CN104564031A - 裂隙岩层中煤层瓦斯压力测定方法 - Google Patents

裂隙岩层中煤层瓦斯压力测定方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104564031A
CN104564031A CN201410810418.9A CN201410810418A CN104564031A CN 104564031 A CN104564031 A CN 104564031A CN 201410810418 A CN201410810418 A CN 201410810418A CN 104564031 A CN104564031 A CN 104564031A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hole
pressure
coal
rock
boring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410810418.9A
Other languages
English (en)
Inventor
白克新
陈宇
魏永建
王义民
郄利敏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yongcheng Coal and Electricity Holding Group Co Ltd
Original Assignee
Yongcheng Coal and Electricity Holding Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yongcheng Coal and Electricity Holding Group Co Ltd filed Critical Yongcheng Coal and Electricity Holding Group Co Ltd
Priority to CN201410810418.9A priority Critical patent/CN104564031A/zh
Publication of CN104564031A publication Critical patent/CN104564031A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/06Measuring temperature or pressure
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/13Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

本发明公开了一种裂隙岩层中煤层瓦斯压力测定方法,首先穿层测压钻孔开孔形成外岩钻孔;在套装孔口管并固管和耐压试验合格后,继续深入钻孔形成内岩钻孔,然后对该内岩钻孔进行二次注浆并凝固;再次沿孔口管扫孔钻进,钻孔见煤后形成煤钻孔,向内岩钻孔内***测压管,利用膨胀后的合成树脂配合止浆带封堵钻孔内岩钻孔的两端形成密闭腔;向密闭腔内第三次注浆后,安装压力表观察20~30d并做好记录。本发明通过多次钻孔和多次注浆工艺,封孔严密,多层次高压注浆,达到了彻底封堵岩石周边裂隙,增强封孔质量,隔绝孔内瓦斯的作用。适用性强,不论地质条件多么复杂均可采用。

