一种地面直通式透巷钻孔固井井下装置及固井施工方法与流程

1.本发明涉及矿业开采技术领域，具体为一种地面直通式透巷钻孔固井井下装置及固井施工方法。


背景技术：

2.因井下采矿工程的需要，需要从地面施工一些地面直通式透巷钻孔直通矿井井下巷道，此类钻孔一般用于矿井生产供水、供料、输送管路等方面，施工此类钻孔给井下固井提出了很高的要求，透巷钻孔透巷后地层的水会涌入巷道，必须对套管进行固井止水，如何实现此类钻孔固井是解决地面直通式透巷钻孔工程的关键，也是此类钻孔施工的重点和难点，地面直通式透巷钻孔套管固井情况直接影响整个钻孔的使用寿命，如果固井质量不好导致地层水或流沙等碎屑物长期流入巷道内，对井下的安全和生产带来极大影响，为实现透巷钻孔能够实现高质量固井，设计了一种特殊的固井井下装置。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本发明提供了一种地面直通式透巷钻孔固井井下装置及固井施工方法，解决了上述提出的问题。
4.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种地面直通式透巷钻孔固井井下装置，包括位于巷道上方的套管和延伸至套管内腔的插入式注浆固井管路，还包括位于巷道内腔通过支撑机构支撑的密封托盘，所述插入式注浆固井管路包括注浆钻杆和通过高压软管与注浆钻杆的底端连通的一次注浆一号管、一次注浆二号管、二次注浆一号管和二次注浆二号管；
5.所述一次注浆一号管、一次注浆二号管、二次注浆一号管和二次注浆二号管的侧壁均开设有注浆孔。
6.作为本发明进一步的方案：所述支撑机构包括固定在巷道内腔的巷道底板工作台，所述巷道底板工作台的顶部固定连接有用于对密封托盘进行支撑的单体液压支架。
7.作为本发明进一步的方案：所述二次注浆一号管和二次注浆二号管的长度均长于一次注浆一号管和一次注浆二号管的长度。
8.本发明还公开了一种地面直通式透巷钻孔固井井下装置的固井施工方法，包括以下步骤：
9.s1：下套管外壁后调整套管距离巷道顶板的距离，在地面固定套管；
10.s2：组装插入式注浆固井管路，安装密封托盘，通过固定在巷道底板工作台顶部的单体液压支架固定密封托盘；
11.s3：检查密封托盘的密封性；
12.s4：密封不漏水后，开始一段固井：下注浆钻杆连接高压软管，高压软管连接一次注浆一号管和一次注浆二号管，此时一次注浆一号管、一次注浆二号管、二次注浆一号管和二次注浆二号管上的阀门均为打开状态，进行压水试验，通畅后开始注入水泥浆液，通过二
次注浆一号管固定高度开设的侧眼，进行注浆状态的观察，不仅实现了限定一段固井封固高度的同时又实现了一段固井注浆情况的动态监控，一段注浆开始后，观测二次注浆一号管返浆情况，二次注浆一号管返浆后立即停止注浆关闭一次注浆一号管和一次注浆二号管上的阀门，此时二次注浆一号管和二次注浆二号管上的阀门处于打开状态，用于排水，凝固72小时后进入下部作业，停止注浆后立即冲洗注浆钻杆和高压软管，等待二段固井；
13.s5：打开一次注浆一号管和一次注浆二号管上的阀门观测是否漏水，不漏水说明固井效果良好，可以进入二段固井，进行二段固井：高压软管连接二次注浆一号管和二次注浆二号管上的阀门，开始二段固井，至地面返水泥浆后停止注浆，停止注浆后立即关闭二次注浆一号管和二次注浆二号管上的阀门。
14.s6：凝固72小时，拆除后固井完毕。
15.本发明与现有技术相比具备以下有益效果：能够满足地面直通式透巷钻孔套管的固井要求，并且在进行固井时，分为一次固井和二次固井，通过二次注浆一号管固定高度开设的注浆孔，在限定一段固井封固高度的同时还能对一段固井注浆情况进行监控，固井效果好，并且操作简单，组装方便。
附图说明
