矿用套管修补方法与流程

本发明属于矿山机械领域，尤其涉及一种矿用套管修补方法。

背景技术：

随着钻探技术的发展，各种工程孔在煤矿建设、生产阶段起到了重要的作用。钻孔施工作业中，在地表钻出工程孔后插入矿用套管，并在所述矿用套管的外壁与所述工程孔的内壁之间加注固井水泥环。但是随着时间推移，由于使用磨损、管理不善、以及岩层震动等原因，工程孔较易损坏，导致所述固井水泥环以及所述矿用套管破裂，出现漏水等问题，给煤矿安全生产带来了一定的隐患。

现有技术中，多采用矿用套管全程修补的方法对工程孔进行修补，具体地，在所述矿用套管中插入所述修补管，并在所述修补管的外壁以及所述套管的内壁之间注入修复水泥，其中所述修补管的长度等于所述矿用套管的长度。现有技术存在着一些技术问题，一方面，所述修补管的管长需要与所述矿用套管的管长一致，所述修补管过长直接导致了管材成本过高、注入所述修复水泥较多、吊装所述修补管的吊装费用较高等问题的出现，导致修补费用较高；另一方面，所述修补管的整体重量大，下管方式和固井方式复杂，需根据井下情况进行调整，方案选定难，施工中需要注意的问题多，施工周期长。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种矿用套管修补方法，旨在降低所述矿用套管的修补费用，简化修补管的下管方式和固井方式，简化施工方案，缩短施工周期，从而解决了现有技术中存在的问题。

本发明所提供的矿用套管修补方法包括：步骤a)：根据矿用套管的破损位置范围选择合适长度的修补管；步骤b)：将钻杆的首端与所述修补管的首端可拆卸连接，其中，所述钻杆上开设有沿所述钻杆延伸方向的通孔；步骤c)：将所述修补管的尾端插入所述矿用套管的管道中，调整所述修补管的位置，使所述修补管覆盖所述破损位置范围；将所述修补管的尾端外壁与所述矿用套管的内壁固定连接；步骤d)：通过所述通孔注入加固剂直至所述加固剂填充满所述修补管的外壁与所述矿用套管的内壁之间的空隙，等待所述加固剂凝固形成加固层。

进一步，所述步骤c)包括如下步骤：步骤c1)：将所述修补管的尾端插入所述矿用套管的管道中，并使所述修补管的尾端低于所述矿用套管的管底；步骤c2)：在所述修补管的尾端固定囊袋，所述囊袋中盛有封孔剂；步骤c3)：调整所述修补管的位置，使所述修补管覆盖所述破损位置范围；步骤c4)：使所述囊袋释放所述封孔剂，等待所述封孔剂凝固形成封孔剂层，所述封孔剂层位于所述加固层的下方。

进一步，所述步骤b)中，通过转换接头连接所述钻杆的首端以及所述修补管的首端；所述步骤d)中，所述加固剂通过所述通孔以及所述转换接头填充至所述修补管的外壁与所述矿用套管的内壁之间的空隙。

进一步，所述步骤c)中，调整所述修补管的位置，使所述修补管的长度延伸方向的中心位置对准所述破损位置范围的中心位置。

进一步，所述矿用套管修补方法还包括步骤e)：将所述钻杆的首端与所述修补管的首端分离。

进一步，所述步骤c)中，使用吊车将所述修补管的尾端插入所述矿用套管的管道中，所述吊车的吊头与所述钻杆的尾端可拆卸连接。

进一步，所述矿用套管修补方法还包括步骤f)：将所述吊车的吊头与所述钻杆的尾端分离，将所述钻杆的尾端与工程孔的孔周地面固定连接。

进一步，所述步骤d)还包括：通过观察口判断所述加固剂填充满所述修补管的外壁与所述矿用套管的内壁之间的空隙，所述观察口设置于所述修补管的管壁上，所述观察口位于所述修补管的首端。

更进一步，所述加固剂为水泥。

优选地，所述步骤a)中，所述修补管的长度比所述破损位置范围的长度长40-60米。

采用本发明所提供的矿用套管修补方法，通过所述钻杆安装所述修补管，并通过所述加固层固定所述修补管，显著的降低了所述矿用套管的修补费用，简化了所述修补管的下管方式和固井方式，从而简化了施工方案，缩短了施工周期；通过设置所述封孔剂层，进一步降低了修补费用和施工周期；通过设置所述转换接头，简化了所述加固层的灌装工艺，施工简便；通过设置所述观察口，实现了对所述加固剂的灌装控制，防止所述加固剂灌装过多堵塞所述矿用套管。

