CN111764851A - 一种反循环洗孔装置与方法 - Google Patents
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Abstract
一种反循环洗孔装置与方法，所述反循环洗孔装置包括排物管、U形管、风管和空压机，所述空压机与风管的一端相连接，所述风管的另一端与U形管的一端口相连接，所述U形管的另一端口位于排物管内，且U形管与排物管固定连接。本发明还包括一种利用所述反循环洗孔装置实施的洗孔方法。本发明结构简单，使用方便；利用所述反循环洗孔装置实施的洗孔方法，其优点在于：风压不会与地层或套管直接接触，有效的保护地层的稳定，避免钻孔坍塌；在涌水较大的钻孔中，通过负压吸引，能更为有效的清理底部杂质；可以根据孔深及孔内水位调节反循环装置的位置，提高洗孔效率。
Description
技术领域
本发明涉及铀矿山地浸采铀工艺钻孔施工过程中洗孔环节，具体涉及一种反循环洗孔装置与方法。
背景技术
地浸工艺钻孔是地浸砂岩型铀矿山，进行金属开采的唯一通道。这个通道由上至下分别为套管、过滤器、沉砂管组成，是地表与含水层形成水力联系的工作通道，称为生产柱。在钻孔施工过程中，需要在裸眼钻孔内壁与钻孔套管外壁之间的环形空间中，注满水泥浆或MTC注浆进行固井密封。这样可以将采铀套管内部与地下各层水系之间完全隔断，仅仅通过套管内部由地表直达过滤器之间保持水流畅通，从而达到开采目的层金属的目的。
在地浸工艺钻孔施工成孔过程中，有一个环节，称之为洗孔，即将钻孔底部沉沙、岩屑、浓泥浆、少量固井水泥浆等排出钻孔。由于孔内有水、泥浆、岩屑、砂石等物质，且越往孔底，沉积物的越大，重量越大。在实际生产中，沉淀物影响钻孔的成孔质量和生产运行，所以这些杂质必须清除。
现有洗孔方法为“气举循环”，即将洗孔用的风管下到特定位置，一般为过滤器上部50-80m处，利用空压机将压缩空气通过风管进入钻孔，利用空气压力，将孔内泥浆、岩屑、沉沙等杂质沿孔口排出，其存在的缺陷是：1、随着钻孔的深度加深，需要的压力越大，洗孔时间也会增加；2、风管直接放入钻孔中，压入风管的高压空气对孔壁造成一定的压力，破坏孔壁的稳定性；3、当钻孔涌水量较大时，压缩空气对孔底的冲击扰动有限，洗孔质量达不到要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种在不破坏孔底围岩的基础上，可以有效提高洗孔速度和质量，提高整个钻孔质量的反循环洗孔装置与方法。
正循环钻进是指冲洗介质经过钻杆内腔输送到孔底，悬浮并携带钻渣，再经过钻杆与孔壁之间的环状空间返回地面，实现排渣和护壁。反循环钻进指的是指冲洗介质由钻具与孔壁之间的环状空间流向孔底，携带钻渣再由钻具内孔返回地表的钻进方法。本发明利用“反循环钻进”的原理，在洗孔装置中形成一个“反循环”工作装置，从而达到洗孔的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种反循环洗孔装置，包括排物管、U形管、风管和空压机，所述空压机与风管的一端相连接，所述风管的另一端与U形管的一端口相连接，所述U形管的另一端口位于排物管内，且U形管与排物管固定连接。
进一步，所述排物管为铁管。所述排物管的两端加工丝扣，以锁接手连接组装管件。由于U形管伸入排污管，造成排物管内空隙空间减少，因此需在排物管底部焊有“井”字防堵网，由钢筋制成，防止较大颗粒杂物进入U形管处造成堵塞。管件在孔口位置加工成圆弧状，以便泥砂、岩屑、浓泥浆等混合物更容易排出，管件出口与水管连接至泥浆池。
进一步，所述U形管由铁管制成。所述U形管的一端口设有防脱结构；所述防脱结构呈“鱼鳞”状。当然，所述U形管的形状也可适当调整。
进一步，所述风管为PE管。所述风管管壁上设有深度标记。所述风管的壁厚根据洗孔压力进行选择。
利用所述反循环洗孔装置实施的洗孔方法，具体过程为：先将管件安装入钻孔，然后安装反循环洗孔装置，再继续安装管件至孔口，待安装完成后，打开空压机，压缩空气沿着风管、U形管、排物管到达孔口，通过负压带动底部泥砂、岩屑、浓泥浆等混合物返至孔口，直至钻孔返水清澈为止。
进一步，反循环洗孔装置安装在距离稀泥浆液面200-220m的位置。
本发明之反循环洗孔装置，结构简单，使用方便；利用所述反循环洗孔装置实施的洗孔方法，其优点在于：风压不会与地层或套管直接接触，有效的保护地层的稳定，避免钻孔坍塌；在涌水较大的钻孔中，通过负压吸引，能更为有效的清理底部杂质；可以根据孔深及孔内水位调节反循环装置的位置，提高洗孔效率。
