漏失地层近水平钻孔水力反循环取心试验

基于煤矿井下陷落柱、小断层等地质异常体精确探查对漏失地层近水平孔取心钻进的迫切需要,采用双壁水力反循环连续取心技术进行井下地质异常体探查,分析其技术原理及特点,研制配套的ø89/42 mm双壁取心钻杆和反循环取心钻头,并在某地面矿山进行功能性试验,共施工完成3个近水平取心钻孔,单孔最高取心率为83.6%,最大回次进尺69 m,平均钻进效率为3.61~6.26 m/h。针对漏失地层冲洗液漏失严重的问题,提出双壁取心钻具的结构改进优化方案,采用改进后的取心钻具岩心上返通道返水流量和流速大幅提升,最后指出该套反循环取心施工中出现的钻孔环空排渣及岩心卡堵问题并提出了针对性的解决方案,包括采用正反循环排渣法解决钻孔环空排渣问题和采用中心通道打水解卡方法解决岩心卡堵问题。试验表明:该套双壁取心钻具满足煤矿井下地质异常体探查的施工需要,为煤矿井下地质异常体探查提供新的技术途径。      

煤矿井下复杂地层近水平钻孔绳索取心钻进工艺试验研究

针对煤矿井下钻孔常规单管取心存在取心率低、效率低下、工人劳动强度大,煤层底板复杂地层以清水为冲洗介质的近水平绳索取心钻进成孔困难等问题,选用适合绳索取心钻进工艺的坑道钻机及配套近水平绳索取心钻具,配合合理的工艺流程进行试验。现场共施工了3个钻孔,成孔2个,孔深分别为151.5、194.5 m;岩心采取率分别为77%、89%,比单管取心提高24%以上;平均日进尺分别为22.7、36.6 m/d,比单管取心效率提高10 m/d以上。通过现场3个取心钻孔的试验,优选出了一套适用于煤矿井下复杂地层以清水为冲洗介质的近水平绳索取心钻探装备与工艺。     

寺河煤矿井下近水平定向钻孔工艺研究

煤矿瓦斯是影响煤矿井下安全生产的重要因素,同时作为一种新能源正越来越受到重视。为了解决煤矿井下瓦斯安全问题和新能源的开发利用,近水平定向钻孔抽采瓦斯技术得到了广泛应用。近水平定向钻孔抽采瓦斯技术的核心是钻孔施工过程中对钻孔轨迹进行精确控制。本文通过分析影响定向钻孔施工的因素结合现场钻孔施工,总结出了煤矿井下近水平定向钻孔施工的经验及规律,达到了对钻孔轨迹精确控制的目的。     

S75绳索取心反循环钻进

为解决安微太平钼矿、迄溪桥两矿区破碎带岩矿心采取率低的难题,自行设计了一套绳索取心反循环钻具,取得良好效果。介绍了矿区的地层概况,使用绳索取心反循环钻具前的状况,以及绳索取心反循环钻具的结构特点,主要技术参数,钻进设备、参数,生产应用效果等,总结了施工中应注意的事项。     

DQ-76型连续造斜绳索取心钻具的研制及应用

介绍了DQ-76型连续造斜绳索取心钻具的结构特点、工作原理及造斜率预测方法,作者采用纵横弯曲法计算该取心钻具的造斜能力,并对其造斜率进行预测。该钻具由打捞机构、仪器管、分动机构、卡固机构、造斜机构、传扭管、取心管、扩孔器以及取心钻头等部分组成。该钻具的造斜强度在地面进行调节,通过泵压控制分动机构和卡固机构的运动,保证造斜过程中钻具在井底的有效卡固。通过该钻具在云南某煤矿3口井的现场应用,分别调节钻具造斜机构的偏心距为0.5mm、1.0mm及1.5mm来试验钻具的实际造斜能力及取心参数,结果证明:①试验钻具能满足连续造斜的同时实现绳索取心;②钻具造斜强度能够通过更换偏心套来改变;③利用纵横弯曲法预测极限造斜率时,修正系数可取0.7～0.93。     

定向钻进套铣打捞钻杆的设计

通过对常用定向钻进配套钻具打捞工艺的对比分析,明确了采用套铣打捞工艺处理煤矿井下近水平定向钻进中出现的塌孔、卡钻、埋钻等孔内事故的可行性与实用性。根据其工艺施工要求,结合煤矿井下近水平定向钻进系统配套钻具具体参数,研制了能够满足额定扭矩6000 N·m钻机使用要求的定向钻进套铣打捞钻杆。成庄矿的应用表明,采用套铣打捞工艺处理近水平定向钻进时孔内事故（塌孔、卡钻、埋钻等）可行性较强,且套铣打捞钻杆结构设计合理,能满足套铣打捞工艺的使用要求。     