附图说明

下面将通过附图详细描述本发明中优选实施例，将有助于理解本发明的目的和优点，其中:

图1是采用本发明实施例的方法修补的矿用套管的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

图1是采用本发明实施例的方法修补的矿用套管的结构示意图。如图1所示，本优选实施例所提供的矿用套管修补方法包括：步骤a)：根据矿用套管1的破损位置范围2选择合适长度的修补管3；步骤b)：将钻杆4的首端与所述修补管3的首端可拆卸连接，其中，所述钻杆4上开设有沿所述钻杆4延伸方向的通孔；步骤c)：将所述修补管3的尾端插入所述矿用套管1的管道中，调整所述修补管3的位置，使所述修补管3覆盖所述破损位置范围2；将所述修补管3的尾端外壁与所述矿用套管1的内壁固定连接；步骤d)：通过所述通孔注入加固剂直至所述加固剂填充满所述修补管3的外壁与所述矿用套管1的内壁之间的空隙，等待所述加固剂凝固形成加固层5。

如图1所示，本优选实施例在施工过程中，所述步骤a)中，可以通过测井等手段确定所述破损位置范围2，优选地，通过井下巷道的漏水情况推测出所述破损位置范围2；当判断出所述破损位置范围2后，选择合适长度的修补管3，本优选实施例中，所述修补管3的长度比所述破损位置范围2的长度长40-60米，采用这种结构设置，可以保证所述破损位置范围2被所述修补管3完全覆盖，并且留有一定的长度裕量，防止因所述破损位置范围2判断不准确或者后期扩大导致修补不彻底。所述步骤b)中：通过所述钻杆4实现所述修补管3的吊装以及在所述矿用套管1管道中的上下移动，所述钻杆4的首端与所述修补管3的首端可拆卸连接实现了施工完成后，可以取下所述钻杆4，方便再次施工。所述步骤c)中：调整所述修补管3的位置，使所述修补管3覆盖所述破损位置范围2，所述修补管3的管壁覆盖所述破损位置范围2有效的实现了随所述矿用套管1的修补；所述修补管3的尾端外壁与所述矿用套管1的内壁固定连接，步骤d)：通过所述通孔注入加固剂直至所述加固剂填充满所述修补管3的外壁与所述矿用套管1的内壁之间的空隙，等待所述加固剂凝固形成加固层5。将所述修补管3的尾端外壁与所述矿用套管1的内壁固定连接，防止所述修补管3在施工过程中受力歪斜或者发生位置偏斜。所述步骤d)中：所述加固剂通过所述通孔填充满所述修补管3的外壁与所述矿用套管1的内壁之间的空隙，实现了对所述矿用套管1的密封保护，同时固定连接了所述矿用套管1和所述修补管3；通过等待所述加固剂凝固形成加固层5，防止所述加固剂不稳固导致的所述修补管3偏移。

采用本优选实施例，相对于现有技术，所采用的所述修补管3仅针对于所述破损位置范围2进行了修补，满足了所述矿用套管1的修补要求，同时大大缩短了所述修补管3的长度，一方面，所述修补管3的长度缩短有效的降低了钢材使用量，尤其针对于所述修补管3采用无缝钢管的情况，同时也减少了所述加固剂的使用量，缩短了所述加固剂的凝固时间，进而缩短了周期；另一方面，所述修补管3的长度缩短，可以选用较小的吊装工具，施工费用降低的同时施工难度降低、施工方案得到了有效的简化。

如图1所示，本优选实施例中，所述步骤c)包括如下步骤：步骤c1)：将所述修补管3的尾端插入所述矿用套管1的管道中，并使所述修补管3的尾端低于所述矿用套管1的管底；步骤c2)：在所述修补管3的尾端固定囊袋，所述囊袋中盛有封孔剂；步骤c3)：调整所述修补管3的位置，使所述修补管3覆盖所述破损位置范围2；步骤c4)：使所述囊袋释放所述封孔剂，等待所述封孔剂凝固形成封孔剂层，所述封孔剂层位于所述加固层5的下方。将所述修补管3的尾端低于所述矿用套管1的管底，位于所述矿用套管1管底的工作人员可以将盛有所述封孔剂的所述囊袋系在所述修补管3的尾端的外壁上，所述封孔剂可以选用洛阳锦霖工贸有限公司生产的矿用快速封堵胶；而后使所述修补管3覆盖所述破损位置范围2，控制所述囊袋释放所述封孔剂，所述封孔剂于所述修补管3的的尾端外壁与所述矿用套管1的内壁之间迅速膨胀，固定所述修补管3，封死所述修补管3的的尾端外壁与所述矿用套管1的内壁之间空隙，待所述封孔剂凝固后，形成所述封孔剂层6，在所述步骤d)中，灌装所述加固剂由于所述封孔剂层6的存在，避免了落入所述矿用套管1的管底。