Description

裂隙岩层中煤层瓦斯压力测定方法
技术领域    
本发明涉及煤炭瓦斯压力测定技术领域,具体涉及一种裂隙岩层中煤层瓦斯压力测定方法。
背景技术    
煤层瓦斯压力是评价一块煤层是否具有突出危险性的一个重要指标,但煤层瓦斯压力受不同的测定方法以及不同的地质条件影响,真实的煤层瓦斯压力很难得到有效的测定。利用穿层钻孔测定煤层瓦斯压力时,若岩层裂隙发育或封孔工艺落后,在实际测定中很容易导致钻孔内瓦斯大量溢出,这是造成压力显现失真的主要原因。
煤层瓦斯压力测定根据封孔方式的不同可分为主动测压法和被动测压法,主动测压法主要是将乳化液打入仪器的测压胶囊使其膨胀,从而达到封堵钻孔的目的,通过一段时间(一般为5 d~15 d)观察,利用孔口安装的压力表可以读出煤层瓦斯压力的具体数值,但该种方法只适应无复杂地质构造且岩石致密的地点,对于裂隙发育的岩层并不适用。被动测压法常用有两种,分别为:a、采用合成树脂封孔,即利用钻机施工一等直径的测压钻孔,在钻孔内***测压管,利用合成树脂充填测压钻孔,但因膨胀后的合成树脂内部孔隙大,不能起到密闭高压瓦斯气体的作用,因此不易推广应用。b、采用合成树脂配合注浆封孔,即利用钻机施工一等直径的钻孔,在钻孔内***测压管,利用膨胀后的合成树脂封堵钻孔岩石段两端,使钻孔中部形成一个密闭腔,然后采用注浆的方式将该密闭腔填满,通过一段时间观察,利用孔口安装的压力表可读出煤层瓦斯压力的具体数值。该种方法虽然能起到一定的效果,但钻孔承压效果差,不利于高压注浆,受钻孔内煤、岩粉等杂物影响,容易造成凝固后的浆体与钻孔孔壁之间产生离合面,再加上岩壁裂隙的影响,高压瓦斯依然有从钻孔内溢出现象,因此该种方法也不适合在裂隙岩层中测定。
发明内容    
本发明的目的是通过向钻孔内岩石段高压注浆,使岩石裂隙彻底的封堵严密,杜绝瓦斯沿岩石面裂隙向外溢出的可能,从而达到彻底封堵钻孔最终测出真实的煤层瓦斯压力。
本发明的目的可通过以下方式来实现:裂隙岩层中煤层瓦斯压力测定方法,包括如下步骤:(1)穿层测压钻孔开孔采用直径为d1的钻头钻进深度a,形成外岩钻孔;(2)在外岩钻孔中***长度为a、直径为d2的孔口管,d1>d2,从而孔口管与外岩钻孔形成环形夹层;封堵环形夹层的外端口后使用水泥浆注满环形夹层固管;(3)凝固48h后向孔口管内注水进行耐压试验,试验压力不小于6MPa,稳定至少10min不漏水为合格,否则重新注浆;(4)固管合格后采用直径为d3的钻头沿孔口管扫孔钻进至煤层底板(下行孔钻进至煤层顶板)泥岩处停止施工,形成内岩钻孔,内岩钻孔长度不小于15m,d2>d3;然后对该内岩钻孔进行二次注浆,二次注浆压力不小于4MPa,稳定至少10min无异常后停止,凝固48h;(5)再次沿孔口管扫孔钻进,钻孔见煤后(可利用直径为73mm的取芯钻杆取煤样)继续钻进直至穿过煤层进入煤层顶板(底板)0.5m,形成煤钻孔,钻孔施工结束;(6)向内岩钻孔内***略短于煤钻孔深度且首端安装有集气管的测压管,利用膨胀后的合成树脂配合止浆带封堵钻孔内岩钻孔的两端,使钻孔中间部分形成一个密闭腔;(7)向密闭腔内注浆,注浆时压力控制在2~3MPa,注浆结束后观察30min以上,若无异常则说明注浆成功,在测压管上安装压力表,观察20~30d,并做好记录。
本发明与现有技术相比有如下优点:
1、通过多次钻孔和多次注浆工艺,封孔严密,多层次高压注浆,达到了彻底封堵岩石周边裂隙,增强封孔质量,隔绝孔内瓦斯的作用。适用性强,不论地质条件多么复杂均可采用。
2、通过外岩钻孔和内岩钻孔两种不同孔径,结合孔口管的设计,可以确保凝固后的浆体与钻孔孔壁之间不会产生离合面,避免上岩壁裂隙问题,有效防止高压瓦斯从钻孔内溢出现象,该种方法尤其适合在裂隙岩层中测定。
附图说明
附图1为本发明方法的测压封孔示意图。
图中序号:1、煤层;2、集气管;3、止浆带;4、合成树脂;5、浆体;6、133mm孔径;7、孔口管;8、导气管;9、测压管;10、压力表;11、注浆管;12、岩壁。
具体实施方式  
本发明将结合附图做进一步描述。
如附图1所示,裂隙岩层中煤层瓦斯压力测定方法,包括如下步骤:(1)穿层测压钻孔开孔采用直径为133mm的钻头钻进6m;(2)在钻孔中***6m长直径为108mm的孔口管7,封堵孔口管7周边后使用水泥浆注满孔口管7外侧空隙固管;(3)凝固48h后向孔口管7内注水进行耐压试验,试验压力不小于6MPa,稳定10min不漏水为合格,否则重新注浆;(4)固管合格后采用直径为89mm的钻头沿孔口管7扫孔钻进至煤层底板(下行孔钻进至煤层顶板)泥岩处停止施工(岩孔长度不小于15m),然后对该钻孔进行二次注浆,二次注浆压力不小于4MPa,稳定10min无异常后停止,凝固48h;(5)再次沿孔口管7扫孔钻进,钻孔见煤后(可利用直径为73mm的取芯钻杆取煤样)继续向煤层1钻进直至穿过煤层1形成煤钻孔,煤钻孔底部距离煤层顶板(或底板)0.5m,钻孔施工结束;(6)向钻孔内***略短于钻孔深度首端安装有集气管的测压管,利用膨胀后的合成树脂配合止浆带封堵钻孔岩石段的两端,使钻孔中间部分形成一个密闭腔;还安装有连通于所述封闭腔中的导气管8;(7)向密闭腔内注浆,注浆时压力控制在2~3MPa,注浆结束后观察30min,若无异常则说明注浆成功,在测压管上安装压力表,观察20~30d,并做好记录。

Claims (3)

