专利名称：一种破损堵塞充填钻孔的修复方法
技术领域：
本发明属于矿山地下开采技术领域，尤其涉及一种矿山地下开采过程中破损堵塞充填钻孔的修复方法。
背景技术：
充填钻孔是充填料浆从地表输送到井下采场的咽喉工程。传统充填钻孔的施工是在新打钻孔或者修复钻孔后，耦合设置套管保护孔壁，将套管与孔壁固结在一起，钻孔套管即作为钻孔内充填管道使用。由于充填料浆对充填管道的冲刷、磨蚀等作用，矿山充填钻孔的使用寿命一般在40 60万m3，每年都有大量钻孔因为破损堵塞而报废。一般情况下，如遇充填钻孔堵塞，一般先使用钻机进行通孔，通孔成功后下小直径的套管继续使用，由于充填钻孔直径缩小，不利于料浆在钻孔内的流动，易发生再次堵管。 通孔不成功的采取报废处理，重新选址新建充填钻孔，新的钻孔组须布设在搅拌站附近，受地表地形、工业场地、井下已有工程衔接、地表钻孔房和井下钻孔硐室位置的限制，新钻孔布设选址极为困难，而且新钻孔的施工增加了充填成本。我国专利“重复修复使用充填钻孔的方法”(申请号ZL200610032213. 8)公开了一种重复修复使用充填钻孔的方法，该方法包括施工钻孔，在钻孔内耦合安装套管，再在套管内不耦合安装充填管道，当充填管道出现破损漏浆或充填管道达到预期寿命后，通过更换充填管道，达到充填钻孔的重复修复利用。该方法主要是针对新钻孔进行施工，不是针对传统充填钻孔(即利用钻孔套管作为钻孔内充填管道使用)出现破损堵塞报废后的修复，仍然面临新钻孔布设选址问题，没能从根本上解决管道输送充填料浆的矿山施工充填钻孔选址难这一技术难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种破损堵塞充填钻孔的修复方法，对原有破损或堵塞充填钻孔进行修复，使原有充填钻孔恢复充填料浆的功能，以有效解决管道输送充填料浆的矿山施工充填钻孔选址难这一技术问题。为实现上述目的，本发明采取的技术方案是 一种破损堵塞充填钻孔的修复方法，包括以下步骤
①取原定向管在破损钻孔修复过程中，原定向管是否取出根据扩孔直径的尺寸来确定，当拟扩孔直径大于或等于原定向管的内径，须取出原定向管；当拟扩孔直径小于原定向管内径IOmm以内，须取出原定向管；
②钻机安装调试原定向管取出后，安装调试钻机；
③清洗原钻孔套管用钻机连接小于原钻孔套管内径的钻具旋转推进，对原钻孔套管内壁粘结的充填料浆进行清洗，以保证切割刀具能够放入，钻进深度根据堵塞钻孔交工验收的实测长度确定，小于钻孔实测长度0. 5 1. Om ；
④分离-切割-打捞先用岩心钻将原钻孔套管与周围岩体或油井水泥分离；分离后
3进行切割，割刀直径要小于原钻孔套管磨损后实际内径4 6mm，打捞出切割下的套管后， 根据前次切割并打捞出的套管实测内径，调整割刀直径，再次进行切割打捞，直到破损钻孔中的钻孔套管全部取出；
⑤扩孔原钻孔套管全部取出后，根据新设计荒孔直径进行扩孔；
⑥安装新钻孔套管和填充管道在扩好的荒孔中，首先安装螺纹连接的新钻孔套管，采用直接提吊下管法按顺序依次下管，在新钻孔套管螺纹连接处全焊，新钻孔套管外侧进行注浆固结；新钻孔套管安装固定好后，仍采用直接提吊下管法不耦合安装新充填管道，每节充填管道之间用管箍联结，并加点焊；新充填管道与新钻孔套管之间留设15 25mm的环状间隙；
⑦固定新充填管道下好后，在孔口和孔底处将其与新钻孔套管固定连接。本发明提供的上述破损堵塞充填钻孔的修复方法，通过对破损或堵塞的原有充填钻孔进行扩孔修复，使原有充填钻孔在原址恢复充填料浆的功能。扩孔修复后的充填套管内不耦合布置充填管道，由充填管道将充填料浆从地表输送到井下采场，充填管道出现破损漏浆或达到预期寿命后，仅需更换充填套管内安装的充填管道，实现了充填钻孔的重复使用，从根本上解决了新打充填钻孔选址难这一技术问题，降低了矿山施工的充填成本。
