易突水煤层上向孔瓦斯压力测定方法与流程

本发明涉及瓦斯压力测定，特别是指一种易突水煤层上向孔瓦斯压力测定方法。

背景技术：

目前，易突水煤层在打钻过程中随时有突水的可能性，为了防止透水事故，在钻孔见煤前要采取相应的防护措施，一旦发生突水，能及时进行控制。对于高瓦斯和突出矿井，为了解区域瓦斯情况，按照相关规定必须对瓦斯压力进行测定。因此易突水煤层在测定瓦斯压力时，要与防突水结合起来，既要测定煤层瓦斯压力，又要防止突水事故的发生。

技术实现要素：

本发明提出一种易突水煤层上向孔瓦斯压力测定方法，解决了现有技术中易突水煤层瓦斯压力测定与防突水结合的问题。

本发明的技术方案是这样实现的，一种易突水煤层上向孔瓦斯压力测定方法，包括如下步骤：

步骤一：用第一钻头在岩壁开第一钻孔，在第一钻孔内安装一级套管，采用水泥砂浆将一级套管外壁与岩壁之间的空隙以及一级套管内的空隙进行封堵；

步骤二：待步骤一中水泥砂浆凝固后，采用第二钻头开第二钻孔至煤岩结合处停止打钻，在第二钻孔内安装二级套管，采用水泥砂浆将一级套管内壁与二级套管外壁之间的空隙以及二级套管内的空隙进行封堵；

步骤三：待步骤三中水泥砂浆凝固后，采用第三钻头开第三钻孔，第三钻孔穿过煤层，在第三钻孔与第二套管之间预留封孔空间；

步骤四：将绑着纱网的筛管塞入第三钻孔，将前端有挡板的实体管与筛管连接，挡板周围缠绕棉纱，随后实体管逐根连接，在第二套管管内的一根实体管上绑上聚氨酯，在二级套管管口的一根实体管上绑上聚氨酯，在二级套管管口安置注浆管和回浆管，注浆管穿过管口的聚氨酯，回浆管穿过管口的聚氨酯并伸至管内的聚氨酯处，在管口处的聚氨酯塞入黄泥，并用木楔塞紧黄泥；

步骤五：待黄泥固结后，通过注浆管对两个聚氨酯之间进行注浆，回浆管回流后，注浆结束；

步骤六：将实体管与三通连接，将截止阀和压力表安装在三通上，完成测压封孔工作，最后测定瓦斯压力。

所述的实体管每两米设置一根，相邻的两根实体管之间用生料带缠紧连接。

本发明将易突水煤层瓦斯压力测定与防突水结合，采用双重套管，更有利控制突水情况，在孔口留一定空间，用黄泥和木楔以及聚氨酯共同封住孔口，密封效果好，取得了较好的测压效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明钻孔与套管结构示意图。

图2为本发明压力测定结构示意图。

图中：1-第一钻孔，2-一级套管，3-第二钻孔，4-二级套管，5-第三钻孔，6-岩壁，7-水泥砂浆，8-煤层；

11-截止阀，12-压力表，13-三通，14-注浆管，15-回浆管，16-黄泥，17-木楔，18-聚氨酯，110-挡板，111-二级套管壁，112-纱网，113-筛管，115-实体管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出一种易突水煤层上向孔瓦斯压力测定方法，包括如下步骤：

步骤一：用第一钻头在岩壁6开第一钻孔1，在第一钻孔1内安装一级套管2，采用水泥砂浆7将一级套管2外壁与岩壁6之间的空隙以及一级套管2内的空隙进行封堵；

步骤二：待步骤一中水泥砂浆7凝固后，采用第二钻头开第二钻孔3至煤岩结合处停止打钻，在第二钻孔3内安装二级套管4，采用水泥砂浆7将一级套管2内壁与二级套管4外壁之间的空隙以及二级套管4内的空隙进行封堵；

