煤矿井下硬岩定向钻进孔底水力加压技术

为解决煤矿井下硬岩深孔滑动定向钻进过程中因钻柱托压效应引起的给进压力大、钻进效率低、钻孔深度受限等问题,提出了采用孔底水力加压方式提高钻头钻压的技术思路。通过借鉴石油钻井领域水力加压器结构并结合煤矿井下近水平孔钻进工况进行了孔底水力加压器结构设计,运用理论计算和数值模拟方法进行了水力参数设计。对样机进行了室内测试,测试结果表明,采用φ12 mm、φ13 mm、φ14 mm活塞水眼在流量200~450 L/min范围内输出轴向压力2~10 kN。在淮南张集矿进行了现场试验,并总结出了一套孔底水力加压和水力辅助加压工艺,试验结果表明,滑动定向钻进方式下钻孔深度由464 m顺利延伸至578 m,深孔钻进时最大钻效由之前托压孔段的1 m/h以下提高至3 m/h以上,试验进尺内平均给进表压较托压孔段降低了23.8%、平均钻效提高了137%。      

表镶金刚石钻头钻压计算问题的探讨

钻压是钻进规程主要技术参数之一.钻压是否合理,不仅影响钻进效率和钻头寿命,而且关系到孔内安全和钻孔弯曲程度.我国近年出版的技术书刊中,对表镶金刚石钻头所需钻压的计算方法作了一些介绍,但笔者认为所介绍的计算方法比较粗略,有不足之处.本文准备对这个问题进行一些探讨.     

论龙永煤田坑柄矿区钻孔结构设计

针对龙永煤田坑柄矿区钻进过程中普遍存在的＂硬、漏、塌、涌、斜＂等复杂现象,在多年的实践基础上,摸索出一套适合本区的钻孔设计结构和钻进方法：开孔用φ130mm合金钻头钻至完整岩层,下φ127mm孔口套管,然后用S95mm金刚石钻具将上部硬岩钻穿,至稳定岩层后下φ89mm套管,最后用φ76.5-77.5mm合金金刚石钻头钻至终孔。另外,把S75mm钻具的钻头外径由φ75mm增加到φ77＋0.50mm,一方面可保证经过改扣的φ89mm套管能够继续作为技术套管使用;另一方面也有利于排除岩屑、防止糊钻、缩径卡钻、冲蚀孔壁、降低泵压、减轻抽吸和压裂孔壁造成的钻孔漏水坍塌等故障,更好的起到护壁防塌效果。经统计,该钻孔结构设计将钻孔的平均时效提高到1.68m/h,提高了50%;平均钻效达到626.34m/钻月,提高了21%;单孔最高钻效达到782.27m/钻月。     

抽放瓦斯顺煤层长钻孔施工技术

介绍了抽放瓦斯顺煤层长钻孔试验情况。在试验中使用定向钻进技术施工了3个钻孔,有1个试验孔深度达509.03m,是目前国内最深的全煤层长钻孔,平均纯钻进时效24.4m/h。这些抽放孔的瓦斯涌出量均达到2.0~2.5m3/min。      

金刚石小口径钻孔防治斜与定向钻进实践

我队开展金刚石小口径钻进十五年来，钻孔弯曲问题一直解决得不好。缺乏实际资料的收集和理论方面的探讨，而且在采取有关措施时，往往受大口径传统作法的束缚。近几年来，每年平均有百分之三十左右的钻孔因孔斜超差被降为部分满足地质要求的钻     

空气潜孔锤与风冷牙轮组合钻进在穿采空区大直径抽水孔中的应用

在穿多层采空区大直径抽水孔施工中,通过引入空气潜孔锤与风冷牙轮组合钻进工艺,解决了常规泥浆回转钻进钻遇多层采空区因孔内漏失无法成孔、空气潜孔锤钻进成孔孔径受限的问题。采用该工艺完成的2个φ550 mm抽水井工程均穿越4层采空区,φ350 mm潜孔锤冲击钻进平均钻速3.31 m/h,φ550 mm风冷牙轮扩孔钻进平均钻速2.27 m/h,在复杂地层中保持了较高的钻进效率,取得了明显的应用效果。介绍了该工艺在大同矿区φ550 mm大直径抽水井工程中的应用实例,经过实践验证了工艺的可行性,可为类似钻孔的施工提供参考。     

