松软煤层瓦斯抽采孔PVC管护壁技术应用研究

针对晋城煤业集团赵庄煤业矿区地质构造复杂、煤层松软及透气性差,瓦斯抽采孔由于煤层松软引起孔壁稳定性差,成孔提钻后,短时间内孔壁坍塌,导致瓦斯抽采通道堵塞,抽采率低,抽采效果差的问题。利用在钻孔施工完成后不提钻杆,先在钻杆内部下入抽采筛管进行护壁,提钻后形成瓦斯抽采通道,应用结果表明：该技术与传统提钻后下套管工艺相比,下管效率大幅提高,下管深度达到孔深的98%以上,有利于提高瓦斯抽采效率,对煤矿安全具有重要意义。     

连续造斜绳索取心钻具造斜机构的设计与试验

根据钻杆抗弯强度的限制,确定连续造斜绳索取心钻具的造斜能力在0．2°-0．5°／m。为满足绳索取心的要求,设计造斜机构采用偏心轴承结构。分别利用几何分析法与极限曲率法对造斜结构的造斜能力进行理论计算。实验结果表明,该造斜机构能够达到设计造斜能力,用纵横弯曲梁法的计算造斜率与实钻造斜率较为吻合。     

深孔勘察中强自然造斜地层的防斜纠斜工艺技术措施

在强自然造斜地层的深孔勘察施工中，孔斜问题一直是影响钻孔质量和勘察成果质量的重要因素。以穿越恒山山脉铁路隧道深孔勘察为例，介绍了在自然造斜严重的片麻岩地层中采用有效钻孔防斜措施和螺杆钻具纠斜方法，保证了勘察钻孔的质量。     

试论穿层斜距与穿层真厚度之间的换算关系

穿层斜距与真厚度之间换算关系公式的推导及应用。地质学基本概念,包括岩层的产状三要素：走向、倾向、倾角;真倾角、视倾角、方位角,穿层斜距及穿层真厚度等。     

穿层钻孔各煤层瓦斯抽采比例计算方法及应用

为了测定穿层钻孔多煤层瓦斯抽采各煤层瓦斯抽采比例及残余瓦斯含量,分别提出了相应的解决方法。计算穿层钻孔多煤层瓦斯抽采各煤层瓦斯抽采比例时,提出将煤层厚度、原始瓦斯含量、透气性系数的乘积作为瓦斯抽采相关量,将瓦斯抽采相关量归一化处理来计算,考虑了影响穿层钻孔瓦斯抽采的主要因素;预测穿层钻孔多煤层瓦斯抽采各煤层残余瓦斯含量时,利用原始瓦斯含量与吨煤瓦斯抽采量来计算,吨煤瓦斯抽采量与穿层钻孔瓦斯抽采总量、穿层钻孔在该煤层的瓦斯抽采比例及该煤层的质量有关。结果表明：提出的穿层钻孔多煤层瓦斯抽采各煤层瓦斯抽采比例计算方法,与贵州省青龙煤矿现场实测结果的最大相对误差仅为2.03%,能够满足工程实践的需要。     

深孔及松软地层大口径绳索取心钻具的研究与应用

为解决深孔大口径及松软地层取心难的问题,推进取心钻探技术的发展,研发了一套大口径绳索取心钻具。着重介绍了大口径绳索取心钻具的结构特点、技术参数、技术创新及使用效果。应用结果表明,该大口径绳索取心钻具结构合理、各机构动作可靠、岩心采取率高,能够满足深孔及松软地层的取心要求。     

韩城桑树坪二号井松软煤层钻进技术研究与实践

针对韩城桑树坪二号井煤层松软破碎,现有设备能力小、自动化程度低、钻探工艺不合理导致瓦斯抽采钻孔钻进深度浅、钻进效率低等问题。对研究矿区3号煤层进行了大螺旋钻杆回转钻进、宽翼片螺旋钻杆空气钻进与宽翼片螺旋钻杆清水钻进工艺试验。试验表明：宽翼片螺旋钻杆清水钻进工艺施工效率是原来的1.5倍,钻孔深度由80 m左右提高到了200 m以上,成孔率达80%以上,满足了桑树坪二号井工作面瓦斯抽采钻孔施工要求。     

富含FeS2结核松软突出煤层高效成孔技术与装备

针对河南义煤集团义安矿二1煤11080工作面富含FeS₂结核的松软突出煤层中的瓦斯抽采孔施工时,采用常规风压钻进技术出现的成孔深度浅、排粉困难、煤层钻遇率低等难题,提出了以钻杆翼片排粉为主、风压排粉为辅的复合排粉方式,通过对钻机能力的优选,钻具级配的参数优化,研制了Φ95/60.3 mm插接密封式螺旋钻杆和Φ98 mm胎体弧角型钻头,制定了钻进工艺参数,形成了一套可解决富含FeS₂结核的松软突出煤层施工的技术与装备。通过现场工业性试验,累计施工8个钻孔,最大成孔深度103.5 m,平均成孔深度近97 m,平均钻进效率10.4 m/h,纯钻进效率约18.3 m/h,表明了该套技术与装备在同类煤层施工中具有很好的应用效果。     

