一种煤层底板含水层水平钻孔分段保压注浆装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种煤层底板含水层水平钻孔分段保压注浆装置及方法。包括：射孔枪，用于和连续油管相连接，其上设置有若干个喷射眼；过油管封隔器，通过一丢手工具与所述射孔枪连接，用于在受压时坐封所在套管。本发明专利技术实现了分段可靠注浆，减少前进式注浆过程中对下一个注浆点注浆时的重复扫孔工作，提高施工效率、降低施工成本；本发明专利技术分割注浆方式确保井口压力能够有效传导至浆液漏失点；本发明专利技术采用预制保压装置进行分段保压，可在上一个注浆点保压的同时对下一个注浆点进行注浆施工，节省了孔内浆液凝固的等待时间，有效缩短注浆工程的施工总周期。

【技术实现步骤摘要】
一种煤层底板含水层水平钻孔分段保压注浆装置及方法
本专利技术涉及一种水平钻孔分段保压注浆装置及方法，属于矿井防治水
，具体是涉及一种煤层底板含水层水平钻孔分段保压注浆装置及方法。
技术介绍
华北型煤田煤层开采过程中常面临底板高压岩溶裂隙含水层水害威胁，隐伏断层、陷落柱等导水通道易将含水层水导入采掘空间造成突水淹井，采用注浆改造灰岩含水层是底板含水层水患治理的重要手段之一。目前主要的含水层注浆改造方法包括井下巷道施工常规钻孔注浆，地面或井下施工定向钻孔注浆2种方式，其中采用定向钻孔注浆方法具有超前布局、有效孔段长、注浆量大、盲区范围小等特点，是该领域技术的主要发展方向。例如中国专利授权号CN201410088702，名称为：一种煤矿大采深与下组煤开采防治水综合治理方法，提出采用水平定向分支孔分段下行式注浆改造灰岩含水层，实现区域超前治理的防治水综合方法。目前，国内外采用定向钻孔进行注浆改造含水层中多采用下行式注浆，即定向钻孔施工钻遇含水层漏失时进行提钻作业，在孔口进行静压式全孔注浆，待注浆完毕浆液初凝后重复扫孔，继续向前钻进，直到下次漏失再重复提钻、注浆、扫孔工序。该注浆方式会使得浆液在漏水点后方的含水层孔隙、裂隙中扩散，造成孔内压力损耗，影响含水层注浆改造效果；全井段注浆，井口保压，然后对第二注浆点进行下钻扫水泥塞后，采用同样的全井段注浆、井口保压工艺技术，这样会极大的增加施工成本，以及施工周期的同时极易在重复下钻过程中损坏钻孔套管，造成新的浆液漏失点，降低底板注浆改造效果。采用定向钻孔内分隔定点注浆方法可减少全孔注浆的压力损耗。中国专利授权号CN201711119804，名称为：建筑群下富水砂层长距离水平定向钻孔注浆加固工艺，专利技术了一种在水平钻孔中下入水力定位止浆塞进行分段注浆的方法，可实现分段注浆。但是该类型双胶囊分隔方法在分段注浆时易造成浆液沿含水层中孔隙、裂隙绕流到止浆塞后方，同样造成孔内压力损耗，且浆液固结后止浆塞无法拔出，使得钻孔无法继续利用。因此，针对水平定向长钻孔进行下行式注浆和双封隔器注浆方式均难以达到良好的治理效果，需开发新型单孔注浆方法以实现分段注浆、保压凝固的目的，确保定向长钻孔的注浆效果并提高注浆工程施工效率。
技术实现思路
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。本专利技术主要解决现有技术中采用定向长钻孔对煤层底板灰岩含水层进行注浆改造中全孔注浆造成压力消耗，且多次下钻扫孔重复作业使得效率较低的技术问题，提出了一种煤层底板含水层水平钻孔分段保压注浆装置及方法，该装置及方法能够实现定向钻孔中分段注浆与分段保压，提高煤层底板含水层注浆改造的效果，提升施工效率。为解决上述问题，本专利技术的方案是：一种煤层底板含水层水平钻孔分段保压注浆装置，包括：射孔枪，用于和连续油管相连接，其上设置有若干个喷射眼；过油管封隔器，通过一丢手工具与所述射孔枪连接，用于在受压时坐封所在套管。优选的，上述的一种煤层底板含水层水平钻孔分段保压注浆装置，还包括：压力脱落器，通过一单向阀连接过油管封隔器，所述压力脱落器的前端为一花瓣形状，花瓣形状的各瓣体在受压力驱动时可打开。优选的，上述的一种煤层底板含水层水平钻孔分段保压注浆装置，所述射孔枪依次通过一扶正器、连续油管连接工具与连续油管连接。一种煤层底板含水层水平钻孔分段保压注浆方法，包括：套管下入步骤，在煤层底板改造层位施工水平定向钻孔并下入套管；筛眼施工步骤，将带有射孔枪的保压注浆装置推送至套管位于隐伏导水通道的位置，利用所述射孔枪上的喷射眼在所述套管内进行水力喷砂射孔作业以在套管上形成筛眼；封隔注浆步骤，回退所述射孔枪并利用位于所述射孔枪前端的油管封隔器坐封所述套管以在所述筛眼所在位置处形成注浆段；所述注浆段位于所述油管封隔器远离孔口位置的一侧；利用保压注浆装置的单向阀向所述注浆段内注浆。优选的，上述的一种煤层底板含水层水平钻孔分段保压注浆方法，包括：在所述封隔注浆步骤后，通过清水循环系统将注浆通道内的浆液顶替进入煤层底板改造层位。优选的，上述的一种煤层底板含水层水平钻孔分段保压注浆方法，还包括：分离提孔步骤，通过设置于所述射孔枪和油管封隔器之间的丢手工具分离所述射孔枪和所述油管封隔器，将所述射孔枪提出井口。优选的，上述的一种煤层底板含水层水平钻孔分段保压注浆方法，包括：将所述射孔枪提出井口后清洗所述射孔枪，然后通过丢手工具依次连接新的油管封隔器、单向阀构成一新的保压注浆装置；利用新的保压注浆装置实施筛眼施工步骤和封隔注浆步骤。优选的，上述的一种煤层底板含水层水平钻孔分段保压注浆方法，所述保压注浆装置还包括一压力脱落器，所述压力脱落器通过一单向阀连接过油管封隔器，所述压力脱落器的前端为一花瓣形状，花瓣形状的各瓣体在受压力驱动时可打开。因此，相对于现有技术，本专利技术具备以下优点：首先实现了分段可靠注浆，减少前进式注浆过程中对下一个注浆点注浆时的重复扫孔工作，提高施工效率、降低施工成本；其次，分割注浆方式确保井口压力能够有效传导至浆液漏失点，相比现阶段的下行式注浆方式，减小了长距离钻孔中的压力损耗，达到灰岩含水层各注浆点的精准强注浆目标；最后，采用预制保压装置进行分段保压，可在上一个注浆点保压的同时对下一个注浆点进行注浆施工，节省了孔内浆液凝固的等待时间，有效缩短注浆工程的施工总周期。附图说明并入本文并形成说明书的一部分的附图例示了本专利技术的实施例，并且附图与说明书一起进一步用于解释本专利技术的原理以及使得所属领域技术人员能够制作和使用本公开。图1为煤层底板分段保压注浆水害治理工艺示意图(第1段治理)；图2为煤层底板分段保压注浆水害治理工艺示意图(第2段治理)；图3为煤层底板分段保压注浆水害治理工艺示意图(第n段治理)；图4为分段保压注浆装置示意图；图5为预置保压装置示意图。将参照附图描述本专利技术的实施例。图中1-套管；2-连续油管；3-第1隐伏导水通道隐伏导水通道；4-第2隐伏导水通道隐伏导水通道；5-第n隐伏导水通道隐伏导水通道；6-保压注浆装置；7-连续油管连接工具；8-扶正器；9-射孔枪；10-喷射眼；11-丢手工具；12-过油管封隔器；13-单向阀；14-花瓣形压力脱落器；15-井口；16-井口射孔液控制阀门；17-井口注浆浆液控制阀门；18-射孔/注浆切换控制阀门；19-清水/砂液/浆液切换控制阀门；20-第1注浆泵控制阀门；21-第2注浆泵控制阀门；22-备用注浆泵控制阀门；23-第n注浆泵控制阀门；24-第1射孔泵控制阀门；25-第2射孔泵控制阀门；26-清水池控制阀门；27-砂液池控制阀门；28-浆液池控制阀门；29-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤层底板含水层水平钻孔分段保压注浆装置，其特征在于，包括：/n射孔枪(9)，用于和连续油管(2)相连接，其上设置有若干个喷射眼(10)；/n过油管封隔器(12)，通过一丢手工具(11)与所述射孔枪(9)连接，用于在受压时坐封所在套管(1)。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤层底板含水层水平钻孔分段保压注浆装置，其特征在于，包括：
射孔枪(9)，用于和连续油管(2)相连接，其上设置有若干个喷射眼(10)；
过油管封隔器(12)，通过一丢手工具(11)与所述射孔枪(9)连接，用于在受压时坐封所在套管(1)。


