能，防止井下水害事故。漏水钻孔止水骨料滤截装置；它由固定套管、在套管外表焊接着一级、二级、三级骨料滤截盘、三级骨料滤截盘相互之间有一定的距离、一级骨料滤截盘的漏石孔径为5mm、二级骨料滤截盘的漏石孔径8mm、三级骨料滤截盘的漏石孔径10mm。止水骨料是由4mm至10mm不同直径不同形状的石块制成，所述装置下到漏水钻孔指定位置，采用合理的使用方法完成封堵钻孔的漏水层。漏水钻孔止水骨料滤截装置的使用方法，是根据套管与孔壁周围的空隙大小，设计合适的骨料滤截盘和选择适当直径的骨料，按粒径先大后小的顺序投注骨料，保证所下骨料准确地留存在完整的隔水岩层位置后，采取堵漏注浆止水，保障钻孔正常工作。具体的使用方法和操作步骤是：(1)向漏水钻孔内下止水骨料滤截装置之前，首先测定钻孔内水位，进行钻孔测斜并试探不同直径的骨料滤截盘是否可顺利下到位，主要是为下一步处理工作做准备。(2)将止水骨料滤截装置连接于套管的前端，下到采空区过水点以下完整隔水岩层的合适位置。套管下到位后，钻孔过水断面减小，套管内水位上升，测定形成的静压水位。(3)向套管内投注大于水密度几倍的止水骨料，先注φ5～8mm的石子，投料量为预充填空间的1.2倍，再观测钻孔水位并试探孔深。(4)止水骨料克服水的浮力带有一定的速度下沉到漏水钻孔止水骨料滤截装置底部，由于第三级止水骨料滤截盘孔径较大，骨料可以窜过三级、二级止水骨料滤盘，被一级骨料滤截盘拦挡后，留存充填套管外壁四周空隙，如果孔内不存骨料，再改投φ5～10mm的石子，然后投φ5～8mm的止水骨料，再后投φ5mm左右的止水骨料，投每投0.5m3观测钻孔水位并试探孔深一次，以确定返料程度，骨料要慢投，以防堋孔，投入的大小骨料填满充实套管外壁四周空隙，。(5)试探到孔内有骨料积存到位时，再注入细砂，进一步充实外壁四周空隙，然后注入水泥浆将漏水通道彻底封堵。1.堵漏注浆前的准备工作：(1)准确丈量钻具，测定钻孔深度，并测准孔内水位，做好记录。(2)向孔内投粗砂(粒径5mm以下)，直至将含水层裸露孔段注满，主要是保护含水层达到钻孔复用的目的，每投0.5m3试探一次孔深。(3)向孔内投粉砂0.2m3(粒径2mm以下)，试探孔深，如果从粗砂孔深上来2m，投砂结束。(4)测量投砂后的孔内水位。2.注浆工作(1)采用自然压力注浆法。钻杆下至套管底部，从钻杆内注入水泥浆，第一次先注水灰比0.8∶1的水泥浆1m3后，改注水灰比0.6∶1～0.5∶1的水泥浆。注浆压力采用水泥浆柱自然压力。(2)注浆结束12h，下钻具试探孔深。如果水泥面达不到预定孔深时，再投孔复注水泥浆达到预定孔深。3.捞取钻孔内骨料工作待水泥凝固36h后，使用无芯钻头投孔至含水层顶界面，然后换捞粉钻具捞取孔内的砂子、石子至孔底。漏水钻孔堵漏结束。有益效果奥陶系巨厚石灰岩因其岩溶裂隙发育，接受大气降水补给充分，动、静储量丰富，属极强富水性承压含水层。地面施工奥灰水源钻孔，由于钻穿地层工程地质条件的特殊性，供水含水层又具有水压高、水量大、流速快的特点，水源钻孔通过煤矿采空区漏水处理尤为困难。采用了漏水钻孔止水骨料滤截装置和使用方法，所述装置整体结构简单，制造和安装使用方便，在钻孔堵漏中，可防止骨料大量进入煤矿采空区，在短期内取得预期止水效果，使用材料少，井下钻孔漏水堵漏效果明显，堵漏止水可靠性高，安全稳定性好，恢复钻孔能正常供水，成功率高，防止了井下水害事故。附图说明图1是使用漏水钻孔止水骨料滤截装置在钻孔的示意图图2是一级滤截骨料盘示意图图3是二级滤截骨料盘示意图图4是三级滤截骨料盘示意图图5在钻孔使用所述装置投放止水骨料堵漏轨迹示意图图6漏水钻孔骨料滤截装置的使用方法的堵漏效果示意图具体实施方式：由图1至图6可以清楚看到漏水钻孔止水骨料滤截装置在钻孔的结构纵剖面示意图，它也反映出了不同位置的骨料滤截装置的使用方法的效果堵漏示意图，漏水钻孔止水骨料滤截装置的使用方法：使用漏水钻孔止水骨料滤截装置使用时，必须考虑固定套管①与孔壁周围的空隙大小，设计合适的一级骨料滤截盘②、二级骨料滤截盘③、三级骨料滤截盘④的直径，选择适当直径的止水骨料⑤，按粒径先大后小的顺序投注止水骨料⑤，保证所下止水骨料⑤准确地留存在隔水岩层位置后止水，达到理想的效果。