【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及立井井筒施工。具体地说是用于钻井法凿井的现浇钢板混凝土井壁施工方法。
技术介绍
1、钻井法是采用竖井钻机作为主要装备的机械化凿井方法，首先利用钻头刀具破碎地层，同时利用泥浆进行气举反循环排渣和护壁，待井筒钻进至设计直径和设计深度以后，钻头及钻杆等从井筒内提至地面，然后，利用泥浆的浮力，在充满泥浆的井筒内进行预制井壁的漂浮下沉，如图4所示。井壁下沉至井底后进行壁后充填固井，最后形成满足工程要求的井筒构筑物。
2、然而，传统的立井钻井法凿井采用漂浮下沉预制井壁的方法，存在“漂不起来”、“沉不下去”和“失稳风险高”等难题。具体来说，一是由于地层条件和井筒安全性的要求，预制井壁往往厚度厚且自重大，这导致预制井壁在泥浆中难以漂浮；二是随着井筒下沉深度增加，其排开泥浆的体积也增加，由于泥浆浮力作用，漂浮的预制井壁下沉困难，即便预制井壁的内部空间充满配重水也难以满足下沉要求；三是随着井深增加、钻井直径增加，漂浮下沉井壁的整体竖向失稳风险增加，漂浮井壁纠偏难度大。
3、对于井壁进行现浇混凝土施工是一种解决以上难题的方法。如cn115182734a中提供的方法，其公开了一种立井井筒砌壁用的液压滑动模板，砌壁时使用的内、外模板通过液压油缸连接在一吊盘上，在使用时，液压油缸将模板抵紧在井壁上，技术人员向内外模板间进行混凝土注浆。每段高注浆结束后，液压油缸将模板收回，而后吊盘带动液压油缸和模板一同下降至下一段高。但是，该方法中模板和吊盘一同下放，这对施工时的悬吊系统的稳定性有较高要求，而且由于模板和液压油缸固定连接
技术实现思路
1、为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种用于钻井法凿井的现浇钢板混凝土井壁施工方法，该方法对井壁进行现浇混凝土砌壁，井壁钢板下放与吊盘下放分开进行，且使用了液压油缸吊盘的撑靴对井壁钢板进行支撑，操作较为便捷。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
3、用于钻井法凿井的现浇钢板混凝土井壁施工方法，自上而下逐段支护施工，第n个支护段高支护施工之前，先将第n个支护段高内的泥浆抽出待施工井筒，并保持第n个支护段高之下尚未抽出的所述泥浆成分相对稳定；n为正整数。成分稳定的泥浆将对未支护的井壁起到临时支护作用，在施工时，只要保持当前施工的支护段高内没有泥浆，能够正常施工即可，若一次抽出井筒内的所有泥浆，则容易导致未支护的井壁出现片帮等问题。
4、上述的用于钻井法凿井的现浇钢板混凝土井壁施工方法，使用泥浆管将所述泥浆抽出待施工井筒；所述泥浆管的一端淹没在所述待施工井筒内的泥浆液面以下，所述泥浆管的另一端伸向井口外且延伸出两条分支管路，每条所述分支管路均与一台泥浆泵导通，第一分支管路上安装有第一阀门，第二分支管路上安装有第二阀门；待施工井筒中的所述泥浆的参数性能在混合器和所述泥浆管的作用下得到维持，以使得所述泥浆淹没段的井筒围岩保持稳定；所述混合器位于所述泥浆管的管腔外且淹没在待施工井筒中所述泥浆液面以下，所述混合器通过风管与压缩空气泵流体导通；
5、当从待施工井筒中抽出所述泥浆时，关闭所述压缩空气泵和所述第一阀门，打开所述第二阀门，所述泥浆在与所述第二分支管路导通的所述泥浆泵的作用下，经过所述第二分支管路被抽出待施工井筒；
