CN110725664A - 一种封井用止浆机构及其封井方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种封井用止浆机构及其封井方法，旨在提供一种结构简单，设计巧妙，操作容易的封井用止浆机构，以及一种采用孔内注浆和结合孔外重新钻孔注浆，使水泥浆能更好的与岩石层胶结而起到护壁封堵裂隙，阻隔采卤井内外产生的硝盐矿卤水沿管壁上串的作用，更加的科学高效的封井方法，其技术方案包括钻杆，所述的钻杆的一端连接有上连接头，另外一端连接有下连接头，所述钻杆上套设有空心圆台，所述的空心圆台的顶面靠近下连接头，底面靠近上连接头。
Description
技术领域
本发明公开了封井结构，具体地说，是一种封井用止浆机构。
背景技术
盐矿属古代内陆湖相沉积硫酸钠型岩盐矿床，主要为泥岩、粉砂岩及两者互层。
硝盐矿主要是通过采用钻孔水溶法开采地下470m-575m标高石盐及伴生无水芒硝矿，经过多年开采，矿区范围形成地下溶腔(采空区)，在矿区开采期间和关停后，出现明显的地面沉降，并且井内及地下硝盐卤水与周边地下(淡水)水源的水力联系，从而严重影响周边居民的生活，甚至影响动植物的生长，因此采取切实有效的措施对废弃的、停采的盐井进行彻底的封闭，防止报废井内的硝盐卤水沿卤井管内及套管外水泥环往上串卤，显得尤为重要。
目前现有技术中，通常采用的封井方式是套管锻铣注水泥封井，但是硝盐矿多年的开采历史和地面沉降等因素，造成采卤井套管严重变形；停采卤井套管锈蚀和结晶。因此，在处理的过程中反复的使用钻机、液压顶镐及辅助工具震击器、可退式打捞器起拔套管，但由于套管变形严重、环空间隙被埋死，无法将套管起拔出钻孔，套管锻铣注水泥封井工艺无法正常实施，所以采用***式钻孔高压注浆工艺封闭导水通道。
在封过程中为了确保封井质量，在注浆前，需要对输浆管路进行耐压试验，目前常用的方法是封闭井口一开上端，通过高压泵向井内注入清水进行试压，确定好目标压力，再进行注浆，在过程中通过间隔时间段封闭井口，来预估二开(注浆目的段)压力，但是该方法操作复杂，而且准确度底。
发明内容
针对上述问题，本发明的第一个目的是提供一种结构简单，设计巧妙，适用范围广，操作容易的封井用止浆机构。
本发明的第二个目的是提供一种采用孔内注浆和结合孔外重新钻孔注浆，使水泥浆能更好的与岩石层胶结而起到护壁封堵裂隙，阻隔采卤井内外产生的硝盐矿卤水沿管壁上串的作用，更加的科学高效的封井方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的第一个技术方案是这样的：
一种封井用止浆机构，包括钻杆，所述的钻杆的一端连接有上连接头，另外一端连接有下连接头，所述钻杆上套设设有空心圆台，所述的空心圆台的顶面靠近下连接头，底面靠近上连接头。
进一步的，上述的一种封井用止浆机构，所述的空心圆台顶面直径略小于二开口的直径；所述空心圆台底面直径略小于一开口直径。
进一步的，上述的一种封井用止浆机构，所述的空心圆台采用橡胶材质。
进一步的，上述的一种封井用止浆机构，所述的上连接头内部设有内螺纹，外壁设有多个上卡接槽。
进一步的，上述的一种封井用止浆机构，所述的下连接头外周设有外螺纹，外壁设有多个下卡接槽。
本发明提供的第二个技术方案是这样的：
一种封井方法，依次包括下述步骤：
1)待封井旁外周呈环状钻3个新井，形成闭合圈在原待井旁50cm内定放钻孔位置；
2)在注浆段用权利要求1所述的止浆机构进行压水试验；
3)根据压力数值，进行新井二开段注浆，注浆达到止浆标准，提钻，孔内水泥封井；
4)重复步骤2)进行剩余两个新井进行封井。