本优选实施例中，所述步骤b)中，通过转换接头7连接所述钻杆4的首端以及所述修补管3的首端；所述步骤d)中，所述加固剂通过所述通孔以及所述转换接头7填充至所述修补管3的外壁与所述矿用套管1的内壁之间的空隙。所述转换接头7的首端与所述钻杆4的首端连通，所述转换接头7的尾端与所述修补管3的首端连接，所述转换接头7的尾端与所述修补管3之间设置有隔离板8，所述转换接头7的管壁上开设有至少一个漏液孔，所述漏液孔位于所述转换接头7的首端以及所述隔离板8之间。使用过程中，所述加固剂通过所述通孔以及所述转换接头7的首端而后经过所述漏液孔填充至所述修补管3的外壁与所述矿用套管1的内壁之间的空隙，通过设置所述隔离板8，防止所述加固剂通过所述修补管3进入所述矿用套管1内造成阻塞。

本优选实施例中，调整所述修补管3的位置，使所述修补管3的长度延伸方向的中心位置对准所述破损位置范围2的中心位置。通过此种设置结构，一方面，保证了修补效果较好，修补结构经久耐用；另一方面，最大程度的缩短了所述修补管3的长度，节省了施工成本。

本优选实施例中，所述矿用套管1修补方法还包括步骤e)：将所述钻杆4的首端与所述修补管3的首端分离。所述步骤e)位于所述步骤d)之后。在修补施工作业完成后，通过分离所述钻杆4的首端与所述修补管3的首端，可以实现所述钻杆4的重复使用，方便所述钻杆4的再次利用。

本优选实施例中，所述步骤c)中，使用吊车将所述修补管3的尾端插入所述矿用套管1的管道中，所述吊车的吊头与所述钻杆4的尾端可拆卸连接；所述矿用套管1修补方法还包括步骤f)：将所述吊车的吊头与所述钻杆4的尾端分离，将所述钻杆4的尾端与工程孔的孔周地面固定连接，所述步骤f)位于步骤c)之后、步骤d)之前。采用此种施工方式，可以将所述钻杆4的尾端与地面通过垫叉固定连接，释放所述吊车，在后续的施工中可以节省吊车的使用时间，大大的降低了施工成本。

如图1所示，本优选实施例中，所述步骤d)还包括：通过观察口9判断所述加固剂填充满所述修补管3的外壁与所述矿用套管1的内壁之间的空隙，所述观察口9设置于所述修补管3的管壁上，所述观察口9位于所述修补管3的首端。在灌注所述加固剂过程中，所述加固剂填充满所述修补管3的外壁与所述矿用套管1的内壁之间的空隙时，所述加固剂会通过设置在所述修补管3的首端的观察口9流动至所述矿用套管1的底部，位于所述矿用套管1的底部的作业人员观察到有所述加固剂落下时，即可发出停止灌注所述加固剂的指令。防止了所述加固剂继续灌注导致阻塞所述矿用套管1，并且避免了所述加固剂的浪费。

本优选实施例中，所述加固剂为水泥。所述水泥的密度优选为1.4g/cm³-1.8g/cm³，选用水泥作为加固剂可以降低施工成本，并且，保证了所述修补管3与所述矿用套管1之间固定效果更加稳定。

采用本发明所提供的矿用套管修补方法，通过所述钻杆4安装所述修补管3，并通过所述加固层5固定所述修补管3，显著的降低了所述矿用套管1的修补费用，简化了所述修补管3的下管方式和固井方式，从而简化了施工方案，缩短了施工周期；通过设置所述封孔剂层6，进一步降低了修补费用和施工周期；通过设置所述转换接头7，简化了所述加固层5的灌装工艺，施工简便；通过设置所述观察口9，实现了对所述加固剂的灌装控制，防止所述加固剂灌装过多堵塞所述矿用套管1。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。