[发明专利]顶部定向长钻孔裂隙带瓦斯抽采封孔方法有效
申请号: | 202111093695.9 | 申请日: | 2021-09-17 |
公开(公告)号: | CN113719255B | 公开(公告)日: | 2023-03-24 |
发明(设计)人: | 张明杰;周志祥;唐开敏;刘思远;谭志宏;李世杰;唐振伟;江山;尚志坚 | 申请(专利权)人: | 河南理工大学 |
主分类号: | E21B33/138 | 分类号: | E21B33/138;E21B41/00;E21B47/00;E21F7/00 |
代理公司: | 郑州豫开专利代理事务所(普通合伙) 41131 | 代理人: | 朱俊峰;田文举 |
地址: | 454000 河南*** | 国省代码: | 河南;41 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 顶部 定向 钻孔 裂隙 瓦斯 抽采封孔 方法 | ||
1.顶部定向长钻孔裂隙带瓦斯抽采封孔方法,其特征在于:具体包括以下步骤:
(一)、设计单孔抽采瓦斯混合量和主钻孔直径、主钻孔长度,计算定向长钻孔裂隙带抽采瓦斯需要的正常抽采负压和困难情况下抽采负压;
(二)、分析确定封孔段长度与高度、封孔材料;
(三)、进行定向长钻孔施工,并对封孔段进行扩孔;
(四)、选择封孔管和封孔材料;
(五)、采用二级防溢严密封孔装置进行封孔;
(六)、完成封孔后,分析封孔质量与抽采效果;
步骤(五)中的二级防溢严密封孔装置包括封孔管和两个环形防溢挡板,封孔管由若干节有缝钢管通过丝扣依次首尾对接连接而成,封孔管同中心插入到定向长钻孔的封孔段,以定向长钻孔的里侧为前向,环形防溢挡板的内径与封孔管的外径相同,环形防溢挡板的外径与定向长钻孔的封孔段内径相同,两个环形防溢挡板前后间隔分别固定套在封孔管上,前侧的环形防溢挡板邻近封孔管里侧端口设置,后侧的环形防溢挡板邻近封孔管外侧端口设置,封孔管的外管壁前侧部和后侧部沿周向均胶粘固定有至少一个快速反应聚氨酯袋,前侧的快速反应聚氨酯袋靠近前侧的环形防溢挡板设置且位于前侧的环形防溢挡板的后侧,后侧的快速反应聚氨酯袋靠近后侧的环形防溢挡板设置且位于后侧的环形防溢挡板的前侧,封孔管的外管壁上沿前后方向间隔胶粘固定有若干个位于前侧的快速反应聚氨酯袋和后侧的快速反应聚氨酯袋之间的常速反应聚氨酯袋,各个快速反应聚氨酯袋和各个常速反应聚氨酯袋均通过胶带缠绕绑扎固定在封孔管上;
步骤(五)的具体封孔步骤如下:
(1)、钻孔施工完成后,用提前加工好的可连接探管,检查钻孔封孔段是否顺直,扩孔长度是否满足设计要求;
(2)、准备封孔材料和设备、工具:封孔管,环形防溢挡板,常速反应聚氨酯袋,快速反应聚氨酯袋,粘合剂;钻机、扳手、丝锥、胶带,为方便运输、安装,封孔管包括若干节有缝钢管,有缝钢管的长度按每节2~3m加工;为保证封孔质量,防止连接处脱节、缝隙漏气,各节有缝钢管之间采用丝扣连接,提前将上述物质运输到现场,并码放整齐;
(3)、构建一级里侧防溢装置:在距封孔管里侧端口约1m处,用粘合剂将环形防溢挡板安装固定好,为防止二级防溢物质聚氨酯膨胀时、凝固前外溢,堵塞封孔管里侧口打下基础;
(4)、构建二级里侧防溢装置:选取1~2袋快速反应聚氨酯袋把用于分离聚氨酯氧化剂和还原剂的间隔层撕开,快速揉搓使二者混合均匀后,用胶带绑在环形防溢挡板外侧的封孔管上,为防止二级主体防溢装置的聚氨酯封孔材料膨胀时、凝固前外溢,堵塞封孔管里侧口打下基础;
(5)、构建二级主体防溢装置:选若干袋常速反应聚氨酯袋,按每米两袋使用,直到外侧一级防溢装置,把用于分离聚氨酯氧化剂和还原剂的间隔层撕开,快速揉搓使二者混合均匀后,用胶带绑在二级里侧防溢装置外侧的封孔管上;
(6)、构建二级外侧防溢装置:选取1~2袋快速反应聚氨酯袋,把用于分离聚氨酯氧化剂和还原剂的间隔层撕开,快速揉搓使二者混合均匀后,用胶带绑在二级主体防溢装置外侧的封孔管上,为防止二级主体防溢装置的聚氨酯封孔材料膨胀时、凝固前外溢,堵塞封孔管外侧口打下基础;
(7)、构建一级外侧防溢装置:在距封孔管外侧端口0.3~0.5m处,用粘合剂将环形防溢挡板安装固定好,为防止二级防溢物质聚氨酯膨胀时、凝固前外溢,堵塞封孔管外侧口打下基础;
(8)、将有缝钢管逐节连接好,用钻机将有缝钢管依次送入钻孔中,等到将外侧一级、二级防溢装置安装固定好后再安装最后一根有缝钢管;
(9)、有缝钢管全部安装完毕后,等待聚氨酯材料氧化剂和还原剂反应、膨胀完成,在封孔管外侧和内侧的环形防溢挡板限制作用下,聚氨酯材料氧化剂和还原剂在固定长度钻孔内高压下径向膨胀,并渗透填充到钻孔围岩裂隙中,实现严密封孔的目的。
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