煤田勘探深孔施工技术

1煤田勘探深孔施工技术煤田勘探深孔施工技术在煤田地质勘探中，孔深超过 800m 的孔就叫深孔。随着煤炭资源需求量的不断增大，浅部资源日益枯竭，这就要求我们增大对煤层煤炭资源勘探的力度。深孔施工作业，最根本的技术措施就是提高纯钻进时间，增加钻头进尺，使用好泥浆（钻井液） ，加强孔壁维护，增加孔壁稳定性，缩短施工周期，提高钻进效率，实现安全、优质、高效的钻探目的。1、深孔钻探施工技术设计深孔钻探投入较大，地质期望值较高，要保证整个钻孔达到设计目的，必须有一套完整的施工技术方案，即按钻孔编制单孔施工组织设计 。设计包括矿区地层条件和岩石的物理机构性质，设备与动力的选择，钻探机具与钻进方法的选择，钻孔结构与技术套管设计，冲洗液与钻进参数，质量与安全措施，效率与施工进度设计，施工组织与管理。2、钻孔结构与钻孔口径根据地质设计要求，首先确定钻孔的终孔孔径，再依据地层的复杂程度，采用的冲洗液类型、扩孔方法、工艺技术，按照经济实用的原则，确定钻孔的孔身结构。总之，深孔施工的钻孔结构，要力求简单。开孔钻进过表2土或风化层到基岩后，下 146 或 168×7.35 的套管，作为孔口管，其孔口管应使用反丝扣联接，以防止在钻进中被钻具打脱扣。然后，力争一径到底，一般孔径选择 110 或 91，有特殊要求的钻孔除外。钻孔结构简单，可以使钻井液上升速度均匀，减少流速的变化，避免换径时发生孔斜，有利于保护孔壁，加速岩粉排除。3、钻头的选用在钻头使用上，除了要注意根据岩层的特点，选用适岩钻头外，深孔作业主要是注意钻头的镶焊质量，力求钻头的内外出刃一致，底出刃应要求平齐。在选择钻头型号时，要注意其耐磨性，增加钻头在孔底的工作时间，以利于提高钻进效率。4、加强泥浆管理，充分发挥泥浆的扩壁作用提高泥浆质量，充分发挥泥浆的扩孔作用，是深孔钻进中特别关键的问题。深孔钻进中经常出现的砂质岩翻孔，卡埋钻具等事故，除操作不当等原因外，关键问题是没有管理好泥浆。实践证明，泥浆使用的好，深孔可不下或少下套管，一径安全到底。（1）冲洗液的循环系统深孔钻进用的泥浆池，不得少于 3 个，沉淀池的大小，可根据施工现场的地形条件而定，一般不能小于 1.5m×1.5m 3×1.4m（长×宽×高） 。循环槽长度不得小于 15m，宽为300mm，高为 200mm，坡度为 11002100，每隔 1.52m应设一块挡板。使用大沉淀池，储存泥浆方便，掏泥浆池的间隔时间长，如果每次钻程清理一次泥浆槽内的岩粉，一般可每隔 1520 天清理一次沉淀池，这样既保证了泥浆质量，又减少了消耗。（2）检查泥浆质量，调整泥浆性能在深孔钻进时，为了使泥浆性质更加适合所钻岩层，每班都应检查泥浆质量。检查内容主要是泥浆粘度、比重、含砂量、失水量等，发现泥浆性能不适合所钻岩层要求时，应立即进行调整。冲积层钻进要求泥浆粘度在 2225s，密度 1.11.2，含砂量5%，失水量不大于 20ml/30min。过冲积层后一直到 800m 深，泥浆粘度为 2230s，密度1.121.15，含砂5%，失水量25ml/30min。8001200m，粘度 3550s，密度 1.11.2，含砂量5%，失水量2025ml/30min。深孔钻进常碰到的页岩层，选浆能力很强，泥浆粘度增加很快，因此更应注意降低泥浆的失水性。为了防止在砂页岩层钻进时岩层吸水膨胀，不稳定而坍塌，在泥浆中应当加入 2%3%的 CaCl，使其渗入页岩内形成钙化。为了保持钻孔壁受压平衡，在提升钻具时，应向孔内注入泥浆，4以保护孔壁。注浆方法是立轴移开孔口后，以立轴钻杆插接于内，开泵向孔内注入泥浆，这样，可使孔内始终保持一定的压力，防止坍塌掉块，同时又保证了泥浆质量。（3）勤捞岩粉，注意补充，更换泥浆为了保证泥浆性能良好，每个钻程都应清捞循环槽中的岩粉，并根据泥浆使用时间，钻时的岩层及泥浆性能的变化，及时更换或补充新泥浆。在冲积层钻进时，因岩粉较多，泥浆性能变化较大，要勤捞岩粉；发现泥浆性能变坏或有消耗应立即补充；如发现岩粉过多或泥浆性能完全变坏，则应彻底更换。特别是钻进冲积层进入基岩后，最好更换泥浆，再行钻进。（4）要储备一定数量的泥浆深孔钻时时，为保证连续钻进，钻场应有 510m3泥浆做备用，以便更换调整。特别是在有漏失泥浆的可能时，更应多储备一些，以保证连续钻进。多年来的施工实践证明，深孔钻进使用好泥浆，不但全孔可以不下套管，而且可以做到安全、优质、高效，避免卡、埋钻等孔内事故的发生。5、保证钻孔垂直，防止孔斜保持钻孔垂直，是保证钻孔正常钻进，特别是深孔钻进的重要措施。钻孔略有歪斜，浅孔问题还不大，如果是深孔，钻孔越深，歪斜度就越大，甚至无法钻进，被迫停工，或者报废5钻孔。生产实践中，这样的例子是不少的。钻孔孔斜过大，不仅影响勘探成果，而且会加大钻具的磨损，极易造成钻具折断事故，事故一旦发生，处理也很困难。所以，深孔钻进只有高度注意防止孔斜，才能减少事故，提高效率，节约成本，保证安全生产。6、深孔钻进粗径钻具用的原壁短管深孔钻时时，岩总管上部加 0.51.00m 长的原壁钢管。原壁管的壁厚一般在 810mm，丝尖丝底的高度1.52mm。原壁管的主要作用是防止岩总管上部丝扣磨损，岩总管丝扣不钻、不脱扣，可防止断脱岩总管的事故发生。7、深孔钻进操作上应注意的几个问题（1）实行严格的钻具检查制度，为防止折断和脱落钻具，深孔钻进更需要严格检查钻具。为此可在每天的第二班上钻具时，用上学具对钻具进行详细检查。检查的主要内容是钻具的磨损程度、弯曲程度、丝扣连接是否紧密等。凡不合规格的钻具，不得下入孔内。（2）开半车钻进：为防止突然扒车拧断钻具，深孔钻时时，可半开车钻进。应设专人看管开关把手和联动把手，发现扒车即提升窜动，如不能消除扒车现象时，则应提升钻具，不应强行开车钻进，以防拧断钻杆。（3）深孔钻进卵石层时，如果砾石块度较大，不准用快速，6可用中速钻进。（4）关于泵压：钻孔深，泵压增高，流量变小，为了防止泥浆泵断连杆及其它事故，可换用小直径缸套，适当减小泵量，提高泵压，减少泥浆泵事故。