我国煤矿井下近水平定向钻进技术的发展

煤矿坑道近水平定向钻进技术是钻探工程领域的一项新技术,主要应用于岩层和较稳定、较硬煤层的瓦斯抽放钻孔和地质勘探孔。简述了国内外煤矿井下近水平定向钻进技术的发展概况,对目前煤矿井下近水平定向钻进技术所采用的稳定组合钻具钻进和孔底螺杆马达钻进两种主要方法的特点与适用范围作了分析。结合我国煤矿井下地质条件、煤层特征和定向钻孔的技术要求,对我国煤矿井下定向钻进技术的应用提出了几点建议,并对我国煤矿井下定向钻进技术与装备进行了展望。     

井下小直径取心试验研究

文章介绍了岩石电钻井下取心试验研究的概况,简要论述了取心钻具的研制和现场试验,并指出研究成果可以在煤矿的地测系统中推广应用.     

喷射式局部反循环绳索取心钻具

针对金矿复杂破碎地层钻探存在的岩心采取困难、孔内漏失严重等问题,改进绳索取心钻具,增加了局部反循环装置,研制出一套适应性广、取心可靠的可调喷射反循环钻具,提高岩心采取率,取得了良好的效果。介绍了该钻具的结构原理、适应范围及应用效果。     

煤矿井下定向钻进钻孔事故的预防及处理

钻孔事故是煤矿井下定向钻孔安全、高效施工的巨大威胁。介绍了定向钻进常见卡钻、钻具断落和喷孔事故;分析了其成因、预防措施和处理工艺经验。认为对待钻孔事故应坚持“预防为主,处理为辅”的原则;结合装备现状,应开展适用于煤矿井下定向钻进事故处理的专用技术及装备研究。      

深孔复杂地层绳索取心钻具优化设计思路

采用绳索取心钻进技术在深孔复杂地层钻进时,易出现内管钻具打捞失败、岩心卡断失效及岩心易冲蚀等问题。本文从实际问题出发,结合国内外绳索取心钻具的发展现状,给出了钻具结构的优化设计思路,包括岩心管涂层减阻及振动解堵、弹卡机构防顶死设计、增加卡簧与岩心之间摩擦力、增大钻具内部过流面积、改变钻头处冲洗液流向等,以进一步提高绳索取心钻具在深孔中的钻进效率。     

近水平孔坑道用绳索取心钻具

针对国内目前将地面绳索取心钻具用于坑道内施工效果不佳的问题,研制了一种坑道专用绳索取心钻杆,该钻杆具有捞矛头持心装置、弹卡复合定位机构、快断机构的内外管总成及水力输送器、水力打捞器及通缆式水接头等附属装置。现场实验证明,该钻具成功解决了地面用绳索取心钻具不适宜进行近水平孔坑道内取心钻探施工的现状。      

超前侧喷绳索取心钻具的研制

针对破碎、软弱等复杂地层岩心采取率低的问题,本文通过无泵接手、岩心抓取机构和超前侧喷钻头的设计与结合,研制了一套超前侧喷绳索取心钻具;该钻具是一种基于普通绳索取心钻具及无泵反循环钻具设计的新型钻具,能实现孔内钻井液的局部反循环,并改变孔底冲洗液流向,从而达到排粉及提高岩心采取率的目的;现场试验表明,超前侧喷绳索取心钻具能够实现破碎、软弱等难取心地层的正常钻进,试验孔段岩心采取率为94%,大幅度提高了岩(矿)心的采取率。     

超前侧喷绳索取心钻具的研制

[摘 要]针对破碎、软弱等复杂地层岩心采取率低的问题,本文通过无泵接手、岩心抓取机构和超前侧喷钻头的设计与结合,研制了一套超前侧喷绳索取心钻具;该钻具是一种基于普通绳索取心钻具及无泵反循环钻具设计的新型钻具,能实现孔内钻井液的局部反循环并改变孔底冲洗液流向,从而达到排粉及提高岩心采取率的目的;现场试验表明,超前侧喷绳索取心钻具能够实现破碎、软弱等难取心地层的正常钻进,试验孔段岩心采取率为94%,大幅度提高了岩（矿）心的采取率。     