附图说明
图1为本发明之反循环洗孔装置实施例的应用示意图；
图2为本发明之反循环洗孔装置实施例的局部结构放大示意图；
图3为本发明之反循环洗孔装置实施例的局部结构放大示意图；
图中：1.排物管，2.U形管，3.固井材料，4.风管，5.地层，6.套管，7.空压机，8.稀泥浆，9.泥砂、岩屑、浓泥浆等混合物，10.矿层，11.水管，12.“鱼鳞”状防脱结构，13.丝扣，14.“井”字防堵网。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
实施例1
参照图1-图3，一种反循环洗孔装置，包括排物管1、U形管2、风管4和空压机7，所述空压机7与风管4的一端相连接，所述风管4的另一端与U形管2的一端口相连接，所述U形管2的另一端口位于排物管1内，且U形管与排物管1固定连接。
本实施例中，所述排物管1为φ42mm铁管，所述排物管1的两端加工丝扣13，以锁接手连接组装管件，底部焊有“井”字防堵网14，由钢筋制成，防止较大颗粒杂物进入U形管2处造成堵塞。管件在孔口位置加工成圆弧状，以便泥砂、岩屑、浓泥浆等混合物9更容易排出，管件出口与水管11连接至泥浆池。
本实施例中，所述U形管2用φ20mm、壁厚4mm的铁管制成，所述U形管2的一端口加工成“鱼鳞”状防脱结构12，所述U形管2与排物管1焊接牢固。当然，所述U形管2的形状也可适当调整。
本实施例中，所述风管4为φ40mm PE管，管壁上设有深度标记。所述风管4的壁厚根据洗孔压力进行选择。
利用所述反循环洗孔装置实施的洗孔方法，具体过程为：在钻孔需要洗孔时，将风管4的一端加热软化，与U形管2的“鱼鳞”状防脱结构12连接，确保不脱落和密封；先将下部铁管安装入钻孔（吊装固定），然后安装反循环洗孔装置，再继续安装上部铁管至孔口，其中，反循环洗孔装置安装在距离稀泥浆8液面200-220m的位置，待安装完成后，打开空压机7，压缩空气沿着风管4、U形管2、排物管1到达孔口，通过负压带动底部泥砂、岩屑、浓泥浆等混合物9返至孔口，直至钻孔返水清澈为止。
本发明之反循环洗孔装置，结构简单，使用方便；利用所述反循环洗孔装置实施的洗孔方法，其优点在于：风压不会与地层或套管直接接触，有效的保护地层的稳定，避免钻孔坍塌；在涌水较大的钻孔中，通过负压吸引，能更为有效的清理底部杂质；可以根据孔深及孔内水位调节反循环装置的位置，提高洗孔效率。
Claims (10)
1.一种反循环洗孔装置，其特征在于：包括排物管、U形管、风管和空压机，所述空压机与风管的一端相连接，所述风管的另一端与U形管的一端口相连接，所述U形管的另一端口位于排物管内，且U形管与排物管固定连接。
2.根据权利要求1所述的反循环洗孔装置，其特征在于：所述排物管为铁管。
3.根据权利要求1或2所述的反循环洗孔装置，其特征在于：所述排物管的两端加工丝扣，以锁接手连接组装管件；所述排物管的底部设有“井”字防堵网。
4.根据权利要求1或2所述的反循环洗孔装置，其特征在于：所述U形管由铁管制成。
5.根据权利要求1或2所述的反循环洗孔装置，其特征在于：所述U形管的一端口设有防脱结构。
6.根据权利要求5所述的反循环洗孔装置，其特征在于：所述防脱结构呈“鱼鳞”状。
7.根据权利要求1或2所述的反循环洗孔装置，其特征在于：所述风管为PE管。
8.根据权利要求1或2所述的反循环洗孔装置，其特征在于：所述风管管壁上设有深度标记。
9.一种利用权利要求1-8任一权利要求所述反循环洗孔装置实施的洗孔方法，其特征在于，具体过程为：先将管件安装入钻孔，然后安装反循环洗孔装置，再继续安装管件至孔口，待安装完成后，打开空压机，压缩空气沿着风管、U形管、排物管到达孔口，通过负压带动底部泥砂、岩屑、浓泥浆混合物返至孔口，一直至钻孔返水清澈为止。
10.根据权利要求9所述的洗孔方法，其特征在于：反循环洗孔装置安装在距离稀泥浆液面200-220m的位置。
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|---|---|---|---|---|
| CN112627753A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-04-09 | 中煤水文局集团有限公司 | 一种在失返地层维持泥浆循环的方法 |
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