一种煤矿井下长钻孔孔内局部注浆加固系统及注浆方法与流程

技术特征：
1.一种煤矿井下长钻孔孔内局部注浆加固系统，其特征在于，沿轴向依次连接设置封隔器(1)、钻杆串(2)、水便(3)和压力三通(4)；压力三通(4)的第二通道连接设置坐封管路(5)和清水泵(6)；压力三通(4)的第三通道连接设置注浆管路(7)和注浆泵(8)；水流依次通过清水泵(6)、坐封管路(5)、压力三通(4)的第二通道和钻杆串(2)充入封隔器(1)，封隔器(1)径向膨胀对钻孔局部径向封隔；封隔完成后，利用高压水打通封隔器(1)，注浆液依次通过注浆泵(8)、注浆管路(7)、压力三通(4)的第三通道、钻杆串(2)和封隔器(1)实现钻孔的局部注浆加固。2.根据权利要求1所述的煤矿井下长钻孔孔内局部注浆加固系统，其特征在于，所述的封隔器(1)沿轴向设置通道管(11)，通道管(11)首端与钻杆串(2)对接；通道管(11)外套设套管(12)和胶筒(13)，径向贯穿通道管(11)和套管(12)设置进水通道(131)，进水通道(131)与胶筒(13)连通。3.根据权利要求2所述的煤矿井下长钻孔孔内局部注浆加固系统，其特征在于，在所述通道管(11)的通道内沿径向设置封堵块(112)，所述的封堵块(112)利用封堵销钉(113)固定；且在所述的封堵块(112)下游间隔设置挡块(114)，对应挡块(114)的通道管(11)内壁挖设注浆通道(115)。4.根据权利要求2或3所述的煤矿井下长钻孔孔内局部注浆加固系统，其特征在于，在所述的胶筒(13)的下游，贯穿套管(12)设置与胶筒(13)连通的出水通道(132)，且在通道管(11)尾部设置外径缩小的解封尾管(116)。5.根据权利要求1或2所述的煤矿井下长钻孔孔内局部注浆加固系统，其特征在于，在所述的胶筒(13)上游，套管(12)上嵌设解封销钉(121)；与解封销钉(121)限位，在所述的通道管(11)周向设置限位台(111)。6.根据权利要求1所述的煤矿井下长钻孔孔内局部注浆加固系统，其特征在于，在所述的套管(12)尾端设置单向阀(14)，单向阀(14)封堵通道管(11)，仅允许液体由通道管(11)首端流至尾端；所述的单向阀(14)设置阀壳(141)，阀壳(141)尾端为收口结构；阀壳(141)内设置伸缩件(142)，伸缩件(142)上安装浮球(143)。7.根据权利要求1所述的煤矿井下长钻孔孔内局部注浆加固系统，其特征在于，在所述的压力三通(4)的第一通道上设置第一压力表(41)、第一截止阀(42)、泄压阀(43)和第二压力表(44)。8.根据权利要求1所述的煤矿井下长钻孔孔内局部注浆加固系统，其特征在于，在所述的压力三通(4)的第二通道上设置第二截止阀(45)；在所述的压力三通(4)的第三通道上设置第三截止阀(46)。9.一种煤矿井下长钻孔孔内局部注浆方法，其特征在于，该方法利用权利要求1-8任一权利要求所述的煤矿井下长钻孔孔内局部注浆加固系统实现。10.根据权利要求9所述的煤矿井下长钻孔孔内局部注浆方法，其特征在于，包括：第一步：提出孔内定向钻具；第二步：依据构造破碎带或出水点位置，结合钻孔轨迹，确定封隔器(1)安设位置，封隔
器(1)应选在孔壁稳定、无塌孔、钻孔倾角和方位角变化小的地方；第三步：连接封隔器(1)和钻杆串(2)，将封隔器(1)下到预定位置，利用钻机夹紧钻杆；第四步：连接水便(3)、压力三通(4)、坐封管路(5)、注浆管路(7)、清水泵(6)和注浆泵(8)，检查清水泵(6)和注浆泵(8)工作是否正常；第五步：坐封，关闭第三截止阀(46)关闭注浆管路(7)，利用清水泵(6)按照设计压力使封隔器(1)上的胶筒(13)膨胀进行坐封，打水过程中，当压力达到1/2设计压力时稳压5min，继续打水至设计压力时稳压5min即完成坐封；第六步：达到坐封压力并按要求稳压后继续向封隔器(1)内注水，压力逐渐上升直至剪断封堵销钉(113)，此时压力卸为零，注浆通道(115)打开；第七步：注浆，关闭第二截止阀(45)封闭坐封管路(5)，打开第三截止阀(46)打开注浆管路(7)，利用注浆泵(8)开始注浆；第八步：顶替，注浆压力达到设计要求后根据计算顶替量进行替浆，顶替量取钻杆串内通孔体积的1.2倍，顶替完成后关闭所有截止阀；第九步：侯凝，根据水泥凝固试验确定的侯凝时间进行侯凝；第十步：解封提钻，侯凝完成后，打开泄压阀(43)，上提钻具至解封销钉(121)设置解封压力，解封销钉(121)被剪断，通道管(11)上移，出水通道(132)解封，胶筒(13)卸压收缩，完成解封，钻具可正常活动，将孔内钻杆及封隔器(1)提出，完成整个注浆工序。

技术总结
本发明公开了一种煤矿井下长钻孔孔内局部注浆加固系统及注浆方法，煤矿井下长钻孔孔内局部注浆加固系统，沿轴向依次连接设置封隔器、钻杆串、水便和压力三通；压力三通的第二通道连接坐封管路和清水泵；压力三通的第三通道连接注浆管路和注浆泵；水流依次通过清水泵、坐封管路、压力三通的第二通道和钻杆串充入封隔器，封隔器径向膨胀对钻孔局部径向封隔；封隔完成后，利用水压打开注浆通道，注浆液依次通过注浆泵、注浆管路、压力三通的第三通道、钻杆串和封隔器实现钻孔的局部注浆加固。实现了孔内局部注浆，使注浆量和注浆压力能够得到有效保证；封隔器以外的的钻孔不会被水泥填充，不需要透孔钻进，减少了大量重复进尺。减少了大量重复进尺。减少了大量重复进尺。


技术研发人员：魏宏超 管强盛 张金宝 姚宁平 田宏亮 王力 林阳 豆旭谦
受保护的技术使用者：中煤科工集团西安研究院有限公司
技术研发日：2022.04.18
技术公布日：2022/7/12