多分支水平井注漿加固掃孔時出現岔孔的預防

賈術峰

（安徽省煤田地質局第三勘探隊，安徽 宿州 234000）

奧陶系灰巖高承壓含水層作為礦山災害性的突水水源，嚴重影響礦山的安全生產。為響應國家超前治理的理念，以梧桐莊注17孔為例采用多分支水平井注漿加固技術。經過設計和施工人員的共同努力探索出一條如何預防注漿結束掃孔時出現岔孔。

1 多分支水平井注漿加固設計與施工

多分支水平井注漿加固技術設計時采用多個水平分支孔共用一個主孔的設計理念，節約了場地占用面積，減少工農關系的矛盾，降低成本。如圖1（梧桐莊礦注17多分支水平井三維立體投影圖）。

圖1 梧桐莊礦注17多分支水平井三維立體投影圖

由于多個分支孔共用一個主孔在施工的過程中施工完一個分支孔采用定向側鉆的技術去施工下一個水平分支孔。在分支多的情況下側鉆點也隨之增多，從而使在有的分支孔漏點注漿結束掃孔時容易在側鉆點的位置掃出岔孔，從而進入以前施工過的分支孔中。從而影響井隊的正常生產。

2 預防注漿后掃孔時出現岔孔的方法

2.1 設計時預防

在梧桐莊礦區域治理注17-10分支孔施工過程中，為了探明F608斷層的發育情況，礦方要求鉆進到側鉆點位置先施工探孔后，再封固探孔從側鉆點采用降垂深定向鉆進的技術施工注17-10分支。如圖2。

施工探孔時的軌跡全角變化率幾乎為0度，也就是說實際探孔軌跡曲線在三維立體圖上是一條平滑的直線。當側鉆施工注17-10分支時開始造斜的全角變化率達到10度以上，至使在施工注17-10分支孔時漏點注漿后掃孔時經常掃到探孔中去，每次掃到探孔中去就必須從新封固探孔，從新側鉆繼續施工注17-10分支孔，嚴重增加了施工的成本、影響施工進度。

圖2

在后續施工過程中經過技術人員和現場施工人員的多次討論后，一致認為在設計探孔軌跡時應該采用較大的造斜率，使探孔在側鉆點位置附近的全角變化率遠遠大于注17-10分支孔在側鉆點附近的全角變化率（如圖2）。如此在施工注17-10分支孔漏點注漿掃孔時，到設想側鉆點附近時鉆頭軌跡會盡可能的在全角變化率小的軌跡中穿行。由此可以減少很多的無用鉆進進尺，增加施工的效率。

2.2 施工分支孔順序上預防

在一個區域治理中當設計已經確定時，合理的選擇每個分支孔的施工先后順序就成為影響注漿后掃孔是否出現岔孔的關鍵因素。

如圖3是一個已經確定的多分支水平井區域治理的設計軌跡。施工人員在安排分支孔施工順序時盡量按照1、2、3、4、5分支的順序施工。施工完1分支封孔侯凝后，由側鉆點1開始側鉆施工2分支，以此類推施工完其余的分支孔。按照次順序當施工1分支孔在遇到漏失點注漿結束掃孔時，當掃到側鉆點1的位置的時候，由于下部分支孔還未施工，下部為奧灰灰巖地層，灰巖的硬度要遠遠大于水泥漿的凝固硬度，固在掃孔時鉆頭會沿著1分支的原有軌跡前進，很難出現岔孔的現象。

圖3

若先施工2分支孔、后施工1分支孔。即2分支孔施工結束封孔侯凝后由側鉆點1側鉆施工1分支孔，當在施工1分支孔時遇到漏失點注漿結束掃孔時就很容易從側鉆點1附近出現岔孔。由于2分支已經施工完成，1分支和2分支軌跡都是由水泥漿填充，兩條軌跡的軟硬程度相當，所以當掃孔至側鉆點1附近時，鉆頭會沿著全交變化率小的軌跡前進，即掃孔時進入2分支孔。給施工帶來較大的麻煩。以此類推先施工3、4、5分支，再施工1分支或者2分支，同樣在掃孔時容易出現岔孔。

2.3 水泥漿外加劑的選擇來預防

在注漿壓力達到快要結束的壓力時，可以在水泥漿中加入適當的緩凝劑來延緩水泥的凝固速度，從而使掃孔時水泥還未達到初凝時間。

在正常注漿時使用的為普通硅酸鹽水泥，此水泥的初凝時間為不得早于45min，一般為1h～3h；終凝時間不得遲于12h,一般為5h～8h。

通過加入0.1%的蔗糖可以使水泥的初凝時間延長到21h，如果采用0.1%蔗糖后摻法可以使水泥的初凝時間延長至37h，當采用蔗糖后摻法蔗糖含量達到0.2%時水泥的初凝時間達到144h。按照以上配比加入緩凝劑可以使水泥的凝固時間延長至21-144小時，從而使注完漿掃孔時水泥漿凝固時間還未達到初凝時間，掃孔時候大大降低了出現岔孔的概率，保證正常的施工生產。

3 結語

在現如今的區域治理施工中，注漿結束掃孔出現岔孔一直是一個影響鉆井生產的重要因素，影響區域治理的進度，增加施工單位的成本。但在現在的生產技術中還未有一套系統的施工方法能徹底的根除岔孔的出現。本文從三個方面潛入的闡明了如何最大限度的預防岔孔的發生。忘對今后在區域治理施工中有所幫助。