煤田鉆探施工技術(shù)研究

摘 要：本文對(duì)煤田鉆探質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，還有煤層鉆探措施，鉆探技術(shù)等方面進(jìn)行分析和研究，通過(guò)這些技術(shù)措施的實(shí)施，順利地解決了煤系復(fù)雜地層的鉆進(jìn)問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：煤層鉆探 質(zhì)量措施 安全措施

中圖分類號(hào)：TP393.11文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2012）09（a）-0090-01

我國(guó)是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，煤炭在國(guó)家能源生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例占70%左右，已探明煤炭?jī)?chǔ)量居世界首位。同時(shí)，我國(guó)又是僅次于俄羅斯、加拿大的世界第三大煤層氣儲(chǔ)藏國(guó)，為了解決我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展中出現(xiàn)的能源緊缺“瓶頸”問(wèn)題，國(guó)家非常重視煤炭及煤層氣資源的勘探、開(kāi)發(fā)。

1 煤田鉆探質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

煤田鉆探工程八項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)是：煤層，鉆孔偏斜、終孔層位、巖層、簡(jiǎn)易水文觀測(cè)、鉆孔封閉、原始記錄和其他設(shè)計(jì)要求。煤層鉆進(jìn)，其中頂?shù)装寮懊盒镜牟扇÷适侵匾笜?biāo)。煤炭工業(yè)部制定的“煤田勘探鉆孔質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”中規(guī)定：煤芯采取率大于75%為甲級(jí)標(biāo)誰(shuí)，煤芯采取率60%～75%為乙級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，并且要求煤質(zhì)不污染，不燃燒變質(zhì)，滿足煤質(zhì)化驗(yàn)的要求。

2 煤層鉆探保證質(zhì)量的措施

（1）負(fù)責(zé)鉆機(jī)巖心鑒定的地質(zhì)人員要求經(jīng)常進(jìn)行研究煤層對(duì)比，以掌握地層層位的變化規(guī)律，并且能夠及時(shí)準(zhǔn)確的下達(dá)見(jiàn)煤預(yù)告書(shū)。要求鉆機(jī)班長(zhǎng)熟悉掌握煤層層位、標(biāo)志層、間距和頂板巖石性質(zhì)等情況，從而能掌握見(jiàn)煤預(yù)兆，對(duì)見(jiàn)煤層位和見(jiàn)煤深度做出準(zhǔn)確判斷。

（2）在進(jìn)入煤層頂板鉆進(jìn)時(shí)，要求責(zé)任制度嚴(yán)格執(zhí)行。由專人操作，地質(zhì)人員和鉆機(jī)機(jī)長(zhǎng)守煤，并且仔細(xì)做好判層工作。要求嚴(yán)格執(zhí)行“見(jiàn)軟就提鉆，不準(zhǔn)試試看”等預(yù)防打丟打薄煤層的有力措施。

（3）在見(jiàn)煤預(yù)告書(shū)下達(dá)之后，要求按照頂板巖石厚度和巖石性質(zhì)，嚴(yán)格控制好回次進(jìn)尺，起始時(shí)為1m左右，當(dāng)接近于煤層的回次則要求控制在半米以內(nèi)，孔內(nèi)巖心少，見(jiàn)軟易感覺(jué)，頂板好取巖心。若孔底有脫落巖心或頂板巖心未取凈，則要求進(jìn)行專門撈取或用干抓取巖心?？椎状_實(shí)干凈之后才能下取煤管鉆進(jìn)煤層。

（4）要求掌握好見(jiàn)煤預(yù)兆，這是取好頂板及發(fā)現(xiàn)見(jiàn)煤的有力措施。見(jiàn)煤預(yù)兆為當(dāng)鉆頭穿過(guò)頂板而進(jìn)入煤層的時(shí)候，進(jìn)尺明顯加快，鉆具回轉(zhuǎn)輕快，通常關(guān)車后沒(méi)有回勁。因?yàn)殂@頭突然切入煤層，導(dǎo)致沖洗液往往流通受阻，使得泵壓升高，當(dāng)煤質(zhì)相對(duì)較硬時(shí)，泥漿泵的壓力表指針變化幅度不大。

