專利名稱：一種礦井地面預注漿止漿塞工作泥漿的制作方法
技術領域：
本發明涉及煤礦礦井建設的地面預注漿領域，特別適用于礦井深 度超過800m或穿過復雜地層的地面預注漿工程中所用的一種礦井地 面預注漿止漿塞工作泥漿。
技術背景-
注漿孔鉆進施工中，除了可能出現漏水、涌水、涌砂，孔壁膨脹 縮徑、孔壁表面剝落，掉塊、崩解對塌等各種復雜情況外，還因其工
藝的特殊性，有其自身的特點需使用維護時間長(幾個月甚至十幾 個月)、孔徑要求規則均勻(確保止漿塞順利上下及止漿)、孔內分段 止漿且鉆具及止漿塞在孔內靜置時間長(幾小時甚至幾十小時)等。 因此，注漿孔較普通鉆孔更容易出現縮徑、塌孔、壓差卡鉆等事故。 若孔內出現縮徑現象，將造成止漿塞上下困難。若注漿過程中孔內出 現掉塊坍塌或壓差卡鉆現象，處理埋塞事故要比處理埋鉆事故復雜得 多，輕則延誤工期、增加費用，重則注漿孔報廢。此外，因地面預注 漿施工工藝有鉆注交替作業的特殊性，注后掃孔巖粉顆粒隨泥漿攜帶 至地面的過程中，巖粉成為有害固相，不同類型的泥漿性能波動不同， 處理周期及成本差別巨大。
隨著井筒深度的加深及穿過地層越來越復雜，以上問題越顯突 出，泥漿的性能及使用技術，成為制約地面預注漿工期乃至建井工期 的關鍵。
深井注漿施工使用清水或稀泥漿鉆進已經不能滿足工程需要。普 通泥漿因失水量變化范圍大，止漿期間產生壓差卡鉆的風險大；止漿 塞工作期間若發生竄漿或返漿，泥漿易加速注漿漿液硬化速度，造成 埋塞概率較大。高聚物泥漿有粘度低、失水量小、流變性好、護壁能 力強和鉆進效率高的優點，比較適合復雜地層鉆進。但高聚物泥漿摻 入掃孔巖粉后，泥漿處理周期長，若實際施工時經常更新泥漿，又存 在成本過高及污染嚴重的問題，故也不適于井筒地面預注漿施工使 用。正是因為注漿施工工藝的特殊性，所以地面預注漿用泥漿需降低 其的性能波動，縮短巖粉混入泥漿后的處理周期。同時，應提高泥漿 的懸浮能力和失水造壁能力，防止止漿塞工作時孔內發生掉塊埋塞或 壓差卡鉆等事故，最后，增加泥漿對水泥緩凝作用，減少返漿埋塞事 故的發生概率。總之，控制注漿孔泥漿的穩定性和失水量，增加泥漿 對水泥的緩凝作用是關鍵。
發明內容
為了解決背景技術中存在的問題，本發明提供一種地面預注漿止 漿塞工作泥漿，具有以下特點失水量小，形成的泥皮致密且薄；流 動性好，攜帶巖粉和懸浮能力強；配制方便，泥漿處理簡單，維護方 便，性能穩定，使用周期長；對注漿竄漿漿液有很好的緩凝作用，有 效防止竄漿及返漿埋塞事故的發生；適用性廣，既能在破碎、坍塌掉 塊地層中使用，也能在泥狀破碎巖層和水敏性巖層中使用，能夠適合 不同巖層注槳孔的要求。
本發明采用的技術方案是該礦井地面預注漿止漿塞工作泥漿包 括下列組分，各組分按重量份計，水881份 912份、膨潤土 200份 300份、純堿3份 4. 5份、鈉羧甲基纖維素0. 1份、腐植酸鉀1. 0 2.5份、蔗糖0.75 1.85份。
上述的技術方案還包括防塌潤滑劑0. 5份 1. 0份。
上述的水894份、膨潤土 250份、純堿4.0份、鈉羧甲基纖維素 0.1份、腐植酸鉀1. 8份及蔗糖1. 4份。
本發明制備方法膨潤土水化時間必須超過48h。嚴禁將處理劑 干粉直接投放至泥漿中。各種處理劑如鈉羧甲基纖維素、腐植酸鉀等 分別預先用水溶解至無顆粒狀為止。溶解之后將各種組分混合。
上述方案中鈉羧甲基纖維素既能起降失水作用，又能提高粘度。 腐植酸鉀具有降失水、稀釋分散、防止孔壁坍塌及減輕與防止鉆具內 結泥皮的作用。蔗糖有緩凝作用，且該組分對泥漿中其它處理劑性能 不產生影響。
根據《GB/T 16783.1 — 2006鉆井液現場測試第1部分水基鉆
4井液》，本發明所配置的泥漿性能參數如下表l。 __泥漿性能參數_
f￥ 性能參數
本發明具有如下有益效果本發明所提供的泥漿完全滿足注漿施 工工藝需要，泥漿配置簡單，性能穩定、失水量可以得到有效控制， 本泥漿對破碎地層起到有效的抑制坍塌的作用，對孔內掉塊及巖粉有 較好的懸浮能力，對返漿或竄漿漿液能起到緩凝的作用，最終確保止 槳塞工作期間不發生掉塊埋塞、返漿埋塞或壓差卡鉆事故。
在礦井建設實際應用方面，本發明在國投新集楊村煤礦地面預注 漿工程的后期采用，成功地治理了注漿孔坍塌易埋鉆、埋塞等問題， 事故率降低了 83.3%,取得了滿意的效果，解決了注漿工藝復雜性