16.图1为本发明的结构示意图；
17.图2为本发明局部结构示意图；
18.图3为本发明s1中套管安装后的示意图；
19.图4为本发明s4中一次注浆前状态示意图；
20.图5为本发明s4中一次注浆后状态示意图；
21.图6为本发明s5中二次注浆后状态示意图；
22.图7为本发明固井完成后的状态示意图。
23.图中：1、注浆钻杆；2、套管；3、密封托盘；4、巷道底板工作台；5、单体液压支架；6、一次注浆一号管；7、一次注浆二号管；8、二次注浆一号管；9、二次注浆二号管；10、注浆孔。
具体实施方式
24.为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
25.请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种地面直通式透巷钻孔固井井下装置一种地面直通式透巷钻孔固井井下装置，包括位于巷道上方的套管2和延伸至套管2内腔的插入式注浆固井管路，还包括位于巷道内腔通过支撑机构支撑的密封托盘3，插入式注浆固井管路包括注浆钻杆1和通过高压软管与注浆钻杆1的底端连通的一次注浆一号管6、一次注浆二号管7、二次注浆一号管8和二次注浆二号管9，能够满足地面直通式透巷钻孔套管的固井要求，并且在进行固井时，分为一次固井和二次固井，通过二次注浆一号管8固定高度开设的注浆孔10，在限定一段固井封固高度的同时还能对一段固井注浆情况进行监控，固井效果好，并且操作简单，组装方便；
26.一次注浆一号管6、一次注浆二号管7、二次注浆一号管8和二次注浆二号管9的侧壁均开设有注浆孔10。
27.作为本发明进一步的方案：支撑机构包括固定在巷道内腔的巷道底板工作台4，巷道底板工作台4的顶部固定连接有用于对密封托盘3进行支撑的单体液压支架5。
28.作为本发明进一步的方案：二次注浆一号管8和二次注浆二号管9的长度均长于一次注浆一号管6和一次注浆二号管7的长度。
29.请参阅图1-7，本发明还公开了一种地面直通式透巷钻孔固井井下装置的固井施工方法，包括以下步骤：
30.s1：下套管2外壁后调整套管2距离巷道顶板的距离，在地面固定套管2；
31.s2：组装插入式注浆固井管路，安装密封托盘3，通过固定在巷道底板工作台4顶部的单体液压支架5固定密封托盘3；
32.s3：检查密封托盘3的密封性；
33.s4：密封不漏水后，开始一段固井：下注浆钻杆1连接高压软管，高压软管连接一次注浆一号管6和一次注浆二号管7，此时一次注浆一号管6、一次注浆二号管7、二次注浆一号管8和二次注浆二号管9上的阀门均为打开状态，进行压水试验，通畅后开始注入水泥浆液，通过二次注浆一号管8固定高度开设的侧眼，进行注浆状态的观察，不仅实现了限定一段固井封固高度的同时又实现了一段固井注浆情况的动态监控，一段注浆开始后，观测二次注浆一号管8返浆情况，二次注浆一号管8返浆后立即停止注浆关闭一次注浆一号管6和一次注浆二号管7上的阀门，此时二次注浆一号管8和二次注浆二号管9上的阀门处于打开状态，用于排水，凝固72小时后进入下部作业一段固井质量是整个固井的关键和重点，因此凝固时间较长，停止注浆后立即冲洗注浆钻杆1和高压软管，等待二段固井；
34.s5：打开一次注浆一号管6和一次注浆二号管7上的阀门观测是否漏水，不漏水说明固井效果良好，可以进入二段固井，进行二段固井：高压软管连接二次注浆一号管8和二次注浆二号管9上的阀门，开始二段固井，至地面返水泥浆后停止注浆，停止注浆后立即关闭二次注浆一号管8和二次注浆二号管9上的阀门。
35.s6：凝固72小时，拆除后固井完毕。
36.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。