顺煤层超长定向钻孔复合钻进摩阻规律研究

煤矿井下超长孔定向钻进中孔内摩阻是限制其成孔率及成孔效率的主要因素, 为适应大盘区瓦斯抽采模式的客观需求, 研究实钻过程中摩阻及其影响规律。为顺煤层超长定向钻孔复合钻进减摩阻工艺参数选取提供依据, 对煤矿井下顺煤层近水平复合钻进工况下钻柱的钻具运动特性及受力状态进行分析。通过一定的条件假设, 建立复合钻进轴向摩擦阻力和旋转摩擦扭矩力学模型, 通过数值计算, 针对常用?89 mm定向钻具组合, 在不同孔深及钻进工艺参数匹配下的摩阻规律特性进行分析。结果表明:机械钻速、钻具转速、钻孔深度是滑动摩擦阻力和旋转摩擦扭矩的主控影响因素, 与超长定向钻孔实钻参数统计分析对比, 推进阻力和旋转扭矩变化规律与模型计算结果吻合, 该结果对于指导近水平钻孔复合定向钻进工艺参数选取、钻进工况判断具有重要的现实意义, 同时, 对于煤矿井下自动化、智能化定向钻进控制系统设计开发具有借鉴意义。      

煤矿井下长钻孔煤层瓦斯含量精准测试技术及装置

针对煤矿井下大范围超前探测煤层瓦斯含量的实际需求,提出了煤矿井下煤层瓦斯含量测试密闭取心方法,设计并试制了适合于煤矿井下长钻孔煤层瓦斯含量精准测试的"三筒单动、球阀密闭"的密闭取心装置,装置外径89 mm,采取煤心直径可达38 mm;密闭能力达到11 MPa以上,满足于煤矿井下煤层瓦斯含量测定密闭取样要求。井下工程试验结果显示,该装置的煤层密闭取心取样深度达到360.5 m,5组密闭取心法测得的煤层瓦斯含量为常规取心法测值的1.26~3.07倍,平均2.25倍。该技术将为我国煤矿井下煤层瓦斯含量大范围精准探测、区域瓦斯治理及效果检测提供一种有效的技术手段。      

综合不提钻取心技术在矿山坑道钻中的应用

应用意义随着矿山井下开采深度的不断加大及坑道钻探技术装备的发展,在坑道内施工的钻孔越来越多.由于坑道钻孔比地表钻孔更能任意地选择倾角,从而可减少钻探工作量,并获得较多而准确的地质资料.与地表钻进一样,坑道钻进同样存在着缩短辅助时间,提高钻探生产效率的问题. 当前,解决上述问题的有效办法之一,是实现不提钻取心.而目前国内能够运用的不提钻取心技术,只有正在推广的地表钻绳索取心钻进技术,以及刚研究试验成功的坑道内单层钻杆水力反循环取心技术,方法种类不够齐全.加上矿山     

童亭煤矿钻探取心施工方法

通过介绍和分析安徽省童亭煤矿采空区的各段地层特性、岩性特征,指出了钻进和取心过程中的控制难点,采用了加大孔径结构、优化钻具组合及强化泥浆性能维护等技术措施;针对极其严重的缩径现象,采用大开小下的方法,克服了缩径造成的套管下放难题;采用加稠水泥浆灌注方法成功处理了φ114 mm套管在采空区段断裂问题和地层严重破碎、漏水问题,最终顺利完成了7个煤系地层钻孔施工,取得了良好的经济社会效益。     

某铁路勘察近水平孔取心钻探施工技术

采用水平、近水平孔钻探取心是了解隧道地质情况的有效手段。某铁路隧道近水平钻孔设计倾角11°,终孔深度491.1 m,是工区内具有代表性和特殊性的一个钻孔。钻探施工中钻遇长段硬、脆、碎花岗岩地层,且伴随持续涌水,施工难度很大。通过改进设备、合理选择钻孔结构和取心钻具、使用环保型冲洗液和高效润滑脂等方法,保障了钻进施工正常进行。同时,就测斜和孔内事故处理提出解决方案,总结了水平钻孔施工安全注意事项。针对尚待解决的问题,提出相应建议。实践证明,该孔采用的设备器具与技术方法是有效可行的。     

煤矿井下近水平随钻测量定向钻孔轨迹设计与计算方法

以定向钻进基础理论为依据,结合煤矿井下近水平随钻测量定向钻进技术特点,研究煤矿井下定向钻孔轨迹设计内容、计算方法及设计流程。通过定义钻孔轨迹基本参数,建立钻孔设计坐标系以及规定钻孔轨迹图形表示方法,形成一套包括钻孔轨迹平面设计、剖面设计及轨迹参数校核等关键环节的钻孔轨迹设计和计算方法。实践证明,该设计和计算方法满足了定向钻孔设计的精度要求,为定向钻孔施工起到了良好的指导作用。