图1是充填钻孔修复工艺流程图； 图2是充填钻孔修复技术原理图。
具体实施例方式下面结合实施例及其附图对本发明作进一步说明
如图1、图2所示，本发明破损充填钻孔修复方法具体步骤如下 1.取原定向管在破损钻孔修复过程中，原定向管是否取出可根据拟扩孔直径的尺寸来确定。如果要扩孔的直径大于或等于原定向管的内径，就必须取出原定向管，否则将无法进行随后的扩孔工作；如果扩孔直径略小于原定向管内径IOmm以内，也应将原定向管取出，以防止因原定向管的内径与扩孔钻头尺寸存在误差，而影响扩孔工作；如果扩孔直径小于原定向管的内径IOmm以上，为施工方便，可以考虑不取原定向管。原定向管可以采用人工开挖方式取出。2.钻机安装调试如需取出原定向管，待原定向管取出后，安装调试钻机；如无需取出原定向管，则直接安装调试钻机。3.清洗原钻孔套管(作为原充填管道)由于破损充填钻孔可能堵塞，或者管道内壁可能粘有充填料浆使其有效内径缩小，因此，在进行分离切割之前要先清洗管道，防止切割刀具下不去。清洗管道是用钻机连接小于管道内径的钻具低速旋转推进，钻进时一定要注意钻进深度，以免钻透封住的钻孔底部而漏浆。钻进深度根据堵塞钻孔交工验收的实测长度确定，一般小于钻孔实测长度0. 5 lm，当钻进剩余IOm左右时，应与钻孔底部现场人员通话联系，由钻孔底部人员指挥，及时停止钻进。4.分离-切割-打捞钻孔套管与岩体分离、套管切割与打捞是钻孔修复过程中最关键的技术。套管分离的目的是利用岩芯钻将钻孔套管与周围岩体或固井水泥分离，以利后续套管切割；切割时，由于不同深度管道磨损程度不同，即管道内径沿深度而变换，因此需根据前次切割并打捞出的管道实测内径，调整割刀直径，一般割刀直径要小于管道磨损后实际内径4 6mm。切割刀具到达切割位置后，踩住钻机离合器，将档位挂至1档，然后慢慢松开离合器，待钻机转速缓慢增加到稳定后再完全松开离合器。如果切割深度大于分离深度的话，有部分未分离的油井水泥仍然包裹住切割断的管道下端部分，有可能影响切割断管的打捞。另外，最好能保证一次切割成功，不然会浪费切割刀具，同时反复提钻也会浪费时间。开始钻机开1档，切割适当的时间后，若不能确保管道被完全切割断的话，最好再开2档切割一段时间。打捞出管道后，再次进行分离切割，直到破损钻孔中的套管全部取出。实际操作过程中，可按如下方式判断套管是否被切断
(1)“捞”切割一定时间之后，从孔口捞取一些返出的泥浆。如果泥浆中很少或者没有铁屑，并不断有细油井水泥或泥砂排出，则表明套管已经割透的机率相当大；
(2)“估”对于同一管道，切割几次后，可以根据每次切割花掉的时间，可大致估计切断管道需要多少时间；
(3)“听”耳朵靠近主动钻杆的卡盘装置，听孔内是否仍然有合金磨铁的声音，如果管道切割断了的话，发出的声音跟合金磨铁的声音会有一定的区别；
(4)“感”切割适当的时间之后，踩住离合器，钻机稍微往上提升钻杆，若有较大阻力， 表明管道未被切割断；若没有什么阻力，则回归原位，缓慢松开离合器，稍微转动一个角度， 再踩住离合器，稍微上提看有没有阻力，如此反复操作几次，如果都没有感到阻力，则表明管道已经切割断；