其操作步骤是：(1)在下固定套管①之前首先测定钻孔内水位，进行钻孔测斜并试探一级骨料滤截盘②、二级骨料滤截盘③，三级骨料滤截盘④是否可顺利下到位，为下一步处理工作做准备。(2)将焊接着一级骨料滤截盘②、二级骨料滤截盘③、三级骨料滤截盘④的止水骨料滤截装置连接于套管的前端，下到采空区过水点⑧以下完整隔水岩层的合适位置。套管①下到位后，钻孔过水断面减小，套管①内水位上升，测定形成的静压水位，符合条件后，投入止水骨料⑤。向套管①1内投注大于水密度几倍的φ5～8mm止水骨料⑤，投料量为预充填空间的1.2倍，再观测钻孔水位并试探孔深。止水骨料⑤克服水的浮力带有一定的速度下沉到漏水钻孔骨料滤截装置底部，由于第三级骨料滤截盘④孔径较大，φ5～8mm止水骨料⑤可以窜过三级、二级止水骨料滤截盘②，被一级骨料滤截盘②拦挡后，充填套管①外壁四周空隙⑦。如果孔内不存止水骨料⑤，再改投φ5～10mm的止水骨料⑤，然后投φ5～8mm的止水骨料⑤，再后投φ5mm左右的止水骨料⑤，每投0.5m3观测钻孔水位并试探孔深一次，以确定返料程度，止水骨料要慢投，以防堋孔。试本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种漏水钻孔止水骨料滤截装置的使用方法；其特征在于：根据套管与孔壁周围的空隙大小，设计合适的骨料滤截盘和选择适当直径的骨料，按粒径先大后小的顺序投注骨料，保证所下骨料准确地留存在完整的隔水岩层位置后，堵漏注浆止水；其操作步骤是：(1)向漏水钻孔内下止水骨料滤截装置之前，首先测定钻孔内水位，进行钻孔测斜并试探不同直径的骨料滤截盘是否可顺利下到位，主要是为下一步处理工作做准备；(2)将止水骨料滤截装置连接于套管的前端，下到采空区过水点以下完整隔水岩层的合适位置。套管下到位后，钻孔过水断面减小，套管内水位上升，测定形成的静压水位；(3)向套管内投注大于水密度几倍的止水骨料，先注φ5～8mm的石子，投料量为预充填空间的1.2倍，再观测钻孔水位并试探孔深；(4)止水骨料克服水的浮力带有一定的速度下沉到漏水钻孔止水骨料滤截装置底部，由于第三级止水骨料滤截盘孔径较大，骨料可以窜过三级、二级止水骨料滤盘，被一级骨料滤截盘拦挡后，留存充填套管外壁四周空隙，如果孔内不存骨料，再改投φ5～10mm的石子，然后投φ5～8mm的止水骨料，再后投φ5mm左右的止水骨料，投每投0.5m

【技术特征摘要】
1.一种漏水钻孔止水骨料滤截装置的使用方法；其特征在于：根据套管与孔壁周围的空隙大小，设计合适的骨料滤截盘和选择适当直径的骨料，按粒径先大后小的顺序投注骨料，保证所下骨料准确地留存在完整的隔水岩层位置后，堵漏注浆止水；其操作步骤是：(1)向漏水钻孔内下止水骨料滤截装置之前，首先测定钻孔内水位，进行钻孔测斜并试探不同直径的骨料滤截盘是否可顺利下到位，主要是为下一步处理工作做准备；(2)将止水骨料滤截装置连接于套管的前端，下到采空区过水点以下完整隔水岩层的合适位置。套管下到位后，钻孔过水断面减小，套管内水位上升，测定形成的静压水位；(3)向套管内投注大于水密度几倍的止水骨料，先注φ5～8mm的石子，投料量为预充填空间的1.2倍，再观测钻孔水位并试探孔深；(4)止水骨料克服水的浮力带有一定的速度下沉到漏水钻孔止水骨料滤截装置底部，由于第三级止水骨料滤截盘孔径较大，骨料可以窜过三级、二级止水骨料滤盘，被一级骨料滤截盘拦挡后，留存充填套管外壁四周空隙，如果孔内不存骨料，再改投φ5～10mm的石子，然后投φ5～...

【专利技术属性】
技术研发人员：田茂虎，马光军，王铁松，孙克，
申请(专利权)人：山东新河矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37