高能射流式液动锤在赵固一矿井 下穿层注浆钻孔中的应用

井下定向钻进是实现煤矿瓦斯高效抽采和防治底板突水的重要途径,多采用回转钻进的方法,钻遇硬岩地层时,钻进效率低、钻孔周期长、成本高,严重影响了井下瓦斯抽放钻孔等的工程进度及成孔质量。赵固一矿井下灰岩地层钻进试验结果表明,使用SC86H型高能射流式液动锤实施冲击回转钻进,通过合理控制泵压、转速和钻压,钻进效率较常规PDC钻头回转钻进提高了3倍,节约了钻进成本。     

底板梳状定向钻孔套铣打捞技术研究与应用

为解决底板梳状定向钻孔卡钻事故中采用常规"强力回转起拔"工艺处理效果不理想,而采用反丝钻杆或强力拧断方法存在工期和经济损失大的问题,对套铣打捞钻具弯曲孔段通过性计算分析及套铣打捞钻进技术参数研究,成功解决了河南某矿孔深344 m底板梳状定向钻孔卡钻事故。应用结果表明:现有套铣打捞钻具允许通过的最大钻孔曲率大,套铣打捞过程中转速控制在30~50 r/min,钻进速度控制在6~12 m/h,间隔12~15 m配合冲洗液进行一次冲孔,采用该套铣打捞技术及装备能够有效提高底板梳状定向钻孔卡钻事故处理成功率。      

千米定向钻进技术及装备再创井下瓦斯抽采钻孔施工新记录

2010年11月,中国煤炭科工集团西安研究院与山西晋城无烟煤矿业集团寺河煤矿共同在东轨大巷1号错车场进行了瓦斯抽采定向钻孔施工,共完成两个千米钻孔,其中最大主孔孔深1 059 m,钻孔单班最大进尺102 m,钻进平均效率26 m/h,     

辽西杨家杖子煤田绳钻应用小泵量机理解析

杨家杖子煤田位于辽西,施工区普遍存在＂硬、脆、碎、漏＂及严重缩径、孔壁坍塌等复杂地层,困扰着煤田绳索钻探在该区的应用。通过现场观察和理论分析得出,钻进效果与钻进技术参数钻压、转速、泵量之间不是简单的线性关系,钻压、转速与钻进效果是不可逆的,而唯独泵量与钻进效果是能够可逆的,通过泵量的改变的改变可以改变钻进效果,据此提出了使用小泵量（38L/min）的思路。实践证明,应用小泵量后,钻进效率提高到1.68m/h,金钢石钻头的寿命提高到70～90m,水泵的机械磨损和易损件的损耗也相对降低,孔内事故率由1.7%降为零,机械事故率由2.1%降至0.2%,各项经济技术指标满足了地质工作的需要,获得了良好的经济效益。     

空气泡沫钻进在采空区域施工中的应用

钻探遇漏失地层、采空区,尤其在有多层采空区可能会引起的大漏,给施工带来诸多不便。使用空气泡沫作为冲洗介质进行钻探施工,以较小的设备改造投入有效解决了施工供水量大或堵漏时间长的问题,同时提高了钻进效率。在本次钻探施工中,针对钻遇3层采空区的情况,将普通牙轮钻进设备的泥浆泵更换为空压机后即可进行空气泡沫钻进,使用十二烷基硫酸钠作为发泡剂,羧甲基纤维素钠作为稳泡剂,液气比1/300;气液上返速度1.7m/s,最终取得了井深240 m、孔径?350 mm钻孔纯钻进效率达到了2.16 m/h,远高于普通泥浆循环钻进的施工效果。     

潜孔锤反循环钻进工艺在拉拉铜矿的试验应用

针对现有露天矿区空气钻孔作业存在的粉尘污染、岩矿心（样）丢失严重等问题。采用贯通式空气潜孔锤反循环钻进工艺在四川拉拉铜矿露天矿区进行了生产性试验,检验贯通式潜孔锤在露天矿区的钻进效率、粉尘控制以及岩心（样）采取率情况。试验共完成了3个试验孔,进尺483 m,平均钻进效率为8.83 m/h,岩心（样）总长度252.43 m,反循环效果良好,且不同的钻具组合对反循环形成效果无影响,试验现场无粉尘弥散现象。     

以风代水泡沫钻进新工艺生产应用体会

在沙漠、高山等干旱缺水地区以及岩石破碎、喀斯特发育地区进行钻探施工，常因水费高昂或漏失严重而无法施工。为在这些地区安全高效钻进，1983年我们进行了空气洗井50m浅钻设备设计和工艺研究试验。1985年在工区实际钻进六孔，计270.19m工作量。除一水井外，其余五孔均超过50m，平均40小时完成一孔，耗水30L/h，耗风50m~3/h，每米直接成本1.23元，效率比同条件下的大钻机泥浆钻进高0.5—1倍左右。实际钻进说明，以空气和泡沫作循环介质，在干旱缺水和极度漏失地层钻进，有很高的经济效益。同年11月初，     