(5)“看”切割刀具提出来之后，看割刀的切割吃进深度，若吃进深度已经超出管道原始壁厚，则可以确定管道已经割断，若吃进深度没有超出管道原始壁厚，则表明管道很可能没有完全割断。5.扩孔原钻孔套管全部取出后，根据设计荒孔直径进行扩孔。扩孔时钻机的旋转速度与钻进速度不能太快，以免破坏孔壁。另外泥浆的质量一定要保证，最好在进行扩孔之前，清理泥浆池，彻底更换一次泥浆。泥浆的稠度不能太低，防止扩孔的过程中造成塌孔。6.安装管道首先安装螺纹连接的新钻孔套管，首先将套管编号，测量总长度，然后采用直接提吊下管法按顺序依次下管，为保证套管连接牢固，在螺纹连接处全焊。外部套管安装后，要进行注浆固结。套管安装固定好后，用同样方法不耦合安装新充填管道，每节充填管道之间用管箍联结，并加点焊。充填管道与套管之间留设20mm左右的环状间隙，以利下次充填管道破损后的切割、打捞和更换。7.固定充填管道下好后，要用角钢和槽钢焊接将其固定。套管底部固定方式先将1 槽钢焊接在套管上，再用Φ89πιπι无缝钢管支撑；充填管道底部直接用钢筋焊接在套管上；套管上部直接用槽钢将焊接在新定向管上，而充填管道上部则直接用槽钢将充填管道焊接在套管上。固定时用水平尺调整管道的位置，尽量确保管道安装垂直于水平面，避免管道安装出现偏斜。
权利要求
1.一种破损堵塞充填钻孔的修复方法，其特征在于该方法包括以下步骤①取原定向管在破损钻孔修复过程中，原定向管是否取出根据扩孔直径的尺寸来确定，当拟扩孔直径大于或等于原定向管的内径，须取出原定向管；当拟扩孔直径小于原定向管内径IOmm以内，须取出原定向管；②钻机安装调试原定向管取出后，安装调试钻机；③清洗原钻孔套管用钻机连接小于原钻孔套管内径的钻具旋转推进，对原钻孔套管内壁粘结的充填料浆进行清洗，以保证切割刀具能够放入，钻进深度根据堵塞钻孔交工验收的实测长度确定，小于钻孔实测长度0. 5 1. Om ；④分离-切割-打捞先用岩心钻将原钻孔套管与周围岩体或油井水泥分离；分离后进行切割，割刀直径要小于原钻孔套管磨损后实际内径4 6mm，打捞出切割下的套管后， 根据前次切割并打捞出的套管实测内径，调整割刀直径，再次进行切割打捞，直到破损钻孔中的钻孔套管全部取出；⑤扩孔原钻孔套管全部取出后，根据新设计荒孔直径进行扩孔；⑥安装新钻孔套管和新填充管道在扩好的荒孔中，首先安装螺纹连接的新钻孔套管， 采用直接提吊下管法按顺序依次下管，在新钻孔套管螺纹连接处全焊，新钻孔套管外侧进行注浆固结；新钻孔套管安装固定好后，仍采用直接提吊下管法不耦合安装新充填管道，每节充填管道之间用管箍联结，并加点焊；⑦固定新充填管道下好后，在孔口和孔底处将其与新钻孔套管固定连接。
2.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于所述步骤①中，如拟扩孔直径小于原定向管的内径IOmm以上，不需取出原定向管，直接安装调试钻机。
3.根据权利要求1或2所述的修复方法，其特征在于所述步骤⑥中，新充填管道与新钻孔套管之间留设15 25mm的环状间隙。
全文摘要
本发明提供了一种破损堵塞充填钻孔的修复方法，它包括以下步骤根据扩孔直径的尺寸来确定是否取出原定向管；安装调试钻机，将破损堵塞的管道进行清洗疏通；将原钻孔套管与周围岩体或油井水泥分离；分离后切割、打捞，将破损钻孔中的钻孔套管全部取出；根据新设计荒孔直径进行扩孔；在扩好的荒孔中，安装固定新钻孔套管和新填充管道。该方法通过对破损或堵塞的原有充填钻孔进行扩孔修复，使原有充填钻孔在原址恢复充填料浆的功能。扩孔修复后的充填套管内不耦合布置充填管道，由充填管道将充填料浆从地表输送到井下采场，充填管道出现破损漏浆或达到预期寿命后，仅需更换充填套管内安装的充填管道，从根本上解决了新打钻孔选址难这一技术问题。
文档编号E21F15/06GK102434201SQ20111031169
公开日2012年5月2日 申请日期2011年10月14日 优先权日2011年10月14日
发明者崔继强, 张钦礼, 把多恒, 李彦龙, 杨志强, 王新民, 王贤来, 薛忠杰, 郭三军, 钱鸣 申请人:金川集团有限公司