一種用于消除高地應力的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于沖擊地壓治理技術領域，尤其涉及一種用于消除高地應力的方法。
【背景技術】
[0002]沖擊地壓災害治理是煤礦治理的重大課題，迄今為止，國際上沖擊地壓防治的主要手段是煤層鉆孔卸壓、爆破卸壓、注水、斷頂等“局部防沖”技術，盡管取得了一定效果，但“局部防沖”技術工程量浩大、成本高、人為影響大、卸壓效果不能保證，導致沖擊地壓事故不斷發生。尤其是在巷道掘進過程中沖擊危害日益突出。
[0003]目前，許多礦區選擇水力壓裂的方式對沖擊地壓進行治理。水力壓裂防沖的基本原理是利用高壓水將煤體壓裂，高壓水注入煤體裂縫內(原有裂隙和壓裂后出現的裂隙)，克服最小主應力和煤體的抗裂壓力，通過氣固液多相多場耦合，使弱面發生張開、擴展和延伸，增加煤層裂隙數量和增大單一裂隙面的張開程度，在煤體中產生更多的人造裂縫與裂隙，使煤體的力學性質發生明顯變化，煤體的彈性和強度減小、塑性增大，并且釋放煤體內部積聚的能量，從而使壓裂區域的應力分布發生變化，應力集中帶向煤體兩側轉移，實現掘進前對沖擊危險煤層一次性卸壓，從而達到防沖效果。
[0004]目前的水力壓裂治理沖擊地壓的方式，通常都是選擇采用鉆孔安裝壓裂套管的方式對煤層進行水力壓裂以消除高地應力，從而達到治理沖擊地壓的目的。現有的技術中，在向壓裂套管中注入高壓水之前都會對鉆孔底部進行注漿封堵，這樣，在向鉆孔內注漿時容易引起鉆孔底部漿體壓力升高將壓裂套管向鉆孔外推出的問題，并且現有技術中，在對煤層進行水力壓裂之前都會對壓裂套管進行鉆孔以便高壓水可以作用到煤層上，這樣工序也相對較多。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，本發明的一個目的是提出一種用于消除高地應力的方法，以解決現有技術中，水力壓裂治理沖擊地壓時鉆孔底部漿體壓力升高將壓裂套管向鉆孔外推出以及需要對壓裂套管進行鉆孔才能使高壓水作用于待壓裂煤層的問題。為了對披露的實施例的一些方面有一個基本的理解，下面給出了簡單的概括。該概括部分不是泛泛評述，也不是要確定關鍵/重要組成元素或描繪這些實施例的保護范圍。其唯一目的是用簡單的形式呈現一些概念，以此作為后面的詳細說明的序言。
[0006]在一些可選的實施例中，所述方法包括:將具有弱面管壁段的壓裂套管安裝到鉆孔中，所述弱面管壁段的位置與待壓裂煤層相對應；將所述壓裂套管中所述弱面管壁段與所述壓裂套管頂部之間的管道進行封堵；在所述弱面管壁段對待壓裂煤層進行注水壓裂。
[0007]在一些可選的實施例中，該方法中將壓裂套管中弱面管壁段與壓裂套管頂部之間的管道進行封堵的過程包括:在壓裂套管內部對壓裂套管的頂部進行注漿封堵。
[0008]在一些可選的實施例中，該方法中在壓裂套管內部對壓裂套管的頂部進行注漿封堵的過程包括:將棉紗封堵到鉆孔與壓裂套管的結合處；在壓裂套管內緊挨頂部的位置預留一段管道作為注漿段；在所述壓裂套管內對所述注漿段遠離所述壓裂套管頂部的一側進行封堵；向所述壓裂套管的注漿段進行注漿、封堵所述壓裂套管的頂部。
[0009]在一些可選的實施例中，該方法中在弱面管壁段對待壓裂煤層進行注水壓裂的過程包括:將封孔器安裝于壓裂套管中弱面管壁段遠離壓裂套管頂部一側的位置；向封孔器內注入高壓水對壓裂套管進行封堵；將高壓水注入到壓裂套管的弱面管壁段對待壓裂煤層進行壓裂。
[0010]在一些可選的實施例中，該方法中壓裂套管具有多個弱面管壁段，相鄰兩個弱面管壁段的間隔為6m。
[0011]在一些可選的實施例中，該方法中在弱面管壁段對待壓裂煤層進行注水壓裂的過程包括:逐個在多個弱面管壁段處對相應的待壓裂煤層進行壓裂。
