定向钻近距离过采空区裂隙带方法与流程

本发明涉及一种煤矿底板水害地面区域治理技术，特别是涉及一种定向钻近距离过采空区裂隙带方法。

背景技术：

1、以往通过设计来避免钻孔轨迹距离采空区太近，留够安全距离，消除采空区影响，随着浅部煤炭开采采空区范围大、数量多，深部煤炭水害治理定向钻难以避免距离过近，造成影响，如设计直接穿过采空区，穿过采空区定向钻风险高，容易塌孔埋钻。以往过采空区方法需要采用注浆充填，需要填入大量材料，投资大，经济性差。如果能从设计上不穿越采空区，在采空区影响带通过少量注浆封堵裂隙，施工风险小，同时投资少，更加经济合理。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种设计合理、堵漏效果好且支撑力强的定向钻近距离过采空区裂隙带方法。

2、本发明的技术方案是：

3、一种定向钻近距离过采空区裂隙带方法，包括以下步骤：

4、a、在选定位置进行竖直钻孔，然后进行曲线钻孔，出现钻井液漏失后进行原因分析，确认是因钻孔轨迹穿过巷道裂隙带的原因后，记录开始漏失点孔深、钻孔全漏失点孔深，顶漏钻进施工至影响巷道底板下5m后起钻，以充分揭露采空区裂隙，记录该钻孔施工孔深；

5、b、起钻后灌注泥浆钻井液，一方面保护井壁，防止塌孔，另一方面确保井下通道畅通，水泥浆及骨料可以进入裂隙空间；

6、c、采用堵漏措施，敞口灌注比重1.5～1.6纯水泥浆液，流量控制在200～400l/min，灌注体积为两倍孔内体积，停止灌注，灌注水泥浆后静置两小时，使得水泥浆流动性降低，井壁被水泥浆浸润，具有一定的粘滞性可以与骨料结合；

7、d、水泥浆静置两小时后继续灌注水泥水泥浆，流量控制在200～400l/min，灌注的同时在孔口投入细沙，投细沙量为灌注水泥体积的5%～10%，既能保证凝固效果，同时避免堵孔；

8、e、灌注过程中水泥液面上升到地面孔口，说明孔内裂隙已被充填，装孔口封闭器压浆，流量控制在50～100 l/min之间，孔口压力超过5mpa，拆孔口封闭器进行扫孔，扫至钻孔开始漏失点孔深，起钻候凝24小时，待水泥凝固开始正常钻探施工。

9、进一步地: 步骤c中，灌注水泥体积如下式计算：

10、v=π*r2*l*s

11、其中，r—将浆液在孔底形态概化为以钻孔为中心的圆柱体，圆柱体的截面半径，一般可取2～5之间，

12、l—钻孔全漏失返孔深与钻孔开始漏失孔深之差，若其差小于10或钻孔只有1个漏失点，则最小取10，单位m，

13、s—浆液在孔底形态概化为以钻孔为中心的圆柱体中裂隙空间体积与圆柱体体积之比，根据钻孔轨迹距离，一般取5%～60%，距离小于5m取最大值60%，距离大于20m之外可取最小值5%。

14、进一步地:如灌注过程中水泥液面没有上升，说明地层裂隙开合度较大，水泥、细沙混合物灌注完成后静置两小时，重新开始灌注水泥浆，灌注流量控制在200～400l/min，若水泥液面未上升，在灌注过程中加中砂、粗砂混合料，投沙量体积起始为灌注水泥体积5%～10%，持续灌注，灌注过程观察水泥液面，若水泥液面未上升，每1小时增加投沙量10%，此为投砂体积与灌注水泥体积之比，直至投砂水泥液面上升至孔口，此时孔内裂隙已完全被充填，待水泥初凝，孔口灌满水后观察液面情况液面未下降说明孔内水泥已初凝，孔口密闭压水试压压力超过5mpa，下钻扫孔至开始漏失点候凝48小时，此时水泥与砂子已充分凝固，裂隙被完全封堵，可以钻进通过采空区裂隙带。

15、本发明的有益效果是：

16、1、本发明通过停钻堵漏，封堵采空区裂隙带，使钻探能够正常施工，从而通过裂隙带。

17、2、本发明在堵漏是根据实际情况可以在灌注过程中加水泥、中砂、粗砂混合料，起到更好的堵漏和支撑作用。

18、3、本发明设计合理，通过向裂隙带灌浆，增加了裂隙带的支撑力，有效改善井下施工情况，推广后具有良好的经济效益。

技术特征：

1.一种定向钻近距离过采空区裂隙带方法，其特征是:包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的定向钻近距离过采空区裂隙带方法，其特征是: 步骤c中，灌注水泥体积如下式计算：

3.根据权利要求1所述的定向钻近距离过采空区裂隙带方法，其特征是:如灌注过程中水泥液面没有上升，说明地层裂隙开合度较大，水泥、细沙混合物灌注完成后静置两小时，重新开始灌注水泥浆，灌注流量控制在200～400l/min，若水泥液面未上升，在灌注过程中加中砂、粗砂混合料，投沙量体积起始为灌注水泥体积5%～10%，持续灌注，灌注过程观察水泥液面，若水泥液面未上升，每1小时增加投沙量10%，此为投砂体积与灌注水泥体积之比，直至投砂水泥液面上升至孔口，此时孔内裂隙已完全被充填，待水泥初凝，孔口灌满水后观察液面情况液面未下降说明孔内水泥已初凝，孔口密闭压水试压压力超过5mpa，下钻扫孔至开始漏失点候凝48小时，此时水泥与砂子已充分凝固，裂隙被完全封堵，可以钻进通过采空区裂隙带。

技术总结
本发明公开了一种定向钻近距离过采空区裂隙带方法，包括以下步骤：a、钻探施工发生漏失后分析原因确实因钻孔轨迹穿过巷道裂隙带原因，顶漏钻进施工至影响巷道底板下5m后起钻，以充分揭露采空区裂隙；b、起钻后灌注泥浆钻井液，水泥浆及骨料可以进入裂隙空间；c、采用堵漏措施，敞口灌注比重1.5～1.6纯水泥浆液；d、水泥浆静置两小时后继续灌注水泥水泥浆，灌注的同时在孔口投入细沙；e、灌注过程中水泥液面上升到地面孔口，装孔口封闭器压浆，最后拆孔口封闭器进行扫孔，待水泥凝固开始正常钻探施工。本发明通过停钻堵漏，封堵采空区裂隙带，使钻探能够正常施工，从而通过裂隙带。

技术研发人员：王伟,李飞,张文康,郑士田,聂济刚,戴磊,吴佩,赵伟,朱英丽,刘洲,王琦,沈冰,王浩民,张振,陈方圆,李文江,冉德立,马振海,许高峰
受保护的技术使用者：河南龙宇能源股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16