一种覆岩离层注浆溢流处理方法

技术领域

本发明属于注浆工程技术领域，尤其涉及一种覆岩离层注浆溢流处理方法。

背景技术

覆岩离层注浆是煤矿中常用的充填减沉开采方法，其在地面向工作面施工注浆钻孔，在工作面回采期间将充填材料注入覆岩的离层中，具有充填与采煤干扰小，充填效率高，充填成本低等优点。但是其也存在不足之处，主要是注浆充填过程中，因采动影响覆岩裂隙贯通，造成注浆浆液溢流，影响注浆施工进度、控制沉降效果有限且易造成环境污染。现有技术多关注于覆岩离层注浆充填的防溢流方法，未能涉及对注浆溢流后的应急处理。因此，亟需提出覆岩离层注浆溢流处理方法。

发明内容

本发明的目的在于提出一种覆岩离层注浆溢流处理方法，避免施工现场出现溢流事故，从而保障覆岩离层注浆作业的顺利进行，促进煤炭行业绿色无害化发展。

为实现上述目的，本发明提供了一种覆岩离层注浆溢流处理方法，包括以下步骤：

向封孔质量达标的注浆钻孔进行注浆，判断是否发生注浆溢流；

发生注浆溢流，开启压井设备配足压井液，对所述注浆钻孔抢接方钻杆，泵入压井液，构建井内循环，进行压井作业并观测溢流量；

设定阈值，基于所述溢流量对压井作业结果进行判断，判断出压井失败进行顶溢流浆钻进，顶溢流钻进到设计注浆离层区后，迅速提钻，然后将技术套管或花管下入到设计注浆离层区，起钻安装井口装置，抽取溢流至指定排浆池。

可选的，封孔质量不达标的注浆钻孔需要利用水泥浆进行堵漏封闭。

可选的，注浆前需要准备包括：注浆前对所述注浆钻孔进行压水，用于疏通注浆管路及孔内岩石裂隙。

可选的，判断是否发生注浆溢流的方法包括四种情况，

第一种情况包括地面隆起、开裂现象，地面冒浆，停泵后井口浆液外溢；

第二种情况包括井下窜浆现象；

第三种情况包括注浆泵压力降低；

第四种情况包括钻速突快或放空。

可选的，构建井内循环包括：

将所述压井液从所述方钻杆泵入，再由所述方钻杆和钻孔井壁之间的环形空间返出，进行循环，将所述注浆钻孔内稀释的浆液排出，对井施压，构建井内循环。

可选的，所述阈值为单位时间注浆溢流量超过注浆设计单位时间注浆量的50％。

可选的，基于所述溢流量对压井作业结果进行判断包括：

单位时间注浆溢流量超过注浆设计单位时间注浆量的50％或者压井液静液压力小于注浆钻孔立管压力时，立即用抽浆泵将溢出废浆液向设定排浆池排放，并迅速提升方钻杆，关闭注浆钻孔，停止注入压井液；

单位时间注浆溢流量不超过注浆设计单位时间注浆量的50％时，迅速启动回注浆系统，立即用抽浆泵将溢出废浆液向指定注浆钻孔回注溢出浆液。

可选的，压井作业中压井失败的判断方法包括：

注浆泵注浆压力低于1MPa，压井液不能连续注入钻孔内，注浆液继续溢出，则压井失败。

本发明技术效果：本发明公开了一种覆岩离层注浆溢流处理方法，基于石油领域溢流处理方法，结合煤矿覆岩离层注浆充填工程背景，针对注浆充填过程中，因采动影响覆岩裂隙贯通，造成注浆浆液溢流，影响注浆施工进度、控制沉降效果有限且易造成环境污染等问题，将压井液从钻孔泵入，再由钻孔和套管之间的环形空间返出,如此不断循环，将钻孔内稀释的泥浆排出，将井压住，若压井失败，采取顶溢流浆钻进的方法将溢流浆液排放到指定排浆池，从而避免施工现场出现溢流事故，从而保障覆岩离层注浆作业的顺利进行，促进煤炭行业绿色无害化发展。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一种覆岩离层注浆溢流处理方法的流程示意图；

图2为本发明实施例覆岩离层注浆结构示意图；

其中，1为注浆孔，2为离层空间，3为溢流通道，4为浆液溢流位置，5为方钻杆，6为钻孔井壁，7为排浆池。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