6、在支护施工过程中，关闭所述第二阀门，打开所述第一阀门和所述压缩空气泵，新鲜泥浆被与所述第一分支管路导通的所述泥浆泵泵入进入待施工井筒，所述压缩空气泵将高压空气依次经所述风管和所述混合器上的所述压风孔泵入待施工井筒中，使得所述泥浆在待施工井筒中翻滚流动。混合器向井筒中通入的高压空气对泥浆起到了搅拌作用，使得泥浆的密度、粘度、失水量、泥皮厚度、ph维持稳定，维持泥浆的密度等参数稳定有利于维持泥浆液面以下的井筒围岩稳定。混合器位于泥浆管的管腔外，则混合器排出的高压空气不容易直接进入泥浆管的管腔内，干扰泥浆管内的新鲜泥浆向待施工井筒中流动；同时，泥浆管的管壁不会对高压空气形成的气泡的运动产生限制，这有利于气泡对泥浆进行充分的搅拌。
7、上述的用于钻井法凿井的现浇钢板混凝土井壁施工方法，所述泥浆在泥浆管和混合器的作用下，在泥浆循环回路中循环，以使得待施工井筒中的所述泥浆的参数性能得到维持；所述泥浆循环回路包括依次首尾相连并流体导通的第一泥浆管、泥浆池、第二泥浆管和待施工井筒；所述第一泥浆管的泥浆入口和所述第二泥浆管的泥浆出口淹没待施工井筒内的泥浆液面以下，所述第二泥浆管的管路上安装有循环开关；所述混合器位于第一泥浆管的管腔下部且位于所述泥浆液面以下，所述混合器通过风管与压缩空气泵流体导通；
8、当所述循环开关关闭时，所述压缩空气泵将高压空气依次经所述风管和所述混合器上的压风孔泵入所述第一泥浆管中，使得待施工井筒内的所述泥浆经过所述第一泥浆管流入所述泥浆池，并在所述泥浆池中留存；
9、当所述循环开关开启时，所述压缩空气泵将高压空气依次经所述风管和所述混合器上的压风孔泵入所述第一泥浆管中，使得待施工井筒内的所述泥浆依次流经所述第一泥浆管、所述泥浆池和所述第二泥浆管，从所述第二泥浆管的泥浆出口回流到待施工井筒中，并再次进入所述第一泥浆管的泥浆入口。泥浆不断循环能够使得泥浆成分保持稳定、防止泥浆沉降，使得泥浆的密度、粘度、失水量、泥皮厚度、ph维持稳定，维持泥浆的密度等参数稳定有利于维持泥浆液面以下的井筒围岩稳定。
10、上述的用于钻井法凿井的现浇钢板混凝土井壁施工方法，将第n个支护段高内的所述泥浆抽出待施工井筒之后，将油缸支撑吊盘和组成井壁内圈钢板筒的弧形钢板片分别放入待施工井筒中，并在待施工井筒中将所述弧形钢板片组装成所述井壁内圈钢板筒；所述油缸支撑吊盘上安装有支撑油缸，所述支撑油缸的自由端固定连接有撑靴，所述油缸支撑吊盘通过所述撑靴撑紧井壁，所述油缸支撑吊盘上表面的支撑吊盘盘面作为所述井壁内圈钢板筒的支撑面，并将位于所述井壁内圈钢板筒与井壁之间的注浆环形空间的底端封堵；将所述井壁内圈钢板筒与井壁锚固连接后，向所述注浆环形空间内进行混凝土注浆。撑靴将撑紧井壁，有利于防止油缸支撑吊盘在待施工井筒中发生晃动或位移；当井壁钢板筒放置在支撑吊盘盘面上时，其重量将传导到支撑吊盘盘面下方的撑靴处，撑靴为井壁钢板筒提供支撑的同时，撑靴上方的支撑吊盘盘面也在井壁混凝土浇筑时起到了底模板的作用。
11、上述的用于钻井法凿井的现浇钢板混凝土井壁施工方法，所述支撑吊盘盘面的中心处设有泥浆管通道，所述泥浆管和所述风管穿过所述泥浆管通道；步骤b中，一个所述支护段高为3～4m，支护施工包括如下步骤：
12、步骤a：进行施工准备工作；在井口安装井架和提吊设备，并准备施工材料；
13、步骤b：使用所述泥浆管对井筒中的所述泥浆进行抽排，直至所述泥浆液面下降高度大于一个支护段高；
14、步骤c：使本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于钻井法凿井的现浇钢板混凝土井壁施工方法，其特征在于，自上而下逐段支护施工，第n个支护段高支护施工之前，先将第n个支护段高内的泥浆(16)抽出待施工井筒，并保持第n个支护段高之下尚未抽出的所述泥浆(16)成分相对稳定；n为正整数。
