CN117988781A - 一种底板束状钻孔水力下筛管方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种底板束状钻孔水力下筛管方法，包括以下步骤：S1.在煤层底板进行钻孔主孔段布置，在主孔段上进行开分支孔施工；S2.对分支孔进行评价，在评价合格后，进行后续处理；S3.将钻杆加可开闭式钻头续钻至分支孔底，然后在钻杆内下入与煤孔段长度相当的筛管；S4.启动水泵，使用高压水将筛管冲至分支孔底，并通过悬挂装置将筛管悬挂在孔底；S5.将钻杆提出，并在岩石孔段开分支继续下筛管施工，重复S3‑S5，直到所有分支孔内完成下筛管处理。本发明通过大通孔钻杆使用高压水将一定长度的筛管输送至孔底，从而实现仅对分支孔的煤孔段下筛管的目的，通过水力下筛管技术解决了底板束状钻孔主孔开分支施工与分支孔煤孔段下筛管护孔之间的矛盾。
Description
技术领域
本发明涉及筛管施工技术领域，具体而言，涉及一种底板束状钻孔水力下筛管方法。
背景技术
随着我国煤矿向深部开采，高瓦斯碎软煤层比例越来越大，施工本煤层顺层定向长钻孔常因煤质软而破碎造成孔壁坍塌而无法成孔，而把主孔布置在煤层顶底板岩层中，利用分支孔穿层进入煤层进行瓦斯消突预抽成为深部碎软煤层瓦斯治理的有效方法之一。但是随着深部煤层越来越破碎，分支孔的煤孔段也常常因煤层松软和地应力的作用而发生塌孔，极大影响分支孔的抽采效果。从煤矿瓦斯治理的实践来看，采用筛管护孔是解决碎软煤层钻孔坍塌的有效方法。
底板束状钻孔是将钻孔主孔段布置在煤层底板，通过分支孔穿煤对煤巷条带瓦斯进行抽采消突的一种瓦斯治理定向钻孔，因分支孔穿煤过后需要在主孔段开分支继续施工，所以无法采取常规方法对分支孔的穿煤孔段进行下筛管护孔，从而造成煤孔塌孔堵塞影响抽采效果。为此设计了一种底板束状钻孔水力下筛管方法。
发明内容
为了弥补以上不足，本发明提供了一种底板束状钻孔水力下筛管方法，旨在改善上述背景技术中存在的问题。
本发明实施例提供了一种底板束状钻孔水力下筛管方法，包括以下步骤：
S1.在煤层底板进行钻孔主孔段布置，在主孔段上进行开分支孔施工；
S2.对分支孔进行评价，在评价合格后，进行后续处理；
S3.将钻杆加可开闭式钻头续钻至分支孔底，然后在钻杆内下入与煤孔段长度相当的筛管；
S4.启动水泵，使用高压水将筛管冲至分支孔底，并通过悬挂装置将筛管悬挂在孔底；
S5.将钻杆提出，并在岩石孔段开分支继续下筛管施工，重复S3-S5，直到所有分支孔内完成下筛管处理。
在一种具体的实施方案中，所述S2中对分支孔进行评价具体包括以下步骤：
S201.钻孔轨迹评价，包含一级指标钻孔平面间距和目标层钻遇率，评价内容从分支孔的平面和剖面两方面对分支孔轨迹进行具体评价；
S202.探查评价，在钻孔轨迹评价满足评价要求后，对岩层中情况进行评价，探查陷落柱及垂向隐伏导水构造，包括正常地层的探查评价和非正常地层的评价。
在一种具体的实施方案中，所述S201中的所述钻孔平面间距评价包含分支孔间距、随钻轨迹监测点、治理区内水平投影与设计轨迹偏差、分支孔终孔点；所述目标层钻遇率评价包括岩屑录井鉴定分析、随钻伽玛、实际钻遇层位。
在一种具体的实施方案中，所述S202中所述正常地层的探查评价从岩屑、随钻录井，钻时录井、钻井液消耗量、压水试验四个二级指标进行；所述非正常地层评价包括综合录井判层、钻进异常、钻井液消耗量、泥浆温度、孔内水位观测、水质变化、压水试验七个二级指标。