地浸砂岩型铀矿卵砾石层钻进用钻头的试验研究

介绍了金刚石-硬质合金复合球齿钻头在内蒙古某地区铀矿床卵砾石层中的生产试验情况.在钻进卵砾石层时,保径未做加强的金刚石-硬质合金复合球齿钻头的平均钻进效率为2.50 m/h,钻头的平均寿命为7.34 m/个;保径加强型金刚石-硬质合金复合球齿钻头的平均钻进效率为2.82 m/h,钻头的平均寿命为10.18 m/个;而普通合金钻头的平均钻进效率为1.29 m/h,钻头的平均寿命为1.19 m/个.试验表明金刚石-硬质合金复合球齿钻头是一种理想的钻进卵砾石层的钻头.     

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。      

湘永地1井钻探施工烧钻事故处理

湘永地1井设计孔深为1 500m。钻至花桥组,井深1 185. 77m时,泥浆泵泵压突然增加到4. 0MPa,导致泥浆泵三通密封垫被冲开并喷泥浆。综合分析认为是一起烧钻事故。多次强拉无效后,在孔深1 178 m处,采用水力割管器割断钻具后起钻,将孔深1 078～1 185. 77m段用水泥封孔。为了不造成钻孔报废,针对该事故的特征,结合以往工程经验,采用螺杆钻具定向钻进进行造斜,并配备平底无心钻头满眼钻进,采取"侧钻绕障"技术避开孔内事故段,达到继续钻进的目的。该处理技术可为类似深孔钻探事故处理提供参考。     

相山地区如意亭深钻CUSD4孔钻探技术研究

相山地区如意亭深钻CUSD4孔是中核集团龙灿工程下属子课题《相山基础地质研究》项目的第三个钻孔,设计孔深1600m。该钻孔于2016年8月12日开钻,至2016年12月6日,达到地质目的层位,终孔深度1435. 58m,平均台月效率406. 27m/台月。采用液动冲击器+P口径绳索取心钻具+锯齿型金刚石钻头组合钻进方法,在施工中取得良好使用效果,与同地区普通绳索取心钻进相比,钻进时效提高30%以上,钻头使用寿命提高20%以上。全孔岩心采取率98. 10%,破碎带岩心采取率达到99%。本文主要介绍了如意亭深钻CUSD4孔的施工工艺,可为类似地层钻孔提供借鉴。     

对S59C液动冲击器的一点改进意见

我队于1989年推广试用了地矿部勘探技术研究所研制、无锡探矿厂生产的S59C绳索取心冲击回转钻具，5月份以来，在李梅铅锌矿进行生产应用试验，到10月上旬已完成工作量850.21m，平均时效4.19m/h，平均台效1809m/台月，岩心采取率达97％，钻孔优质率为100％。实钻证明绳索取心冲击回转钻进与绳索取心S59、S56相对比，效率高，质量好，性能良好。该钻具从开始钻进累计到147.86m，就发现单动轴承滚动体破裂成碎片，更换第二付后只钻进一个回次，再次发     

振动钻和振动回转钻的介绍

振动机械早已为各个工业部门采用着,而利用振动法钻孔则仅是最近十年以内才开始的,苏联利用振动法钻进的工程地质及勘探钻孔总进尺目前已超过10万公尺,证明以振动钻代替手动钻钻进效率可提高3—4倍,单位成本则降低1/8—1/10。     

宁夏固原硝口岩盐矿钻探施工技术

盐岩矿钻探遇到的较软的水敏性和水溶性地层时,普遍存在着孔壁膨胀缩径、坍塌掉块、地层溶解等现象,严重制约钻探施工效率的提高。从钻孔结构设计、钻进工艺技术调整、钻井液配制等方面着手,首先在设计时预留了Φ130 mm口径作为备用口径,在钻具使用时,将常规的Ф77 mm口径钻头外径增加到Ф81 mm,从而使钻孔环状间隙增大,改善了环空流态,大大降低工作泵压,为提高钻进效率、应对事故的发生创造了必要条件;同时在钻进过程中,根据不同孔段,采用了不同的钻进工艺参数;引进了多功能复合剂(MBM)配制饱和盐水钻井液钻进盐岩段地层,进行护壁防塌钻进,预防孔内事故。各项措施的采取,使ZK辅-1孔的钻月效率提高了214.79 m,取得良好的经济效益。