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。     

钻杆在定向孔中的疲劳破坏及造斜强度选择

通过对钻杆在弯曲孔段中受力状态及破坏方式的分析,说明疲劳破坏是其主要的破坏形式;而疲劳破坏与钻杆直径、钢材性能、造斜强度的大小及弯曲孔段处钻杆所承受的拉力负荷有关;其中钻杆在弯曲孔段处所承受的拉力负荷是疲劳破坏的主要因素;当中和点以上钻杆处于弯曲孔段工作时是较危险的;建立了危险断面处的疲劳强度条件;推导出定向孔的极限曲率k_max的计算公式,为定向孔安全造斜强度的选取提供了依据。     

松软突出煤层复合排渣钻进技术试验研究

为提高煤矿松软煤层瓦斯抽采钻孔施工深度和抽采效果,以中风压(0.7～1.2 MPa)复合排渣钻进技术为基础,采用不同规格的螺旋钻具组合配合相应的工艺参数进行现场试验,比较不同钻具组合的应用情况,选择适应松软突出煤层的最优钻具组合与配套工艺,达到高效施工全煤长钻孔的目的。     

松软煤层风力钻进工艺

松软煤层在我国分布很广,采用风力钻进工艺,从钻探技术装备和瓦斯地质钻探工艺上,形成了较为完整的体系,通过风力钻进工艺在多家煤矿的应用,在钻深、孔径和钻孔保存维持较长抽采时间上取得了良好的技术成果。     

松软低透性薄煤层中水平对穿连通井钻井技术

乌兰煤矿煤储层具有煤质软、散,钻遇地层倾角大,目的层埋深浅等特点,造成钻井施工中存在井眼轨迹控制难度大、漏失严重、固井困难等问题。针对所遇到的问题,在井身结构设计、设备选择及钻具组合、钻进参数、井眼轨迹控制、钻井液、套管以及固井技术方面采取了有效的技术措施,在松软低透性薄煤层中实现了水平长距离成孔（煤层段中最长穿行距离达到223．73m）,与直井成功对穿连通。通过对乌兰矿煤层气水平对穿井施工工艺的分析,总结了在松软低透性薄煤层中实现水平对穿连通井钻井、成井的施工经验。     

钻进揭露煤体瓦斯库喷突形成机理及孔内事故处理方法

松软煤层中钻进,揭露煤层瓦斯库形成的喷突,是造成孔内事故的重要原因。对瓦斯库喷突的形式和形成机理以及形成事故的原因进行了分析,在风力钻进工艺系统中,对常出现的问题和现场解决、处理问题的方法进行了总结,对松软煤层的钻进具有借鉴意义。     

复合排渣钻进技术在松软突出煤层中的应用

分析了复合排渣钻进技术的原理、特点和工艺参数,介绍了在松软突出煤层中复合排渣钻进技术的配套设备和应用情况。实践表明,复合排渣钻进技术在松软突出煤层钻进中取得了较好的应用效果。     

煤矿勘查深孔钻探成孔工艺的改进

深孔钻探是目前地质找矿工作中攻深找盲的重要探矿手段.特别是煤矿勘查的特殊性更为如此,笔者通过具体事例分析,介绍了煤矿勘查深孔施工中选用性能适宜的机具、优化钻孔结构、套管及优质泥浆护壁的成功经验.     

地面防治水钻探技术在双系煤层 上覆采空区积水治理中的应用

针对双系煤层上覆采空区积水对下部煤层开采构成的威胁,提出在地面布置钻孔,穿越上部多层采空区,施工探放水孔与大直径抽水井的防治水钻探技术。采用该技术在大同矿区上覆侏罗系采空区的积水治理实践表明,地面探放水孔能够实现采空积水区与下部石炭系开采煤层巷道的贯通式放水,大直径抽水井可实现超大流量的采空区积水抽放,施工的9个地面探放水累计疏放采空区积水398.1万m3,5个大直径抽水井累计抽排采空区积水200余万立方米,取得了较好的贯通式放水和抽排效果。介绍了地面探放水孔与大直径抽水井钻探技术在同煤集团同忻矿上覆侏罗系采空区积水治理中的应用,可为其它类似开采条件的矿井上覆采空区积水治理提供参考。     

松软低透气性煤层跟管钻进及压裂抽采技术研究分析

针对我国松软低透气性煤层瓦斯抽采难题,提出了采用跟管钻进和水力压裂技术提高松软煤层钻孔深度和煤层透气性,通过布孔设计、应力分析论证了该方法的施工可行性,讨论了该方法的施工步骤。该技术有望成为解决松软低透气性煤层瓦斯抽采难题的新工艺方法。     

旋挖钻机在急倾斜煤层火区治理中的取煤试验

针对正晖煤业昌元煤矿火区治理的特点,提出旋挖钻机在急倾斜煤层进行取煤的试验要求。而在倾斜工况下的旋挖采煤属于非正常工况作业,试验中进行了钻机晃动量、工作时整机晃动量、各钻进参数的变化、动力头驱动键的磨损情况、钻杆桅杆的变形程度以及出煤效率的综合评估。根据4种直径钻具的试验结果,得出了常规钻具的最优直径选择,并提出了在火区煤带,利用旋挖钻机全护筒作业方式进行“微创”治理的可行性探讨。