LZ65螺桿鉆在楊家灣礦區(qū)ZK801孔中的應用

祁恩強，朱金軍

（西北有色地質(zhì)勘查局七一七總隊，陜西寶雞721004）

LZ65螺桿鉆在楊家灣礦區(qū)ZK801孔中的應用

祁恩強*，朱金軍

（西北有色地質(zhì)勘查局七一七總隊，陜西寶雞721004）

針對楊家灣礦區(qū)施工時易發(fā)生鉆孔偏斜的問題，從初級定向，以及發(fā)生鉆孔偏斜較大時，采用螺桿鉆糾斜，包括螺桿鉆的定向、螺桿鉆的井下啟動、還有糾斜后狗腿彎的處理等問題進行了詳細的介紹。

鉆孔彎曲；預防；處理；LZ65螺桿鉆具；應用

1 施工情況介紹

楊家灣礦點屬于某礦區(qū)外圍，由于沒有在該礦區(qū)進行過鉆探施工，所以沒有任何依據(jù)可查。在該礦點施工第一個鉆孔ZK20801，該孔設計孔深920m，設計方位30°，設計傾角70°，以設計傾角進行開孔，當鉆進至290m時，鉆孔上漂嚴重，無法繼續(xù)施工，不得已報廢而重新開孔。在第二次開孔時進行了初級定向，設計傾角70°，按75°進行了開孔。在鉆進施工中嚴格控制鉆進參數(shù)，加密測點，來保證鉆孔彎曲質(zhì)量，該孔施工至750m，達地質(zhì)設計要求而終孔。

ZK801號鉆孔設計孔深750m，設計方位30°、傾角72°。與竣工的ZK20801孔相距約400m，由于有了前面施工的經(jīng)驗，進行了初級定向，即以75°傾角開孔，在鉆進至350m時，由于鉆孔上漂嚴重，上漂6°，無法繼續(xù)施工，故采用螺桿鉆糾斜，糾斜完后用?71mm的鉆桿鉆進至終孔。

2 主要鉆探設備

HXY-44T塔機一體鉆機，配R4105ZG53/56kW柴油機動力；BW250型水泵，配ZS1115/16.2kW柴油機動力。鉆具：?71mm的鉆桿、?73mm的鉆具、?75mm/?49mm的金剛石鉆頭。

3 鉆孔結構及鉆進方法

據(jù)設計孔深及終孔口徑，鉆孔結構采用?110mm× ?91mm×?75mm三級成孔工藝逐級換徑，逐級換徑在下入?89mm的套管后采用?75mm金剛石繩索取芯鉆進，采用無固相泥漿護孔。

4 偏斜原因分析

（1）地層原因：該礦區(qū)巖層產(chǎn)狀變化大，巖性以千枚巖和灰?guī)r居多，千枚巖層理發(fā)育，軟硬不均且局部地區(qū)軟硬互層比較頻繁，在該地層鉆進時，極易發(fā)生鉆孔偏斜的問題；

（2）人為因素：在該孔鉆進中，由于個別班長對鉆壓的掌握不合理，導致在鉆進至350m段時，鉆孔傾角發(fā)生了上漂。

5 治斜

5.1 造斜鉆具的組合

由下至上為：?70mm的糾斜鉆頭+?65mm的LZ螺桿鉆具+?54mm的外平鉆桿+?71mm的鉆桿。

采用的糾斜鉆頭是?70mm的，鉆桿是?71mm，考慮到LZ螺桿鉆具的長度（只有2.8m）、鉆孔傾角上漂的嚴重性（上漂6°），為了一次性能糾斜成功，在?71mm的鉆桿和?65mm的LZ螺桿鉆具之間加上了一根長3～5m的?54mm的外平鉆桿，為了保證定向儀能下到定向接頭位置，其中的異徑接頭內(nèi)部采用了漏斗狀的，使能夠讓定向儀順利的通過。