步骤三：待步骤二中水泥砂浆7凝固后，采用第三钻头开第三钻孔5，第三钻孔5穿过煤层8，在第三钻孔5与第二套管4之间预留封孔空间；

步骤四：将绑着纱网112的筛管113塞入第三钻孔5，将前端有挡板110的实体管115与筛管113连接，挡板110周围缠绕棉纱，随后实体管115逐根连接，在第二套管4管内的一根实体管115上绑上聚氨酯18，在二级套管4管口的一根实体管115上绑上聚氨酯18，在二级套管4管口安置注浆管14和回浆管15，注浆管14穿过管口的聚氨酯18，回浆管15穿过管口的聚氨酯18并伸至管内的聚氨酯18处，在管口处的聚氨酯18塞入黄泥16，并用木楔17塞紧黄泥16；

步骤五：待黄泥16固结后，通过注浆管14对两个聚氨酯18之间进行注浆，回浆管15回流后，注浆结束；

步骤六：将实体管115与三通13连接，将截止阀11和压力表12安装在三通13上，完成测压封孔工作，最后测定瓦斯压力。

所述的实体管15每两米设置一根，相邻的两根实体管15之间用生料带缠紧连接。

具体来说就是，钻机到位之后，调整好设计角度，如图1所示，第一钻头为 D113 mm 钻头，首先用 D113 mm 钻头开第一钻孔1至深10m，在第一钻孔1内安装D 108 mm钢制的一级套管2，套管1.5m一根，逐根连接，采用水泥砂浆7将一级套管2外壁与岩壁6之间的空隙以及一级套管2内的空隙进行封堵；

第二钻头为 D94 mm钻头，待24小时水泥砂浆7凝固后，采用 D94 mm钻头开第二钻孔3，至煤岩结合处停止打钻，在第二钻孔3内安装 D89 mm 钢制的二级套管4，套管1.5m一根，逐根连接，采用水泥砂浆7将一级套管2内壁与二级套管4外壁之间的空隙以及二级套管4内的空隙进行封堵；

第三钻头为 D75 mm 钻头，待24小时水泥砂浆7凝固后，采用 D75 mm 钻头开第三钻孔5，第三钻孔5穿过煤层8，如果煤层8过厚，第三钻孔5至少伸入煤层3m以上；

采用二级甚至多级套管能够更有效控制突水，但与原封孔方法不同的是，现封孔是在二级套管4透孔之后进行的，套管内残留的封堵材料凝结并不完全，稳定性较差，且钻孔为上行孔，导致钻孔不易封严，注浆时容易漏浆，封孔完毕后容易漏气，造成瓦斯压力测定误差较大。

如图2所示，在第三钻孔5内布置测压装置，首先将绑着纱网112的筛管113塞入第三钻孔5，筛管113周围用纱网112缠绕，防止煤屑堵塞筛管113，将前端有挡板110并绑着棉纱的实体管115与筛管113连接，筛管113与实体管115之间设置挡板110，挡板110周围缠绕棉纱，防止浆液进入筛管113，实体管115采用四分管，每两米一根，之间用生料带缠紧连接；

在距二级套管4管口0.5m和10m处，在实体管115上绑上带有聚氨酯18的棉纱封住第三钻孔5，在距二级套管4管口0.5m设置聚氨酯18之前，安置注浆管14和回浆管15，注浆管14长度至距二级套管4管口0.5m处，回浆管长度至二级套管4管口10m处，在二级套管4管口塞入黄泥16，并用木楔17塞紧，防止聚氨酯18膨胀力将黄泥16挤出；

待黄泥16固结后，通过注浆管14注入水泥砂浆7，回浆管15回流后，注浆结束，封闭注浆管14和回浆管15；

实体管115连接三通13、压力表12和截止阀11，完成测压封孔工作。

实践表明，对于上向孔，由于二级套管壁11较滑，仅在两侧用聚氨酯18，中间注浆的方法，容易漏浆、漏气，必须在孔口用黄泥16封堵，才能保证封孔质量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。