在一种具体的实施方案中，所述S3中在将钻杆加可开闭式钻头续钻至分支孔底之后还包括向钻杆内部通水反复冲洗一段时间后将钻杆提离孔底，提离距离不小于悬挂装置和筛管的总长度。
在一种具体的实施方案中，所述S4中还包括利用收集箱将从分支孔流出的水进行收集，通过推车对集满水的收集箱进行运输，然后对收集箱内部的水进行过滤处理，用于循环使用。
在一种具体的实施方案中，所述S4中的悬挂装置包括悬挂本体和连接部件，所述悬挂本体内设有压缩可活动翼片，所述压缩可活动翼片为两片相对设置且可从悬挂本体向外弹出和缩回，所述连接部件为与悬挂本体一端固接的连接头和与悬挂本体另一端固接的连接腔。
在一种具体的实施方案中，所述悬挂本体内设有一容置所述压缩可活动翼片的腔室，所述腔室的两侧设有相对的侧壁，侧壁后部设有滑槽，所述两压缩可活动翼片的前端通过第一销轴连接于两侧壁上，两压缩可活动翼片的中后部分别通过连接杆与设置于滑槽内的第二销轴连接，第二销轴内设有提供动力的强力弹簧。
在一种具体的实施方案中，所述S5之后还包括利用筛管抽放瓦斯，具体步骤包括：
S501.将筛管外端通过软管和瓦斯收集器入口连接，所述瓦斯收集器设置为桶状密封容器，密封容器上设有一个出口和若干个入口；所述瓦斯收集器出口通过导管与瓦斯管连接；所述瓦斯收集器通过软管连接分支孔内部的筛管，并将瓦斯收集器上没有连接软管及筛管的空余入口密封；
S502.瓦斯管采用多节相连，瓦斯管出口处连接空气泵和瓦斯罐，空气泵根据抽气量的大小选择，在负压的作用下，通过软管及筛管把煤层中的瓦斯抽出来，再通过瓦斯管送到地面上的瓦斯罐中。
在一种具体的实施方案中，所述筛管的外径设置为50-70mm，所述筛管的内径设置为44-64mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明通过大通孔钻杆使用高压水将一定长度的筛管输送至孔底，从而实现仅对分支孔的煤孔段下筛管的目的，通过水力下筛管技术解决了底板束状钻孔主孔开分支施工与分支孔煤孔段下筛管护孔之间的矛盾，同时解决了因煤孔塌孔造成堵塞影响抽采的情况，从而有利于提高抽采效率以及抽采量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施方式提供的流程图；
图2为本发明实施方式提供悬挂装置的结构示意图。
图中：1、压缩可活动翼片；2、连接头；3、连接腔；4、滑槽；5、第一销轴；6、连接杆；7、第二销轴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述。
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种底板束状钻孔水力下筛管方法，包括以下步骤：
S1.在煤层底板进行钻孔主孔段布置，在主孔段上进行开分支孔施工；
S2.对分支孔进行评价，在评价合格后，进行后续处理；
S3.将钻杆加可开闭式钻头续钻至分支孔底，然后在钻杆内下入与煤孔段长度相当的筛管；
S4.启动水泵，使用高压水将筛管冲至分支孔底，并通过悬挂装置将筛管悬挂在孔底；
S5.将钻杆提出，并在岩石孔段开分支继续下筛管施工，重复S3-S5，直到所有分支孔内完成下筛管处理。
具体的，所述S2中对分支孔进行评价具体包括以下步骤：