[0012]在一些可選的實施例中，該方法中在每個弱面管壁段對相應的待壓裂煤層進行壓裂后還會將高壓水排到鉆孔外。
[0013]在一些可選的實施例中，該方法中在將高壓水排到鉆孔外后還會對封孔器進行卸壓，之后將封孔器移到下一個弱面管壁段對相應的待壓裂煤層進行壓裂。
[0014]在一些可選的實施例中，該方法中壓裂套管為PVC管；所述PVC管的標準段內徑為74mm,外徑為90mm ;所述PVC的弱面管壁段內徑為74mm，外徑為78mm。
[0015]在一些可選的實施例中，該方法中PVC管由多段可拆卸連接的子PVC管組成。
[0016]與現有技術相比，本發明的有益效果為:
[0017]該方法選擇在壓裂套管內部進行注漿封堵，從而實現對管道封堵的效果，避免了漿體壓力過高將壓裂套管推出鉆孔外的問題，并且該方法中通過在壓裂套管中設置弱面管壁段的方式，可以不用對壓裂套管進行鉆孔就可以將高壓水作用到待壓裂煤層從而實現對待壓裂煤層的壓裂。
[0018]為了上述以及相關的目的，一個或多個實施例包括后面將詳細說明并在權利要求中特別指出的特征。下面的說明以及附圖詳細說明某些示例性方面，并且其指示的僅僅是各個實施例的原則可以利用的各種方式中的一些方式。其它的益處和新穎性特征將隨著下面的詳細說明結合附圖考慮而變得明顯，所公開的實施例是要包括所有這些方面以及它們的等同。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發明實施例用于消除高地應力的方法的流程示意圖；
[0020]圖2是本發明實施例用于消除高地應力的方法的實施示意圖。
【具體實施方式】
[0021]以下描述和附圖充分地示出本發明的具體實施方案，以使本領域的技術人員能夠實踐它們。實施例僅代表可能的變化。除非明確要求，否則單獨的部件和功能是可選的，并且操作的順序可以變化。一些實施方案的部分和特征可以被包括在或替換其他實施方案的部分和特征。本發明的實施方案的范圍包括權利要求書的整個范圍，以及權利要求書的所有可獲得的等同物。在本文中，本發明的這些實施方案可以被單獨地或總地用術語“發明”來表示，這僅僅是為了方便，并且如果事實上公開了超過一個的發明，不是要自動地限制該應用的范圍為任何單個發明或發明構思。
[0022]現在結合附圖進行說明，圖1示出的是一些可選的實施例中用于消除高地應力的方法的流程圖；圖2示出的是一些可選的實施例中用于消除高地應力的方法的實施圖。
[0023]如圖1所示，在一些可選的實施例中，公開了一種用于消除高地應力的方法，該方法包括:
[0024]S11、將具有弱面管壁段的壓裂套管安裝到鉆孔中，所述弱面管壁段的位置與待壓裂煤層相對應；
[0025]本文中，整個壓裂套管的管壁的厚度不一致，一些管段的管壁較厚(例如管的內徑為74mm，外徑為90mm，管壁厚度為8mm)，另一些管壁的厚度比較薄(例如管的內徑為74mm，外徑為78mm，管壁厚度為2mm)，本文中將管壁比較薄的管段稱為弱面管壁段。將弱面管壁段的兩側進行密封，在弱面管壁段注入高壓水之后，高壓水的壓力可以將弱面管壁段的管壁壓裂。這樣采用具有弱面管壁段的壓裂套管對待壓裂煤層進行注水壓裂時不需要在管壁上鉆孔即可達到對待壓裂煤層進行壓裂的效果，省時省力，非常方便。
[0026]S12、將所述壓裂套管中所述弱面管壁段與所述壓裂套管頂部之間的管道進行封堵;
[0027]在一些可選的實施例中，該方法中將壓裂套管中弱面管壁段與壓裂套管頂部之間的管道進行封堵的過程包括:在壓裂套管內部對壓裂套管的頂部進行注漿封堵。在壓裂套管的內部對壓裂套管的頂部進行注漿封堵可以防止壓裂套管向鉆孔外推出而影響壓裂工作的順利進行。
[0028]在一些可選