5)待封井根据现场通井深度，起出可提拔的内套管后，下入桥塞，重复步骤2)和步骤3)所述的方法封井。
进一步的，上述的一种封井方法，所述的新井距离待封井距离为50cm。
进一步的，上述的一种封井方法，所述的新井开孔方法为：
1)确定后新井的位置，安装好钻机，采用大径钻头先钻进至稳定基岩，下入套管固井；
2)候凝48小时后换用小径钻头钻进至注浆段顶部，继续钻进至注浆段底部。
进一步的，上述的一种封井方法，所述的新井的深度是原待封井深度的4倍。
与现有技术相比，本发明提供的封井用止浆机构，在钻杆橡胶材质的空心圆台，当圆台随着钻杆落入井内的注浆段时，形成下部密封的***，然后开始注浆，由于圆台的下端直径小于上端直径，故阻止了浆液从钻孔反出。并且与由圆台与上井形成密封结构，故可以根据注浆泵上的压力，可以随时间观察二开(注浆目的端)的压力，当浆液注到一定的范围，压力表不在转动，代表注浆完成，既保证了施工的可靠性，也确保了施工由于压力过大而造成的反井情况
本发明提供的封井方法采用孔内注浆和结合孔外重新钻孔注浆，使水泥浆能更好的与岩石层胶结而起到护壁封堵裂隙，阻隔采卤井内外产生的硝盐矿卤水沿管壁上串的作用，更加的科学高效，可以达到比现有封井方案更佳的效果；尤其原待封井周围设置新井，形成闭合圈，可以更好的实现注浆效果。
附图说明
图1是本发明提供的封井用止浆机构结构示意图；
图2是本发明提供的封井用止浆机构剖视图；
图3是本发明提供的封井用止浆机构使用状态图。
图中符号代表元件及其类似元件如下：
钻杆1，上连接头2，下连接头3，空心圆台4，内螺纹5，上卡接槽6，外螺纹7，下卡接槽8。
具体实施方式
下面结合具有实施方式，对本发明的权利要求做进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制，任何人在本发明权利要求保护范围内所做的有限次的修改，仍在本发明的权利要求保护范围之内。
实施例1
本发明提供的一种封井用止浆机构，参阅图1至图3，所述的井从上之下有较大口径的一开井A和较小口径的二开井B组成。该封井用止浆机构包括钻杆1，所述的钻杆1的一端连接有上连接头2，另外一端连接有下连接头3，所述钻杆1上套设设有空心圆台4，所述的空心圆台4的顶面(直径较小的面)靠近下连接头3，底面(直径较大的面)靠近上连接头2。
为了便于钻杆1带动空心圆台4下落至二开井B的直径，所述的空心圆台4顶面直径略小于二开口的直径，直径差0.8cm，为了便于注浆后在注浆段形成密封体系，防止返浆至钻杆，所述空心圆台4底面直径略小于一开口直径，直径差通常1cm。
所述的空心圆台4采用橡胶材质，由于橡胶有一定的弹性，这样使得进入井内更为容易，也有利于注浆时注浆段体系的密封性，确保封井效果。
为了便于与其它钻杆连接，所述的上连接头2内部设有内螺纹5，外壁设有多个上卡接槽6，所述的下连接头3外周设有外螺纹7，外壁设有多个下卡接槽8，通过内外螺纹5、7之间螺纹连接固定。需要说明的是，只有在二开口与上井段连接部附近的钻杆才需要套设空心圆台，其它部位只需要采用常规钻杆即可。
实施例2
本发明提供的封井方法，具体包括下述步骤：
1、钻探设备
钻机型号为水XY-4、XY-5钻机、SMJ5380TZJ车载钻机。
2、注浆设备
注浆泵型号有3NB-130、3NBB260-35/10-7-45、3NBB390-52/11-8-55、NBB-390/15，BW-250，最大泵量390L/min；注浆管管径有Φ51mm与Φ38mm两种，最大耐压16MPa；注浆原材料为525水泥浆。
3、钻探流程