2.根据权利要求1所述的一种煤层底板含水层水平钻孔分段保压注浆装置，其特征在于，还包括：
压力脱落器，通过一单向阀(13)连接过油管封隔器(12)，所述压力脱落器的前端为一花瓣形状，花瓣形状的各瓣体在受压力驱动时可打开并分瓣脱落。


3.根据权利要求1所述的一种煤层底板含水层水平钻孔分段保压注浆装置，其特征在于，所述射孔枪(9)依次通过一扶正器(8)、连续油管连接工具(7)与连续油管(2)连接。


4.一种煤层底板含水层水平钻孔分段保压注浆方法，其特征在于，包括：
套管下入步骤，在煤层底板改造层位施工水平定向钻孔并下入套管(1)；
筛眼施工步骤，将带有射孔枪(9)的保压注浆装置(6)推送至套管(1)位于隐伏导水通道的位置，利用所述射孔枪(9)上的喷射眼(10)在所述套管(1)内进行水力喷砂射孔作业以在套管(1)上形成筛眼；
封隔注浆步骤，回退所述射孔枪(9)并利用位于所述射孔枪(9)前端的油管封隔器(12)坐封所述套管(1)以在所述筛眼所在...

【专利技术属性】
技术研发人员：董书宁，刘磊，姬亚东，郭小铭，南生辉，王世东，郑士田，周麟晟，
申请(专利权)人：中煤科工集团西安研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61