[发明专利]一种填充固化泥浆及水平定向钻注浆防塌工艺

权利要求书

1.一种填充固化泥浆，以填充固化泥浆总重量为基准，其包括膨润土：3-5％；水泥：12-17％；细沙：12-17％；降粘剂：0.08-0.3％；水：62-70％；

优选地，包括膨润土：3-4.5％；水泥：13-16％；细沙：13-16％；降粘剂：0.1-0.2％；水：65-69％；

更优选地，包括膨润土：3.2-4％；水泥：13.2-15.3％；细沙：13.2-15.3％；降粘剂：0.1-0.2％；水：66.5-67.3％；

最优选地，包括膨润土：3.67％；水泥：14.70％；细沙：14.70％；降粘剂：0.13％；水：66.80％。

2.根据权利要求1所述的填充固化泥浆，其特征在于，填充固化泥浆固相含量为30-38％，优选为33-35％；

和/或

膨润土为钻井一级膨润土，技术指标符合《钻井液材料规范》GBT 5005-2010要求；和/或

降粘剂选自焦膦酸钠、木质素磺酸铁、单宁酸钾、多聚磷酸盐和磺化苯乙烯-马来酸酐共聚物中的一种或多种，优选选自选自焦膦酸钠、木质素磺酸铁、单宁酸钾中的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的填充固化泥浆，其特征在于，填充固化泥浆的马氏漏斗粘度为70-120s，优选不大于120s；抗压强度为0.5-5MPa，优选不小于0.5MPa；体积收缩率为1-10％，优选不大于10％。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的填充固化泥浆的制备方法，包括按比例将水加入至配浆罐中，然后膨润土、水泥、细沙按比例混合后加入到配浆罐搅拌，再加入降粘剂充分搅拌。

5.一种使用权利要求1-3中任一项所述的填充固化泥浆进行填充注孔的工艺，该工艺具体包括：

(1)首先，将混浆罐、注浆泵使用浆液输送管道连接起来，注浆泵的出浆口与注浆管的进口连接，将注浆管固定在回拖管道上，在回拖主管线时，利用钻机，将固定好的注浆管与主管线一起，同时拖入地下孔洞；

(2)按比例将水加入至配浆罐中，然后钻井膨润土、水泥、细沙按比例混合后加入到配浆罐搅拌，再加入降粘剂充分搅拌，进行填充固化泥浆的配置，配置完成后启动泥浆泵，填充固化泥浆经泥浆泵进入注浆管到达管道与地层间的空隙；

(3)利用填充固化泥浆压力，将孔内钻井泥浆逐步排出至孔外，使压入的填充固化泥浆浆液填充到环形空隙，直到穿越点两侧流淌出填充固化泥浆，环形空隙的钻井泥浆被置换完全后，停止注浆；优选地，在步骤(3)中，注浆泵压力从0.1MPa缓慢速调到0.49-1.5MPa，有一侧冒泥浆时，可用土将出口埋住，促使填充固化泥浆向另一侧流动。

6.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于，注浆点距水平定向钻的出/入土点10-40m，优选15-20m。

7.根据权利要求5或6所述的工艺，其特征在于，水平定向钻回拖管道时，注浆管随回拖管被拖至注浆点注浆，注浆管插入管道与地层间的空隙10-30m，优选15-25m，注浆管为长度100-800m、内径60-100mm的钢导管。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的工艺，其特征在于，注浆泵进行注浆时，可将填充固化泥浆配好后，开始注浆；或采用边配浆边注浆方式完成。

9.根据权利要求5-8中任一项所述的工艺，其特征在于，注浆过程中，注浆速度为0.5-2m³/h，优选为0.8-1.5m³/h，注浆压力从0.1MPa逐步调至0.49MPa；和/或

注浆过程中，边注浆边回拔注浆管；或者一次性完成注浆，注浆完毕后，不回拔注浆管，将注浆管弃留在地下即可。

10.根据权利要求5-9中任一项所述的工艺，其特征在于，固定方式选自以下的任意一种：

(A)捆扎方式，将作为注浆管固定在回拖的主管线上；

(B)钢管固定，用焊接方式,将注浆管焊接在拖拉头上；

(C)PE管固定，选一根与PE管直径接近钢管，长度0.5-2m，将钢管焊接在拖拉头上。将PE管套在钢管上，达到固定PE管的目的；

(D)多管回拖时，可以将注浆管作为回拖管之一，与其它管线一起固定；和/或

注浆管的注浆口选自以下的任意一种：

①注浆管尾端开口，填充固化泥浆从尾端开口处直接注入地下孔隙中；

②注浆管尾端设置1个φ8-20mm，优选10-14mm喷嘴，任选地，每隔20-120m，优选50-100m，用电钻在注浆管上钻6-15mm，优选8-10mm的孔作为喷嘴，填充固化泥浆通过设置的喷嘴注入地下孔隙中；和/或

注浆管长度如下确定：

局部注浆时，注浆管长度根据以下方式的任意一种来确定：

①如果选择注浆管尾端注浆，注浆管尾端要预留在注浆段的中间部位；

②如果选择注浆管尾端喷嘴+注浆管管身喷嘴注浆，注浆管尾端预留在注浆段最远距离减30m处即可；据此计算注浆管长度；

全程注浆时，注浆管长度根据以下方式确定：

①当定向钻穿越长度大于600-700m时，注浆管长度为定向钻穿越长度减200-300m；

②当定向钻穿越长度小于600-700m时，注浆管长度为定向钻穿越长度的2/5-3/5，优选约1/2，即注浆管尾端要预留在穿越曲线的中间部位。