2.根据权利要求1所述的用于钻井法凿井的现浇钢板混凝土井壁施工方法，其特征在于，使用泥浆管(14)将所述泥浆(16)抽出待施工井筒；所述泥浆管(14)的一端淹没在所述待施工井筒内的泥浆液面(1601)以下，所述泥浆管(14)的另一端伸向井口外且延伸出两条分支管路，每条所述分支管路均与一台泥浆泵导通，第一分支管路上安装有第一阀门(22)，第二分支管路上安装有第二阀门(23)；待施工井筒中所述泥浆(16)的参数性能在混合器(15)和所述泥浆管(14)的作用下得到维持，以使得所述泥浆(16)淹没段的井筒围岩(17)保持稳定；所述混合器位于所述泥浆管(14)的管腔外且淹没在待施工井筒中所述泥浆液面(1601)以下，所述混合器(15)通过风管(18)与压缩空气泵(24)流体导通；
3.根据权利要求1所述的用于钻井法凿井的现浇钢板混凝
4.根据权利要求2或3所述的用于钻井法凿井的现浇钢板混凝土井壁施工方法，其特征在于，将第n个支护段高内的所述泥浆(16)抽出待施工井筒之后，将油缸支撑吊盘(3)和组成井壁内圈钢板筒(4)的弧形钢板片分别放入待施工井筒中，并在待施工井筒中将所述弧形钢板片组装成所述井壁内圈钢板筒(4)；所述油缸支撑吊盘(3)上安装有支撑油缸(302)，所述支撑油缸(302)的自由端固定连接有撑靴(301)，所述油缸支撑吊盘(3)通过所述撑靴(301)撑紧井壁，所述油缸支撑吊盘(3)上表面的支撑吊盘盘面(304)作为所述井壁内圈钢板筒(4)的支撑面，并将位于所述井壁内圈钢板筒(4)与井壁之间的注浆环形空间的底端封堵；将所述井壁内圈钢板筒(4)与井壁锚固连接后，向所述注浆环形空间内进行混凝土注浆。
5.根据权利要求4所述的用于钻井法凿井的现浇钢板混凝土井壁施工方法，其特征在于，所述支撑吊盘盘面(304)的中心处设有泥浆管通道(307)，所述泥浆管(14)和所述风管(18)穿过所述泥浆管通道(307)；步骤B中，一个所述支护段高为3～4m，支护施工包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的用于钻井法凿井的现浇钢板混凝土井壁施工方法，其特征在于，步骤E中，所述注浆环形空间为所述井壁内圈钢板筒(4)与井壁之间的环形空间。
7.根据权利要求5所述的用于钻井法凿井的现浇钢板混凝土井壁施工方法，其特征在于，步骤C中，当所述井筒围岩(17)为软弱岩层或特厚土层时，在所述撑靴(301)撑紧井壁之后，将组成所述井壁内圈钢板筒(4)的所述弧形钢板片下放入待施工井筒之前，进行如下步骤：
8.根据权利要求5所述的用于钻井法凿井的现浇钢板混凝土井壁施工方法，其特征在于，步骤C中，所述油缸支撑吊盘(3)通过提吊钢丝绳(1)连接在双层的作业吊盘(2)的下盘面底部，所述作业吊盘(2)随所述油缸支撑吊盘(3)一同被所述提吊设备下放入井筒中；固定密封连接所述弧形钢板片时，施工人员借助所述作业吊盘(2)进行操作。
9.根据权利要求5所述的用于钻井法凿井的现浇钢板混凝土井壁施工方法，其特征在于，所述圈梁(305)为圆环状结构，所述圈梁(305)的内环空中固定安装有结构梁(306)，所述结构梁(306)用于防止所述圈梁(305)发生变形；所述结构梁(306)包括两个矩形框架，两个所述矩形框架呈十字形交叉，每个所述矩形框架的四个角均固定连接在所述圈梁(305)的内环面上；当停止下放所述油缸支撑吊盘(3)时，所述油缸支撑吊盘(3)的下表面与所述泥浆液面(1601)之间的距离为1～1.2m。
10.根据权利要求5所述的用于钻井法凿井的现浇钢板混凝土井壁施工方法，其特征在于，所述锚杆(...