1.一种裂隙岩层中煤层瓦斯压力测定方法,其方法在于,包括如下步骤:
(1)穿层测压钻孔开孔采用直径为d1的钻头钻进深度a,形成外岩钻孔;
(2)在外岩钻孔中***长度为a、直径为d2的孔口管,d1>d2,从而孔口管与外岩钻孔形成环形夹层;封堵环形夹层的外端口后使用水泥浆注满环形夹层固管;
(3)凝固48h后向孔口管内注水进行耐压试验,试验压力不小于6MPa,稳定至少10min不漏水为合格,否则重新注浆;
(4)固管合格后采用直径为d3的钻头沿孔口管扫孔钻进至煤层底板泥岩处停止施工,形成内岩钻孔,内岩钻孔长度不小于15m,d2>d3;然后对该内岩钻孔进行二次注浆,二次注浆压力不小于4MPa,稳定至少10min无异常后停止,凝固48h;
(5)再次沿孔口管扫孔钻进,钻孔见煤后继续钻进直至穿过煤层进入煤层顶板0.5m,形成煤钻孔,钻孔施工结束;
(6)向内岩钻孔内***略短于煤钻孔深度且首端安装有集气管的测压管,利用膨胀后的合成树脂配合止浆带封堵钻孔内岩钻孔的两端,使钻孔中间部分形成一个密闭腔;
(7)向密闭腔内注浆,注浆时压力控制在2~3MPa,注浆结束后观察30min以上,若无异常则说明注浆成功,在测压管上安装压力表,观察20~30d,并做好记录。
2.根据权利要求1所述的裂隙岩层中煤层瓦斯压力测定方法,其方法在于,在步骤(5)中,用直径为73mm的取芯钻杆沿孔口管扫孔钻进,钻孔见煤后继续钻进直至穿过煤层进入煤层顶板。
3.根据权利要求1所述的裂隙岩层中煤层瓦斯压力测定方法,其方法在于,还安装有连通于所述封闭腔中的导气管。
CN201410810418.9A 2014-12-24 2014-12-24 裂隙岩层中煤层瓦斯压力测定方法 Pending CN104564031A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410810418.9A CN104564031A (zh) 2014-12-24 2014-12-24 裂隙岩层中煤层瓦斯压力测定方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410810418.9A CN104564031A (zh) 2014-12-24 2014-12-24 裂隙岩层中煤层瓦斯压力测定方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104564031A true CN104564031A (zh) 2015-04-29

Family

ID=53081016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410810418.9A Pending CN104564031A (zh) 2014-12-24 2014-12-24 裂隙岩层中煤层瓦斯压力测定方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104564031A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105350953A (zh) * 2015-12-11 2016-02-24 湖南科技大学 一种复杂地质条件下的煤层瓦斯压力测定方法
CN106121612A (zh) * 2016-06-29 2016-11-16 山东科技大学 提高低渗透性煤层瓦斯钻孔抽采效率的方法
CN109162703A (zh) * 2018-10-16 2019-01-08 华北科技学院 一种超长松软顺煤层钻孔多级带压密封测压装置及方法
CN109252856A (zh) * 2018-10-25 2019-01-22 中冶集团武汉勘察研究院有限公司 通过钻孔孔径变化进行垂向截水和侧向堵水的压水试验止水方法
CN109709297A (zh) * 2018-12-05 2019-05-03 中国矿业大学(北京) 基于下向穿层钻孔同时测定多煤层瓦斯含量的方法
CN110080717A (zh) * 2019-06-17 2019-08-02 中国矿业大学 一种水平钻孔快速封孔的瓦斯压力测定方法
CN111456723A (zh) * 2020-04-08 2020-07-28 中国矿业大学 一种覆岩“三带”探测和岩层移动监测的一孔两用方法
CN111963150A (zh) * 2020-08-27 2020-11-20 安徽理工大学 一种煤层瓦斯压力测定装置及使用方法
CN113153273A (zh) * 2021-03-18 2021-07-23 华能煤炭技术研究有限公司 一种煤层瓦斯压力测定结构及测定方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070062693A1 (en) * 2005-09-21 2007-03-22 Vetco Gray Inc. System, method, and apparatus for degassing tool for coal bed methane gas wells
CN102003173A (zh) * 2010-10-29 2011-04-06 北京中矿天安科技发展有限公司 煤层封孔自动测量记录瓦斯压力的***及方法
CN102383781A (zh) * 2011-07-15 2012-03-21 河南理工大学 一种煤层瓦斯压力测定方法
CN103015984A (zh) * 2012-12-19 2013-04-03 河南焦煤能源有限公司科学技术研究所 套管高压封孔法测定煤层瓦斯压力的方法
CN103075148A (zh) * 2013-02-19 2013-05-01 中国矿业大学 上向远距离钻孔快速测定煤层瓦斯压力的方法及其装置
CN103742129A (zh) * 2013-12-30 2014-04-23 中国矿业大学 松软煤层钻孔测定煤层瓦斯压力的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070062693A1 (en) * 2005-09-21 2007-03-22 Vetco Gray Inc. System, method, and apparatus for degassing tool for coal bed methane gas wells
CN102003173A (zh) * 2010-10-29 2011-04-06 北京中矿天安科技发展有限公司 煤层封孔自动测量记录瓦斯压力的***及方法
CN102383781A (zh) * 2011-07-15 2012-03-21 河南理工大学 一种煤层瓦斯压力测定方法
CN103015984A (zh) * 2012-12-19 2013-04-03 河南焦煤能源有限公司科学技术研究所 套管高压封孔法测定煤层瓦斯压力的方法
CN103075148A (zh) * 2013-02-19 2013-05-01 中国矿业大学 上向远距离钻孔快速测定煤层瓦斯压力的方法及其装置
CN103742129A (zh) * 2013-12-30 2014-04-23 中国矿业大学 松软煤层钻孔测定煤层瓦斯压力的方法