5.2 螺桿鉆的定向

下鉆前首先應檢查裝備好的螺桿鉆，定子以下的絲扣是否用粘合劑粘合，溢流閥是否打開。用一把自由鉗卡住螺桿鉆外殼，用另一把自由鉗卡住下部異徑接頭，并順時針擰動，檢查轉子與定子配合的松緊度。將檢查裝配好的螺桿鉆具沿鉆孔方向擺放，把螺桿鉆具的上部支高，在重力的作用下，螺桿鉆的彎外管彎處自然向下，引出母線，根據(jù)計算好的安裝角和反扭矩所造成的反扭轉角，以母線為基礎，轉動螺桿鉆具至需要的角度后固定，松開定向儀的鎖緊螺母，將定向儀插入定向接頭內(nèi)，連接好導線，打開電源，轉動定向儀使安培表的指針處于短零的開始狀態(tài)，此時的位置即為螺桿鉆在井下的定向位置，擰緊鎖緊螺母，轉動螺桿鉆具，檢查螺桿鉆所需位置方向是否是井下定向所需要的位置，并處于短零狀態(tài)，轉動幾次，確認無誤后，地表定向結束；抽出定向儀，在其定向鍵槽上涂抹油漆，待稍干后下井定向。這種方法定向，方便、簡單、可靠、準確性高，避免了使用量角器測量角度的麻煩，減小了測量誤差。螺桿鉆具及鉆桿在下井時，接頭間纏生膠帶密封且一定要擰緊，防止接頭間泄漏及因螺桿鉆在工作時的反扭矩使鉆桿接頭轉動而改變安裝角，造成造斜成功率降低。井下定向結束后，提出定向儀，檢查定向鍵槽的油漆是否有擦磨的痕跡，若有擦痕則證明定向儀確已到位，若無則說明定向儀沒有到位，必須重新下定向儀定向。在該孔的糾斜定向中，取得了成功。

5.3 螺桿鉆的井下啟動

螺桿鉆具在下鉆時，應緩慢下放鉆具，至孔底0.5～1.0m時為止。必須在無荷載條件下啟動，啟動后緩慢下放，鉆頭到達孔底后，斷開鉆機離合器，變速箱和分動箱處于高速擋位，并鎖死卷揚機的卷揚和制動，防止了鉆桿反轉，緩慢加鉆壓直到正常工作鉆壓為止。

5.4 治斜孔段急彎的處理

在該孔孔段的治斜，即在?75mm孔徑中治斜，采用擴孔的辦法不但費時、費力，而且也增加了成本，我們采用在?71mm鉆桿上接?73mm的舊絲錐，在絲錐上面鑲焊合金，下井至治斜孔段，輕壓慢轉，研磨治斜孔段的上端，反復研磨幾次后，鉆進鉆具（長度4.0m）就能直接下到孔底。鉆進中，在治斜孔段的鉆桿折斷事故未發(fā)生過。磨孔前后，在治斜孔段經(jīng)過多次的孔斜測量，證明修磨急彎后對治斜效果沒有影響。采用這種修彎鉆具處理治斜孔段的急彎，取得了很好的效果，不但消除了孔內(nèi)事故，而且節(jié)約了人力和材料，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。

5.5 效果

在該孔中一次性糾斜了6m，糾斜后鉆孔傾角達到了地質(zhì)設計要求，糾斜后正常鉆進，鉆進至661m達地質(zhì)要求而終孔。

6 結語

在該地區(qū)鉆進時，地層容易偏斜，初級定向和合理的鉆進參數(shù)是保證鉆孔彎曲質(zhì)量的前提，還有人為操作應該規(guī)范；當遇到偏斜較大，無法滿足地質(zhì)要求時，我們可以采用通經(jīng)的螺桿鉆糾斜，以保證鉆孔的彎曲質(zhì)量。實踐證明在該礦區(qū)采用這種糾斜方法是可用的。

[1]楊海珠.陜西鳳太礦田易斜地層鉆探施工技術[J].探礦工程, 2007（4）.

[2]李光華.螺桿鉆側鉆分支繞障技術處理繩索取心鉆孔事故[J].探礦工程，2001（11）.

[3]徐波.螺桿鉆具和PDC鉆頭組合在鄂爾多斯工區(qū)定向井中的應用[J].探礦工程，2008（10）.

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1004-5716(2015)11-0072-02

2015-05-13

祁恩強（1963-），男（漢族），甘肅鎮(zhèn)原人，高級工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)勘探技術管理工作。