[发明专利]一种瓦斯抽放钻孔封孔工艺

说明书

一种瓦斯抽放钻孔封孔工艺，包括以下步骤：1）钻渣磨粉制浆，收集施工钻孔后排出的钻渣，并将钻渣粉碎为颗粒状与粉状混合物，向颗粒状与粉状混合物中加入水，混合搅拌均匀至浆状，得原浆；2）制备浆料添加剂，以丙烯酸酯胶黏剂作为基体，向基体内加入硅烷偶联剂、乙醇和醋酸的外加剂，经混合均匀后得到浆料添加剂；3）制备填充料浆，将浆料添加剂加入到原浆中，混合搅拌均匀，即得填充料浆；4）注入填充料浆，将填充料浆注入钻孔中，待填充料浆凝固后，完成钻孔封孔。本发明所述工艺，将施工钻孔后排出的废弃钻渣回收利用，极大地节约了封孔成本，且整个封孔工艺简便易操作，降低了工人的劳动强度。

技术领域

本发明涉及煤层钻孔封孔技术领域，具体为一种瓦斯抽放钻孔封孔工艺。

背景技术

煤层气是生于煤层并主要以吸附状态储集在煤层中的一种非常规天然气，俗称瓦斯，主要成分是甲烷。煤层瓦斯治理的根本途径是抽采，抽采钻孔密封的质量决定着瓦斯抽放的质量，高密封性的瓦斯抽放钻孔能抽出高浓度的瓦斯，缩短瓦斯抽放时间，节约能源消耗，提高企业效益。现有的封孔方法主要有水泥浆封孔、黄泥封孔、聚氨酯封孔及传统封孔器封孔，其中，水泥浆封孔和黄泥封孔的操作十分简单，但这两种封孔方式存在三个突出的问题：一是适用范围小，主要针对上行钻孔，对下行或水平钻孔效果较差；二是水泥浆和黄泥凝固速度快，凝固体易出现裂隙，整体抗压强度低，封孔效果难以得到保障；三是水泥浆和黄泥原材料的运输需要耗费较大的人力物力，特别是在煤层井下的施工环境中，施工空间十分有限，进一步加大运输成本。聚氨酯封孔过程中，由于反应速度快，封孔深度较短，难以避开钻孔孔口附近形成的破碎区和裂隙发育区，且聚氨酯反应形成的凝固体强度低，难以对裸露的钻孔孔壁形成一定发支护作用，抽采过程中岁孔壁出现裂隙或变形而导致封孔效果急剧下降，直接影响瓦斯抽采率。传统的囊袋封孔器对孔径的大小和钻孔形状的适应性差，封孔质量更不能得到保障。

且上述的现有主要封孔方法中，在进行封孔操作之前均需要投入大量人力物力进行封孔物料的运输，同时，由钻孔施工带来的钻渣占用了较大的施工空间，在井下煤层施工空间十分有限的环境下，必须对这些钻渣在封孔施工前进行清理，而清理钻渣又需要耗费较大的人力物力进行装卸运输，十分繁琐，且成本较高，清理的钻渣也只能作为废料闲置堆积，得不到利用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提出一种瓦斯抽放钻孔封孔工艺，钻渣得到了再利用，节约了封孔成本，且工艺简便易操作，降低了工人的劳动强度，降低了运输成本。

本发明为了解决上述问题所采取的技术方案为：一种瓦斯抽放钻孔封孔工艺，包括以下步骤：

1）钻渣磨粉制浆

收集施工钻孔后排出的钻渣，并将钻渣粉碎为颗粒状与粉状混合物，然后向颗粒状与粉状混合物中加入水，混合搅拌均匀至浆状，得原浆；其中，颗粒状物料的最大粒径不大于6mm，按照重量比，颗粒状与粉状混合物与加入水的比例为1.5:1；

2）制备浆料添加剂

以丙烯酸酯胶黏剂作为基体，向基体内加入基体总量8-10%的外加剂，经混合后在30-40℃的恒温环境下匀速搅拌均匀后，置入真空环境中匀置5-8min，取出，得到浆料添加剂，其中，外加剂为硅烷偶联剂、乙醇和醋酸按重量比4：15：1混合得到；

3）制备填充料浆

按照浆料添加剂与原浆重量比2:5，取步骤2）制得的浆料添加剂加入到步骤1）得到的原浆中，混合搅拌均匀，即得填充料浆；

4）注入填充料浆

将填充料浆注入钻孔中，待10-20min填充料浆凝固后，完成钻孔封孔。

作为优选的，所述外加剂的pH值为4-5。

作为优选的，将基体与外加剂混合后在35℃的恒温环境下以80r/min的速度匀速搅拌25-30min。