S201.钻孔轨迹评价，包含一级指标钻孔平面间距和目标层钻遇率，评价内容从分支孔的平面和剖面两方面对分支孔轨迹进行具体评价；
S202.探查评价，在钻孔轨迹评价满足评价要求后，对岩层中情况进行评价，探查陷落柱及垂向隐伏导水构造，包括正常地层的探查评价和非正常地层的评价。
在具体设置时，所述S201中的所述钻孔平面间距评价包含分支孔间距、随钻轨迹监测点、治理区内水平投影与设计轨迹偏差、分支孔终孔点；所述目标层钻遇率评价包括岩屑录井鉴定分析、随钻伽玛、实际钻遇层位。
需要说明的是，所述S202中所述正常地层的探查评价从岩屑、随钻录井，钻时录井、钻井液消耗量、压水试验四个二级指标进行；所述非正常地层评价包括综合录井判层、钻进异常、钻井液消耗量、泥浆温度、孔内水位观测、水质变化、压水试验七个二级指标。
在一些具体的实施方案中，所述S3中在将钻杆加可开闭式钻头续钻至分支孔底之后还包括向钻杆内部通水反复冲洗一段时间后将钻杆提离孔底，提离距离不小于悬挂装置和筛管的总长度。
在其他一些实施方案中，所述S4中还包括利用收集箱将从分支孔流出的水进行收集，通过推车对集满水的收集箱进行运输，然后对收集箱内部的水进行过滤处理，用于循环使用。
在本发明中，所述S4中的悬挂装置包括悬挂本体和连接部件，所述悬挂本体内设有压缩可活动翼片，所述压缩可活动翼片为两片相对设置且可从悬挂本体向外弹出和缩回，所述连接部件为与悬挂本体一端固接的连接头和与悬挂本体另一端固接的连接腔。
可以理解，在其他实施例中，所述悬挂本体内设有一容置所述压缩可活动翼片的腔室，所述腔室的两侧设有相对的侧壁，侧壁后部设有滑槽，所述两压缩可活动翼片的前端通过第一销轴连接于两侧壁上，两压缩可活动翼片的中后部分别通过连接杆与设置于滑槽内的第二销轴连接，第二销轴内设有提供动力的强力弹簧。
在本实施例中，所述S5之后还包括利用筛管抽放瓦斯，具体步骤包括：
S501.将筛管外端通过软管和瓦斯收集器入口连接，所述瓦斯收集器设置为桶状密封容器，密封容器上设有一个出口和若干个入口；所述瓦斯收集器出口通过导管与瓦斯管连接；所述瓦斯收集器通过软管连接分支孔内部的筛管，并将瓦斯收集器上没有连接软管及筛管的空余入口密封；
S502.瓦斯管采用多节相连，瓦斯管出口处连接空气泵和瓦斯罐，空气泵根据抽气量的大小选择，在负压的作用下，通过软管及筛管把煤层中的瓦斯抽出来，再通过瓦斯管送到地面上的瓦斯罐中。
可选地，所述筛管的外径设置为50-70mm，所述筛管的内径设置为44-64mm。
该底板束状钻孔水力下筛管方法的原理及优点：
本发明通过大通孔钻杆使用高压水将一定长度的筛管输送至孔底，从而实现仅对分支孔的煤孔段下筛管的目的，通过水力下筛管技术解决了底板束状钻孔主孔开分支施工与分支孔煤孔段下筛管护孔之间的矛盾，同时解决了因煤孔塌孔造成堵塞影响抽采的情况，从而有利于提高抽采效率以及抽采量。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种底板束状钻孔水力下筛管方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.在煤层底板进行钻孔主孔段布置，在主孔段上进行开分支孔施工；
S2.对分支孔进行评价，在评价合格后，进行后续处理；
S3.将钻杆加可开闭式钻头续钻至分支孔底，然后在钻杆内下入与煤孔段长度相当的筛管；
S4.启动水泵，使用高压水将筛管冲至分支孔底，并通过悬挂装置将筛管悬挂在孔底；
