[发明专利]一种煤层顶板含水层地面超前预疏放水方法

权利要求书

1.一种煤层顶板含水层地面超前预疏放水方法，其特征在于，包括：

施工地面多分支上倾式水平井，所述上倾式水平井的每个分支孔穿越顶板含水层的富集水区域；

施工通向所述顶板含水的富集水区域的大直径排水井，所述大直径排水井与所述上倾式水平井相连通；

在所述大直径排水井中下入排水装置，利用所述排水装置进行排水处理;

在所述大直径排水井底部从外至内依次设置有大直径排水井表层套管（4）、大直径排水井技术套管（5）、大直径排水井三开大尺寸钢筛管（6）；所述上倾式水平井通过所述三开大尺寸钢筛管（6）与大直径排水井连通；

所述大直径排水井的中心位于所述上倾式水平井的着陆点和侧钻点连线的中点上；所述着陆点为所述上倾式水平井的造斜段在顶板含水层底部的着陆点，所述侧钻点为所述上倾式水平井的分支孔的起点;

所述多分支上倾式水平井所有分支孔均从同一个侧钻点侧钻钻取多分支水平分支孔，所述各分支孔均为从侧钻点开始增井斜、调整方位钻取获得的多个上倾式分支孔;

所述多分支上倾式水平井采用三开井身设计，其中，一开设计Φ349.25mm钻头钻入稳定基岩5m，下入Φ273.05mm表层套管，固井纯水泥浆返至地面；二开主孔设计Φ222.25mm钻头定向钻进至设计水平着陆点于顶板含水层底部，下入Φ200.03mm技术套管，固井纯水泥浆返至地面；三开主孔设计Φ152.4mm钻头从着陆点沿顶板含水层底部水平钻进约5m处即侧钻点；所述上倾式水平井所有分支孔均从同一个侧钻点侧钻钻取多分支水平分支孔。

2.根据权利要求1所述的一种煤层顶板含水层地面超前预疏放水方法，其特征在于，所述大直径排水井钻进至顶板含水层以下的过渡层顶界面以下。

3.根据权利要求1所述的一种煤层顶板含水层地面超前预疏放水方法，其特征在于，在所述多分支上倾式水平井的分支孔前端下入易溶于碱性液体的反向可溶式桥塞；在所述大直径排水井钻穿桥塞后，向循环钻井液中加入碱性材料以溶解各上倾式分支水平孔前端桥塞。

4.根据权利要求1所述的一种煤层顶板含水层地面超前预疏放水方法，其特征在于，所述大直径排水井采用三开井深结构，其中：一开采用小尺寸Φ152.4mm钻头沿着多分支上倾式水平井二开主孔着陆点与三开侧钻点之间的垂直中轴线实施先导孔钻进，实现先导孔与多分支水平井连通，位于顶板含水层顶界面上1m处，下入可钻性桥塞封堵，保障后续大直径井分级扩孔钻进正常循环作业；一开分级扩钻进至稳定基岩，井径扩至900mm，下入Φ720mm表层套管，固井纯水泥浆返至地面，二开分级扩至顶板含水层顶界面处，井径扩至650mm，下入Φ540mm技术套管，固井纯水泥浆返至地面，三开钻穿桥塞后分级扩孔钻进至顶板含水层以下的过渡层顶界面下5m处，设计作为储水仓，具体水仓深度可根据实际情况确定，但是需要确保水仓底面距离煤层顶界面厚度不少于3m，三开井径扩至500mm，然后向循环钻井液中加入纯碱将钻井液PH值调至碱性，溶解各上倾式分支水平孔前端桥塞，使得富集于顶板含水层的水流经各分支孔进入大直径排水井内，通过将循环钻井液的泥浆泵排量调大，清洗大直径排水井内沉渣，然后下入大尺寸Φ460mm钢筛管到至井底。