矿用井下探放高压岩溶水钻孔施工的套管隔离地层破碎带方法技术

本发明专利技术公开了一种矿用井下探放高压岩溶水钻孔施工的套管隔离地层破碎带方法，先下入第一层套管(6)，施工第二段孔径，钻进中遇到地层破碎带时，不采取注浆方法，采用在第一层套管(6)和第二层套管(3)之间下入关键套管(5)，下入后进行水泥浆隔离封闭，投孔进行耐压试验，合格后进行第三段孔径的钻进施工，下入第二层套管(3)。本发明专利技术采用多下一路套管、增大开孔孔口直径的方法，克服在利用井下巷道施工探测高压岩溶水水时遇地层破碎带的难题。不耽误工期，成本低，而且能保证钻孔长期稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种。
技术介绍
深部开采面临高地应力、高地温和高渗透压的赋存环境，深部煤层底板含水层水压力甚至超过lOMPa，为超高水压值。防治深部高压水的基础工作是探清其水文地质条件，而主要手段是钻孔探测。施工地面勘查孔穿越地层复杂、成本高，而井下探测钻孔为自流井，钻孔揭示水文地质信息反映直观且钻孔行程短，所以大多数转入深部开采的矿井都利用井下巷道施工高压岩溶水探测钻孔，对地下水进行动态观测。在利用井下巷道进行钻孔施工时，钻孔行程短(30_200m)，钻孔施工中经常穿越地层破碎带，由于钻孔最终要固定套管作为水文地质长期观测孔，所以井壁的局部破碎不利于套管的固定以及钻孔的长期使用；而且在利用现有技术进行钻孔施工过程中，地层的局部破碎往往造成塌孔、埋钻等事故。正常情况(无地层破碎)下2层套管即可完成施工(先下入孔口管，即第一层套管，然后到目的含水层顶再下入第二层套管)，但是若遇到地层破碎严重塌孔时，目前采取的方法是注浆，注浆封堵破碎地层后，用2层套管即可完成施工，但是注浆方法在大多数情况下往往凭借经验进行，而且效果不一定明显。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种。本专利技术的技术方案如下:—种，先下入第一层套管(6)，施工第二段孔径，钻进中遇到地层破碎带时，不采取注浆方法，采用在第一层套管(6)和第二层套管(3)之间下入关键套管(5)，下入后进行水泥浆隔离封闭，投孔进行耐压试验，合格后进行第三段孔径的钻进施工，下入第二层套管(3)。所述的方法，具体施工方法为:首先施工第一段孔径$ 219mm，第一层套管(6)的长度10m，套管径小195mm，灌注水泥浆隔离；然后施工第二段孔径小168mm，在施工过程中，不断往下钻进时，若出现地层破碎带，停止钻进施工，然后下入0146mm的关键套管(5)，下入后进行水泥浆隔离封闭，投孔进行耐压试验，耐压试验合格后继续使用0 130mm的钻头进行第三段孔径的钻进施工，施工至所要探放的高压含水层顶界面(I)以下2m坚硬段停止钻进施工，这时下入0108mm的第二层套管(3)，进行水泥浆隔离封闭，投孔进行耐压试验，耐压试验合格后继续钻进，钻进时使用091mm尺寸的钻头进行第四段孔径的钻进施工，裸孔(2)钻进至需要揭露含水层的厚度，完成施工。本专利技术采用多下一路套管、增大开孔孔口直径的方法，克服在利用井下巷道施工探测高压岩溶水水时遇地层破碎带的难题。不耽误工期，成本低，而且能保证钻孔长期稳定。附图说明图1为本专利技术井下探测高压岩溶水钻孔增加一路套管隔离破碎带钻孔结构示意图； I所要探放的高压含水层顶界面，2裸孔，3第二层套管，4地层破碎带，5关键套管，6第一层套管，7水泥砂浆固管；8，所要探放的高压含水层；具体实施例方式以下结合具体实施例，对本专利技术进行详细说明。本专利技术采用多下一路套管(关键套管)、增大开孔孔口直径的方法，克服在利用井下巷道施工探测高压岩溶水水时遇地层破碎带的难题。施工方法和过程:一、确定钻孔结构具体技术方案如下:(I)确定终孔含水层(裸孔2)孔径，一般为A(图1中为4>91mm)；(2)确定终孔含水层上部套管即第二层套管3的直径为B(大于A，图1中为小108mm),钻头直径可选择130mm ；(3)确定所另外增加的一路套管即关键套管5的直径为C(大于B，图1中为小146mm),钻头直径可选择168mm ；(4)确定孔口套管即第一层套管6的直径为D (大于C，图1中为小195mm)，开孔的钻孔直径可选择0 219mm;二、施工方法及过程首先施工第一段孔径小219_1，第一层套管6长度为10m，第一层套管6直径4)195mm,灌注水泥衆隔离；然后施工第二段孔径0 168mm,第二层套管3管径0 146mm,若不存在地层破碎带(正常情况下)，则第二层套管3长度可达到所要探放的高压含水层顶界面I以下2m (图1所示为异常情况说明，非正常情况)，利用第二层套管3进行封闭高压注浆隔离，完成探放水钻孔的施工；若在施工过程中出现塌孔、掉块、水量、水压等异常情况(地层破碎带)时(图1所示)，可根据实际情况在第一层套管6和第二层套管3之间下入0 146mm的关键套管5(图中为40m)进行隔离。存在地层破碎带时的钻孔施工详细过程如下:首先施工第一段孔径小219mm,第一层套管10m，套管径小195mm,灌注水泥浆隔离；然后施工第二段孔径0168mm，在施工过程中，不断往下钻进时，若出现塌孔、掉块、水量、水压等异常情况，停止钻进施工，然后下入0 146mm尺寸的关键套管5，下入后进行水泥浆隔离封闭，投孔进行耐压试验，耐压试验合格后继续使用0 130mm的钻头进行第三段孔径的钻进施工，施工至所要探放的高压含水层顶界面I以下2m坚硬段停止钻进施工，这时下入Cj5108mm尺寸的第二层套管，进行水泥浆隔离封闭，投孔进行耐压试验，耐压试验合格后继续钻进，钻进时使用091_尺寸的钻头进行第四段孔径的钻进施工，裸孔2钻进至需要揭露含水层的厚度，完成施工。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本专利技术所附权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿用井下探放高压岩溶水钻孔施工的套管隔离地层破碎带方法，其特征在于，先下入第一层套管(6)，施工第二段孔径，钻进中遇到地层破碎带时，不采取注浆方法，采用在第一层套管(6)和第二层套管(3)之间下入关键套管(5)，下入后进行水泥浆隔离封闭，投孔进行耐压试验，合格后进行第三段孔径的钻进施工，下入第二层套管(3)。

【技术特征摘要】
1.一种矿用井下探放高压岩溶水钻孔施工的套管隔离地层破碎带方法，其特征在于，先下入第一层套管(6)，施工第二段孔径，钻进中遇到地层破碎带时，不采取注浆方法，采用在第一层套管(6)和第二层套管(3)之间下入关键套管(5)，下入后进行水泥浆隔离封闭，投孔进行耐压试验，合格后进行第三段孔径的钻进施工，下入第二层套管(3)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，具体施工方法为:首先施工第一段孔径小219mm，第一层套管(6)的长度10m，套管径小195mm，灌注水泥浆隔离；然后施工第二段孔径1...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔伟，赵连涛，李文平，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：