场地平整→在原井旁50cm内定放钻孔位置→底盘及钻塔、钻机安装→开孔准备→Φ152mm孔径钻进至稳定基岩(即为一开段)→下入Φ139.7mm*5.0mm套管→固井，候凝48小时→换用Φ91mm钻头钻进至注浆段顶部(即为二开段))(例如200m)→继续钻进至注浆段底部(例如220m)→在注浆段(例如200-220m段)用实施例1的纸浆结构进行压水试验→根据压力数值，进行新井二开段注浆→注浆达到止浆标准→提钻，孔内水泥封井。
为了达到更好的封井效果，通常新井的深度是原待封井深度的4倍。
4、原井处理
原钻井根据现场通井深度(至少保证进入基岩面)，起出可提拔的内套管后，下入桥塞，根据压力数值，进行原井二开段注浆，注浆达到止浆标准(可通过注浆泵上的压力表观察)，提钻，孔内水泥封井。
浆液参数：浆液参数的选择视单孔涌水量及岩溶发育程度而定。单液水泥浆的水灰比为1：1—0.8：1(重量比)一般先稀后稠再稀，双液浆c:s1：1-1：0.3(体积比)，单液水泥浆的添加剂有：三乙醇胺、水玻璃、食盐。
单孔注浆结束标准：当泵量80L/min以下，新井孔口压力达到终孔压力6.0MPa，持续时间不低于20min，即可结束。第一序次钻孔注浆时，如底鼓严重，可适当降低终孔压力。
本发明提供的技术方案在原井旁边重新开孔注浆，套管外受注的范围更大，特别是纵向深度是原方案的4-5倍(原方案锻铣4-5m，新方案注浆段20m)，可以更好的达到原有目的。避免由于套管变形井内无法下入工具施工的情况；采用孔内注浆和结合孔外重新钻孔注浆，使水泥浆能更好的与岩石层胶结而起到护壁封堵裂隙，阻隔采卤井内外产生的硝盐矿卤水沿管壁上串的作用，更加的科学高效，可以达到比原封井方案更佳的效果。
Claims (9)
1.一种封井用止浆机构，包括钻杆(1)，其特征在于，所述的钻杆(1)的一端连接有上连接头(2)，另外一端连接有下连接头(3)，所述钻杆(1)上套设设有空心圆台(4)，所述的空心圆台(4)的顶面靠近下连接头(3)，底面靠近上连接头(2)
2.根据权利要求1所述的一种封井用止浆机构，其特征在于，所述的空心圆台(4)顶面直径略小于二开口的直径；所述空心圆台(4)底面直径略小于一开口直径。
3.根据权利要求1所述的一种封井用止浆机构，其特征在于，所述的空心圆台(4)采用橡胶材质。
4.根据权利要求1所述的一种封井用止浆机构，其特征在于，所述的上连接头(2)内部设有内螺纹(5)，外壁设有多个上卡接槽(6)。
5.根据权利要求1所述的一种封井用止浆机构，其特征在于，所述的下连接头(3)外周设有外螺纹(7)，外壁设有多个下卡接槽(8)。
6.一种封井方法，其特征在于，依次包括下述步骤：
1)待封井旁外周呈环状钻3个新井，形成闭合圈在原待井旁50cm内定放钻孔位置；
2)在注浆段用权利要求1所述的止浆机构进行压水试验；
3)根据压力数值，进行新井二开段注浆，注浆达到止浆标准，提钻，孔内水泥封井；
4)重复步骤2)进行剩余两个新井进行封井。
5)待封井根据现场通井深度，起出可提拔的内套管后，下入桥塞，重复步骤2)和步骤3)所述的方法封井。
7.根据权利要求6所述的一种封井方法，其特征在于，所述的新井距离待封井距离为50cm。
8.根据权利要求6所述的一种封井方法，其特征在于，所述的新井开孔方法为：
1)确定后新井的位置，安装好钻机，采用大径钻头先钻进至稳定基岩，下入套管固井；
2)候凝48小时后换用小径钻头钻进至注浆段顶部，继续钻进至注浆段底部。
9.根据权利要求6所述的一种封井方法，其特征在于，所述的新井的深度是原待封井深度的4倍。
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