S5.将钻杆提出，并在岩石孔段开分支继续下筛管施工，重复S3-S5，直到所有分支孔内完成下筛管处理。
2.根据权利要求1所述的一种底板束状钻孔水力下筛管方法，其特征在于，所述S2中对分支孔进行评价具体包括以下步骤：
S201.钻孔轨迹评价，包含一级指标钻孔平面间距和目标层钻遇率，评价内容从分支孔的平面和剖面两方面对分支孔轨迹进行具体评价；
S202.探查评价，在钻孔轨迹评价满足评价要求后，对岩层中情况进行评价，探查陷落柱及垂向隐伏导水构造，包括正常地层的探查评价和非正常地层的评价。
3.根据权利要求2所述的一种底板束状钻孔水力下筛管方法，其特征在于，所述S201中的所述钻孔平面间距评价包含分支孔间距、随钻轨迹监测点、治理区内水平投影与设计轨迹偏差、分支孔终孔点；所述目标层钻遇率评价包括岩屑录井鉴定分析、随钻伽玛、实际钻遇层位。
4.根据权利要求2所述的一种底板束状钻孔水力下筛管方法，其特征在于，所述S202中所述正常地层的探查评价从岩屑、随钻录井，钻时录井、钻井液消耗量、压水试验四个二级指标进行；所述非正常地层评价包括综合录井判层、钻进异常、钻井液消耗量、泥浆温度、孔内水位观测、水质变化、压水试验七个二级指标。
5.根据权利要求1所述的一种底板束状钻孔水力下筛管方法，其特征在于，所述S3中在将钻杆加可开闭式钻头续钻至分支孔底之后还包括向钻杆内部通水反复冲洗一段时间后将钻杆提离孔底，提离距离不小于悬挂装置和筛管的总长度。
6.根据权利要求1所述的一种底板束状钻孔水力下筛管方法，其特征在于，所述S4中还包括利用收集箱将从分支孔流出的水进行收集，通过推车对集满水的收集箱进行运输，然后对收集箱内部的水进行过滤处理，用于循环使用。
7.根据权利要求1所述的一种底板束状钻孔水力下筛管方法，其特征在于，所述S4中的悬挂装置包括悬挂本体和连接部件，所述悬挂本体内设有压缩可活动翼片，所述压缩可活动翼片为两片相对设置且可从悬挂本体向外弹出和缩回，所述连接部件为与悬挂本体一端固接的连接头和与悬挂本体另一端固接的连接腔。
8.根据权利要求7所述的一种底板束状钻孔水力下筛管方法，其特征在于，所述悬挂本体内设有一容置所述压缩可活动翼片的腔室，所述腔室的两侧设有相对的侧壁，侧壁后部设有滑槽，所述两压缩可活动翼片的前端通过第一销轴连接于两侧壁上，两压缩可活动翼片的中后部分别通过连接杆与设置于滑槽内的第二销轴连接，第二销轴内设有提供动力的强力弹簧。
9.根据权利要求1所述的一种底板束状钻孔水力下筛管方法，其特征在于，所述S5之后还包括利用筛管抽放瓦斯，具体步骤包括：
S501.将筛管外端通过软管和瓦斯收集器入口连接，所述瓦斯收集器设置为桶状密封容器，密封容器上设有一个出口和若干个入口；所述瓦斯收集器出口通过导管与瓦斯管连接；所述瓦斯收集器通过软管连接分支孔内部的筛管，并将瓦斯收集器上没有连接软管及筛管的空余入口密封；
S502.瓦斯管采用多节相连，瓦斯管出口处连接空气泵和瓦斯罐，空气泵根据抽气量的大小选择，在负压的作用下，通过软管及筛管把煤层中的瓦斯抽出来，再通过瓦斯管送到地面上的瓦斯罐中。
10.根据权利要求1所述的一种底板束状钻孔水力下筛管方法，其特征在于，所述筛管的外径设置为50-70mm，所述筛管的内径设置为44-64mm。
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