【技术特征摘要】
1.用于钻井法凿井的现浇钢板混凝土井壁施工方法，其特征在于，自上而下逐段支护施工，第n个支护段高支护施工之前，先将第n个支护段高内的泥浆(16)抽出待施工井筒，并保持第n个支护段高之下尚未抽出的所述泥浆(16)成分相对稳定；n为正整数。
2.根据权利要求1所述的用于钻井法凿井的现浇钢板混凝土井壁施工方法，其特征在于，使用泥浆管(14)将所述泥浆(16)抽出待施工井筒；所述泥浆管(14)的一端淹没在所述待施工井筒内的泥浆液面(1601)以下，所述泥浆管(14)的另一端伸向井口外且延伸出两条分支管路，每条所述分支管路均与一台泥浆泵导通，第一分支管路上安装有第一阀门(22)，第二分支管路上安装有第二阀门(23)；待施工井筒中所述泥浆(16)的参数性能在混合器(15)和所述泥浆管(14)的作用下得到维持，以使得所述泥浆(16)淹没段的井筒围岩(17)保持稳定；所述混合器位于所述泥浆管(14)的管腔外且淹没在待施工井筒中所述泥浆液面(1601)以下，所述混合器(15)通过风管(18)与压缩空气泵(24)流体导通；
3.根据权利要求1所述的用于钻井法凿井的现浇钢板混凝土井壁施工方法，其特征在于，所述泥浆(16)在泥浆管(14)和混合器(15)的作用下，在泥浆循环回路中循环，以使得待施工井筒中的所述泥浆(16)的参数性能得到维持，并使得所述泥浆(16)淹没段的井筒围岩(17)保持稳定；所述泥浆循环回路包括依次首尾相连并流体导通的第一泥浆管(1401)、泥浆池(19)、第二泥浆管(1402)和待施工井筒；所述第一泥浆管(1401)的泥浆入口和所述第二泥浆管(1402)的泥浆出口淹没在待施工井筒内的泥浆液面(1601)以下，所述第二泥浆管的管路上安装有循环开关(20)；所述混合器(15)位于所述第一泥浆管(1401)的管腔下部且位于所述泥浆液面(1601)以下，所述混合器(15)通过风管(18)与压缩空气泵(24)流体导通；
4.根据权利要求2或3所述的用于钻井法凿井的现浇钢板混凝土井壁施工方法，其特征在于，将第n个支护段高内的所述泥浆(16)抽出待施工井筒之后，将油缸支撑吊盘(3)和组成井壁内圈钢板筒(4)的弧形钢板片分别放入待施工井筒中，并在待施工井筒中将所述弧形钢板片组装成所述井壁内圈钢板筒(4)；所述油缸支撑吊盘(3)上安装有支撑油缸(302)，所述支撑油缸(302)的自由端固定连接有撑靴(301)，所述油缸支撑吊盘(3)通过...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋朝阳，刘志强，程守业，王强，王春雷，荆国业，张基伟，张广宇，张同钊，
申请(专利权)人：北京中煤矿山工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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