（5）及時(shí)丈量機(jī)上余尺并進(jìn)行準(zhǔn)確記錄，見(jiàn)煤深度、厚度和止煤深度的計(jì)算將成為保證煤層鉆進(jìn)質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

（6）在頂板取凈之后，使用雙層單動(dòng)取煤管鉆進(jìn)煤層，在設(shè)備使用之前要求進(jìn)行詳細(xì)檢查、調(diào)整，尤其要求保證水路暢通。要求檢查外管滑動(dòng)是否靈活、彈簧爪性能是否良好收籠，這是保證煤芯采取的主要部位。在采用取煤管鉆進(jìn)煤層時(shí)，鉆具距離孔底0.5m以上，開(kāi)泵沖孔，把孔底巖粉沖凈后鉆進(jìn)，以保證煤芯干凈。

（7）按照煤層的性質(zhì)，鉆孔深淺、沖洗液性能及取煤管種類具體掌握煤層鉆進(jìn)參數(shù)的取值，通常情況是鉆壓不應(yīng)過(guò)大，轉(zhuǎn)速不應(yīng)過(guò)高，并且沖洗液泵量要保證適宜。我們通常采用壓力為600～800kg，轉(zhuǎn)數(shù)為120r/min，水量為100～150L/min。當(dāng)煤層鉆進(jìn)回次終了時(shí)，可以適當(dāng)減少水量，適當(dāng)增大壓力；但是不可關(guān)泵干研，以防出現(xiàn)煤芯燃燒變質(zhì)的情況，或者發(fā)生打煤燒鉆的事故。

（8）煤層鉆進(jìn)，提升鉆具擰卸鉆具要求操作穩(wěn)定。在使用煤管下鉆也要求穩(wěn)字當(dāng)頭，尤其在沖積層地段下鉆要慢，要防止鉆具、鉆頭搗井壁，取煤管鉆頭內(nèi)搗人沖積物或者碎井壁巖石，從而影響到煤芯的采取質(zhì)量。

3 煤層鉆探技術(shù)

3.1 煤層鉆探取煤工具

常用的煤層鉆探取煤工具有雙層單動(dòng)取煤管、雙管雙動(dòng)取煤管。

（1）雙管雙動(dòng)取煤管的容易使用、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，因此容易制造，除使用于煤層鉆進(jìn)以外，還可以用于松軟、破碎巖層的鉆進(jìn)。雙管雙動(dòng)取煤管能夠根據(jù)不同煤層煤質(zhì)的軟硬、抗沖刷的程度進(jìn)行內(nèi)外鉆頭的高差的調(diào)整，通常范圍為15～30mm。在煤質(zhì)相對(duì)軟時(shí)高差較大，而煤質(zhì)相對(duì)硬時(shí)則高差較小。雙管雙動(dòng)取煤管使用時(shí)，在回次末可以適當(dāng)減少泵量，并且增加壓力，使得煤芯自然堵塞，這樣可以使得煤芯采取效果較好。

（2）雙層單動(dòng)取煤管在外管回轉(zhuǎn)，外鉆頭進(jìn)尺、保徑的同時(shí)內(nèi)管不轉(zhuǎn)，減少鉆具振動(dòng)以及摩擦等機(jī)械作用力對(duì)于煤芯造成破壞，從而保持了煤芯的原生結(jié)構(gòu)。單動(dòng)取煤管不但能夠避免沖洗液沖刷煤芯，而且還能使得外管進(jìn)行伸縮，爪簧抓攏，封閉內(nèi)鉆頭底口，從而防止內(nèi)管中的煤芯脫落。