如图1-2所示，本实施例中提供一种覆岩离层注浆溢流处理方法，包括以下步骤：

向封孔质量达标的注浆钻孔进行注浆，判断是否发生注浆溢流；

发生注浆溢流，开启压井设备配足压井液，对所述注浆钻孔抢接方钻杆，泵入压井液，构建井内循环，进行压井作业并观测溢流量；

设定阈值，基于所述溢流量对压井作业结果进行判断，判断出压井失败进行顶溢流浆钻进，顶溢流钻进到设计注浆离层区后，迅速提钻，然后将技术套管或花管下入到设计注浆离层区，起钻安装井口装置，抽取溢流至指定排浆池。

在进行注浆前检查注浆钻孔封孔质量是否良好，如果存在封孔不良的情况，要先对钻孔进行水泥浆堵漏封闭；注浆前对钻孔进行压水，疏通注浆管路及孔内岩石裂隙；若存在其他正在施工的钻孔，钻孔位置要选择在注浆影响范围以外；若钻孔位置在注浆影响范围内，需要等注浆影响范围内压力释放后再进行钻孔施工工作；

当注浆途中出现地面隆起、开裂、冒浆，在关停注浆泵后钻孔孔口仍有浆液外溢，注浆泵压力明显降低，或者井下出现“窜浆”现象可以判断发生注浆溢流；同时在溢流发生后迅速开启压井设备，配足压井液，检查压井液循系统，排空装置，泵的上水情况，安全阀是否满足压井施工所需；溢流情况包括：地面隆起、开裂现象，地面冒浆，停泵后井口浆液外溢；井下窜浆现象；注浆泵压力降低；钻速突快或放空。

满足压井施工所需后立即向注浆钻孔抢接方钻杆，将压井液从方钻杆泵入，再由方钻杆和钻孔井壁之间的环形空间返出，如此不断循环，将钻孔内稀释的浆液排出，将井压住，建立井内循环，开始实施压井作业；

压井作业途中一旦出现单位时间溢流量超过注浆设计单位时间注浆量的50％，或压井液静液压力小于钻孔立管压力时，立即用抽浆泵将溢出废浆液向设定排浆池排放，并迅速提升方钻杆，关闭钻孔，停止注入压井液；

压井作业途中，当单位时间溢流量不超过注浆设计单位时间注浆量的50％时可判断溢流量未超出设计溢流量，应迅速启动回注浆系统，立即用抽浆泵将溢出废浆液向指定注浆钻孔回注溢出浆液；

压井失败时：压井作业途中，如果出现注浆泵注浆压力低于1MPa，压井液不能连续注入钻孔内，浆液继续渗出，说明注入的压井液未能平衡地层压力，说明压井失败，立即沿着浆液溢流通道进行钻孔作业，进行顶溢流浆钻进；

压井失败时：泵排量过低，使压井液不能连续注入井内，注入的钻井液未能平衡地层压力，浆液继续渗出；

顶溢流浆钻进：沿着浆液溢流通道进行钻孔作业

顶溢流钻进到设计注浆离层区后，迅速提钻，然后将技术套管或花管下入到设计注浆离层区，起钻安装井口装置，抽取溢流至指定排浆池。

实施抢接方钻杆作业时，应用绳拉紧以防伤人；还包括临时停止注浆时间为30min-60min，后再次或多次进行注浆，注浆停止期间注入清水保压，以防堵孔。顶溢流钻进时需及时配足钻进时所需要的压井液，加钻杆时，提前注入足量压井液，其密度、粘度应控制在和溢出浆液相等，方可加钻杆，加钻杆时要及时迅速加尺，以防沉渣埋钻，粘卡钻事故发生。

本发明公开了一种覆岩离层注浆溢流处理方法，基于石油领域溢流处理方法，结合煤矿覆岩离层注浆充填工程背景，针对注浆充填过程中，因采动影响覆岩裂隙贯通，造成注浆浆液溢流，影响注浆施工进度、控制沉降效果有限且易造成环境污染等问题，将压井液从钻孔泵入，再由钻孔和套管之间的环形空间返出,如此不断循环，将钻孔内稀释的泥浆排出，将井压住，若压井失败，采取顶溢流浆钻进的方法将溢流浆液排放到指定排浆池，从而避免施工现场出现溢流事故，从而保障覆岩离层注浆作业的顺利进行，促进煤炭行业绿色无害化发展。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。