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105350953A (zh) * 2015-12-11 2016-02-24 湖南科技大学 一种复杂地质条件下的煤层瓦斯压力测定方法
CN106121612A (zh) * 2016-06-29 2016-11-16 山东科技大学 提高低渗透性煤层瓦斯钻孔抽采效率的方法
CN106121612B (zh) * 2016-06-29 2019-02-12 山东科技大学 提高低渗透性煤层瓦斯钻孔抽采效率的方法
CN109162703A (zh) * 2018-10-16 2019-01-08 华北科技学院 一种超长松软顺煤层钻孔多级带压密封测压装置及方法
CN109252856A (zh) * 2018-10-25 2019-01-22 中冶集团武汉勘察研究院有限公司 通过钻孔孔径变化进行垂向截水和侧向堵水的压水试验止水方法
CN109709297A (zh) * 2018-12-05 2019-05-03 中国矿业大学(北京) 基于下向穿层钻孔同时测定多煤层瓦斯含量的方法
CN110080717A (zh) * 2019-06-17 2019-08-02 中国矿业大学 一种水平钻孔快速封孔的瓦斯压力测定方法
CN110080717B (zh) * 2019-06-17 2021-05-28 中国矿业大学 一种水平钻孔快速封孔的瓦斯压力测定方法
CN111456723A (zh) * 2020-04-08 2020-07-28 中国矿业大学 一种覆岩“三带”探测和岩层移动监测的一孔两用方法
CN111456723B (zh) * 2020-04-08 2021-07-09 中国矿业大学 一种覆岩“三带”探测和岩层移动监测的一孔两用方法
CN111963150A (zh) * 2020-08-27 2020-11-20 安徽理工大学 一种煤层瓦斯压力测定装置及使用方法
CN111963150B (zh) * 2020-08-27 2023-08-22 安徽理工大学 一种煤层瓦斯压力测定装置及使用方法
CN113153273A (zh) * 2021-03-18 2021-07-23 华能煤炭技术研究有限公司 一种煤层瓦斯压力测定结构及测定方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104564031A (zh) 裂隙岩层中煤层瓦斯压力测定方法
CN103742129B (zh) 松软煤层钻孔测定煤层瓦斯压力的方法
CN105890998B (zh) 具有裂缝的岩石压裂模拟试样和制备方法、该模拟试验装置和方法
CN103075148B (zh) 上向远距离钻孔快速测定煤层瓦斯压力的方法及其装置
CN103075149B (zh) 下行超深钻孔快速测定煤层瓦斯压力的方法及其装置
CN108468528A (zh) 一种第四系深井分层抽水止水装置及其抽水止水方法
CN103485759A (zh) 油气井水力压裂裂缝扩展可视化实验方法及其装置
CN104005415B (zh) 微风化花岗岩中地下连续墙的高效成槽施工方法
CN106245626A (zh) 一种硬岩层旋挖钻进方法
CN102383781B (zh) 一种煤层瓦斯压力测定方法
CN110748380B (zh) 盐穴储气库的建造方法
CN103015986A (zh) 一种直接测定煤矿井下煤层瓦斯压力的方法
CN105221129B (zh) 一种水压***启裂‑co2携支撑剂压裂的储层增透方法
CN204436370U (zh) 裂隙岩层中煤层瓦斯压力测定结构
JP6929179B2 (ja) 水理特性評価方法
CN105804692B (zh) 一种新式煤矿瓦斯压力测定注浆封孔方法
CN102944906A (zh) 煤矿顶板裂隙形态及其演化过程的精密搜索观测方法
CN103075150A (zh) 一种原孔位多次应力解除法的地应力测试方法
CN203476320U (zh) 一种胶囊-注浆联合测定煤层瓦斯压力装置
CN204126636U (zh) 一种隔水上向钻孔测压装置
CN105951704A (zh) 现场钻孔标准注水试验装置及试验方法
CN205384380U (zh) 一种金属管组合式矿山开采导水裂隙带高度测量装置
CN104389587A (zh) 一种煤层瓦斯压力快速测定方法
CN110644492B (zh) 陡倾角宽大裂隙地层综合灌浆施工方法
CN206530301U (zh) 一种地质钻杆

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Bai Kexin

Inventor after: Chen Yu

Inventor after: Wei Yongjian

Inventor after: He Dongsheng

Inventor after: Dai Linju

Inventor after: Xu Yunwang

Inventor after: Ding Jian

Inventor before: Bai Kexin

Inventor before: Chen Yu

Inventor before: Wei Yongjian

Inventor before: Wang Yimin

Inventor before: Bai Kexin, Chen Yu, Wei Yongjian, Wang Yimin, Qie Limin

COR Change of bibliographic data
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150429

RJ01 Rejection of invention patent application after publication