對泥漿性能要求高的難題。
具體實施例方式
下面將對本發明作進一步說明下述實施例釆用《GB/T 16783.1 一2006鉆井液現場測試第l部分水基鉆井液》方法進行檢測。
實施例1、本發明使用淡水和膨潤土為基本原料，以純堿、鈉羧 甲基纖維素、腐植酸鉀、蔗糖、防塌潤滑劑為處理劑，坍塌掉塊現象 嚴重時加入防塌潤滑劑，配置lm3泥漿，各組份質量為
水910kg
膨潤土200kg
純堿3.5kg
鈉羧甲基纖維素O.lkg
腐植酸鉀1.5kg
蔗糖.-l.Okg
11.2 12.0kN/W 18 22s 8 9.5 6 16mL/30min 0.6 0.8mm
<0.5% 0.6 1.2Pa 1.0 4.0Pa 97% 99%
重娘值量M量力力率
!f u水g砂切切體
容s ^失踐含靜動膠
12 3 4
6 7 8 9防塌潤滑劑:
0.8kg
泥漿漏斗粘度18s，失水量12mL/30min，泥皮厚度0.7mm，與單 液水泥漿混合后，單液水泥漿初凝時間延長至17h，終凝時間延長 至203 h 。
實施例2 、本發明使用淡水和膨潤土為基本原料，以純堿、鈉羧 甲基纖維素、腐植酸鉀、蔗糖為處理劑，配置lm"尼漿，各組份質量
為
水 894 kg
膨潤土 250kg
純堿 4.0kg
泥漿漏斗粘度19s，失水量9mL/30min，泥皮厚度0.6mm，與單 液水泥漿混合后，單液水泥漿初凝時間延長至19.5h，終凝時間延長 至280 h 。
實施例3、本發明使用淡水和膨潤土為基本原料，以純堿、鈉羧 甲基纖維素、腐植酸鉀、蔗糖、防塌潤滑劑為處理劑，配置lmS泥漿, 各組份質量為
水 875kg
膨潤土 300kg
泥槳漏斗粘度22s，失水量13mL/30min，泥皮厚度0.8mm，與單 液水泥漿混合后，單液水泥漿初凝時間延長至23 h，終凝時間延長
鈉羧甲基纖維素 腐植酸鉀
O.lkg 1.8kg "kg
純堿
鈉羧甲基纖維素
腐植酸鉀-
蔗糖
防塌潤滑劑
4.0kg O.lkg 2.0kg 1.8kg l.Okg至315h 。
在基巖段止漿，拉塞前,應把泥漿失水量調整到6 10mL/(30min) 范圍內，控制泥皮厚度，且在基巖段灌滿優質泥漿，以確保孔內安全; 地面預注粘土水泥漿時，返漿量超過lL/min，應重新止漿。
本發明是在地面預注漿施工時，'減少止漿塞工作狀態下，易掉塊 或返漿造成的埋塞事故的概率，同時減少發生壓差卡鉆事故的概率。 根據注漿工藝的特殊需求，本發明提供的泥漿具有性能穩定易維護、 能防止孔內掉塊埋塞、泥漿懸浮能力強確保注漿返槳時不埋塞、失水 量小、泥漿對水泥具有緩凝作用等特點。
上述實施例中鈉羧甲基纖維素是由江蘇省徐州市恒揚化工有限 公司提供的高粘度鈉羧甲基纖維素；腐植酸鉀是由天津華孚油田化學 有限公司提供的有機硅腐植酸鉀，型號為FT-201;防塌潤滑劑由江 西省萍鄉市春蕾鉆井助劑公司提供的型號為FT-342。
權利要求
1、一種礦井地面預注漿止漿塞工作泥漿，其特征在于該工作泥漿包括下列組分，各組分按重量份計，水881份～912份、膨潤土200份～300份、純堿3份～4.5份、鈉羧甲基纖維素0.1份、腐植酸鉀1.0～2.5份、蔗糖0.75～1.85份。
2、 根據權利要求1所述的礦井地面預注漿止漿塞工作泥漿，其 特征在于還包括防塌潤滑劑0.5份 1.0份。
3、 根據權利要求1所述的礦井地面預注漿止漿塞工作泥漿，其 特征在于水894份、膨潤土250份、純堿4.0份、鈉羧甲基纖維素 0. 1份、腐植酸鉀1. 8份及蔗糖1. 4份。
全文摘要
一種礦井地面預注漿止漿塞工作泥漿。該礦井地面預注漿止漿塞工作泥漿包括下列組分，各組分按重量份計，水881份～912份、膨潤土200份～300份、純堿3份～4.5份、鈉羧甲基纖維素0.1份、腐植酸鉀1.0～2.5份、蔗糖0.75～1.85份。本發明用于地面預注漿領域，可有效減少止漿塞工作狀態行下發生掉塊埋塞、竄漿埋塞及壓差卡鉆等事故發生的概率，能確保注漿乃至礦井建設的安全高效，具有很好的應用前景。
文檔編號C09K8/02GK101665683SQ200910092259
公開日2010年3月10日 申請日期2009年9月8日 優先權日2009年9月8日
發明者丁振宇, 周興旺, 潤 徐, 軍 鄭, 高曉耕 申請人:北京中煤礦山工程有限公司