在內(nèi)管內(nèi)裝有一個(gè)半合容納管，能夠在地面無(wú)損害的把原生取出煤芯柱。取煤管除了要求保證水路暢通和靈活的單動(dòng)性能外，還要注意內(nèi)外管伸縮順利、爪簧收攏效果的檢查。在鉆進(jìn)煤層時(shí)比正常巖層鉆進(jìn)壓力偏小，民均勻，轉(zhuǎn)速偏低，水量較小。同時(shí)禁止在鉆進(jìn)時(shí)提動(dòng)鉆具，當(dāng)回次終了要求立即提鉆。

3.2 煤層鉆探取安全措施

（1）鉆孔歪斜的預(yù)防，保證打直孔是深孔安全鉆進(jìn)的關(guān)鍵之處。從開(kāi)孔開(kāi)始就要求嚴(yán)格執(zhí)行預(yù)防孔斜的技術(shù)措施。預(yù)防孔斜，打直孔的關(guān)鍵是合理地使用鉆挺加壓鉆進(jìn)方法，具體有鉆挺總重量超過(guò)鉆頭在井底壓力的20%～30%，中和點(diǎn)保持在鉆挺上部1/5的部位，可以起到了鉆具軸心壓力穩(wěn)定的作用，并且具備了良好的導(dǎo)正作用，進(jìn)尺均勻，鉆桿處于伸直狀態(tài)，減少了鉆具與孔壁的摩擦。鉆桿斷脫和孔壁坍塌掉塊現(xiàn)象相對(duì)減少。

（2）鉆孔結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，裸孔鉆進(jìn)，同徑終孔。這樣可以避免換徑由于導(dǎo)正措施不利而造成的斜孔現(xiàn)象。為了保護(hù)孔口，按照地層的情況，通常下少部分孔口管，多數(shù)鉆機(jī)不下套管，這樣可以做到安全終孔的要求。

（3）采用優(yōu)質(zhì)的化學(xué)泥漿，加大泥漿池的容量，做好泥漿的凈化工作。在開(kāi)孔時(shí)盡量少打新泥漿，采用老孔舊泥漿及第四紀(jì)仲積層的粘土自然造漿。在鉆孔的延深的過(guò)程中，調(diào)整符合性能的化學(xué)泥漿。在接近煤系地層的時(shí)候，經(jīng)過(guò)調(diào)整處理泥漿基本都可以達(dá)到性能指標(biāo)。由于容量較大，使用周期較長(zhǎng)，巖粉會(huì)有充分的時(shí)間進(jìn)行沉淀，以便凈化管理，當(dāng)有下部地層出現(xiàn)漏水的情況，可以隨漏隨鉆進(jìn)，出現(xiàn)嚴(yán)重漏水的情況時(shí)，邊鉆進(jìn)邊摻鋸沫，提高泥漿粘度，通常情況下都可以穿過(guò)輕微漏水層。

（4）防止岔孔的出現(xiàn)。

（5）深孔鉆進(jìn)，鉆具要保證質(zhì)盆，除上下或者加鉆具時(shí)，進(jìn)行詳細(xì)嚴(yán)格檢查外，通常施工1000m鉆孔，孔深達(dá)到750m左右就應(yīng)停止進(jìn)行鉆進(jìn)，在檢查合格、涂油同時(shí)更換位置之后，重新進(jìn)行組合鉆具，防止磨偏。通常鉆進(jìn)中途的鉆具檢查，以保證鉆具質(zhì)量，這樣就預(yù)防了鉆具折斷、脫扣等孔內(nèi)事故的發(fā)生，從而保證了深孔安全生產(chǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)煤田鉆探施工的標(biāo)準(zhǔn)，鉆探技術(shù)，鉆探工具和鉆探的安全措施進(jìn)行研究，有助于煤田鉆探的更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] MT/T1076—2008煤炭地質(zhì)鉆探規(guī)程[S].2009.