[发明专利]一种井下高承压大流量失控水文钻孔封堵系统及方法

说明书

本发明提供一种井下高承压大流量失控水文钻孔封堵系统及方法，在毁损水文钻孔套管内重新下入小一级的新套管，然后根据新旧套管间隙下入适当尺寸的硬骨料和软骨料(比重小于水)，将一定量的软硬骨料按一定比例注入新套管内，利用水总沿阻力最小方向流动的原理，软硬骨料在浮力和下伏高承压水及上面泵压的作用下，只能进入阻力小的新旧套管之间的间隙中，硬骨料充填在新旧套管之间较大的间隙起骨架和支撑作用，软骨料充填硬骨料间隙，然后通过新套管注入水泥即处理成功，软硬骨料巧妙结合，既有强度又有柔软性、比重小，硬骨料以松木木块、木楔为主、软骨料以锯末、刨花为主，解决了高承压大流量毁损水文钻孔处理难题。

技术领域

本发明涉及煤矿水害防治技术领域，特别是一种煤矿井下水文钻孔损坏失控出水的封堵方法。

背景技术

煤矿在勘探和生产期间施工了大量的水文钻孔，尤其是经过了几十年的开采，多数煤矿处于深部开采，一些水文钻孔由于巷道围岩应力的变化和钻窝处底板底鼓、地质构造和施工时间长等各种因素和原因影响，造成一些水文钻孔套管断裂或毁损而使钻孔闸阀失控，使含水层水从钻孔周边底板跑出，造成水害事故，由于钻孔毁损情况复杂，往往处理起来有一定的难度。此类事故，是煤矿生产中经常出现而又不好处理的一种水害事故，对煤矿生产影响很大，甚至造成淹工作面、淹水平、淹矿井严重水害事故，是煤矿多发的一类水害事故。

目前，国内煤矿对于水文钻孔毁损情况下的处理，多采用胶囊封孔器、胶塞封孔器、止水塞或软骨料以及化学浆等方法。这类方法对于水压、水量较小的出水钻孔还可以，但仍然存在一旦胶囊、胶塞损坏而造成处理失败，而且处理起来时间长，风险大的特点。而对于高水压大流量毁损水文钻孔的处理，传统的胶囊、胶塞加软骨料处理方法，由于水压高流量大而造成软骨料效果差、时间长甚至失败造成水害事故，因此，研究一种简便易行的适用高承压、大流量、孔内损毁失控、动水情况下等复杂的水文钻孔快速封堵方法，是目前煤矿生产中需要解决的水害防治技术问题。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种井下高承压大流量失控水文钻孔封堵系统及方法，在毁损水文钻孔套管内重新下入小一级的新套管，然后根据新旧套管间隙下入适当尺寸的硬骨料和软骨料(比重小于水)，将一定量的软硬骨料按一定比例注入新套管内，利用水总沿阻力最小方向流动的原理，软硬骨料在浮力和下伏高承压水及上面泵压的作用下，只能进入阻力小的新旧套管之间的间隙中，硬骨料充填在新旧套管之间较大的间隙起骨架和支撑作用，软骨料充填硬骨料间隙，然后通过新套管注入水泥即处理成功，软硬骨料巧妙结合，既有强度又有柔软性、比重小，硬骨料以松木木块、木楔为主、软骨料以锯末、刨花为主，解决了高承压大流量毁损水文钻孔处理难题。

本发明的目的在于提供一种井下高承压大流量失控水文钻孔封堵系统，包括：

填料筒、填料口、阀门、泄压闸阀、法兰盘、注浆闸阀、新下套管以及原套管，所述填料口设置在所述填料筒上方，所述阀门安装在所述填料筒底部，所述泄压闸阀安装在所述填料筒下方的侧壁上，所述阀门通过所述法兰盘连接所述新下套管，所述注浆闸阀安装在所述填料筒上方与所述泄压闸阀相对的一侧，所述新下套管与所述原套管之间具有套管间隙，所述注浆闸阀通过注浆管连接注浆泵，在所述套管间隙内填充硬骨料以及软骨料，硬骨料充填在新下套管和原套管之间较大的间隙起骨架和支撑作用，软骨料充填在所述硬骨料的间隙，所述硬骨料以及软骨料之间通过在新下套管内注入水泥以及水泥添加剂进行处理。

优选地，所述注浆闸阀上设置压力表，以监控填料操作最后是否达到设计压力。

优选地，所述硬骨料包括木块、木楔；所述软骨料包括花生、黄豆、绿豆、锯末、刨花、海带、锯末，所述木块作为大骨料和硬骨料，起支撑和强度作用以及封堵大裂隙，软骨料是中小骨料，起封堵和充填小裂隙作用，能随出水通道的形状而变化，为防止松木木块堆积堵孔，每次控制加入松木木块的数量，且与软骨料均匀加注,木块材料的选择为比重小于水的比重，且选择的比重能确保随钻孔水流到原套管断裂处，强度能抵抗高水压。

优选地，所述木块的形状选择为长柱状。