川南煤田古敘礦區(qū)大村勘查區(qū)復(fù)雜地層鉆探施工技術(shù)

李得新， 首照兵， 楊 剛

(四川省煤田地質(zhì)局一三七隊(duì)，四川 達(dá)州 635006)

川南煤田古敘礦區(qū)大村勘查區(qū)復(fù)雜地層鉆探施工技術(shù)

李得新， 首照兵， 楊 剛

(四川省煤田地質(zhì)局一三七隊(duì)，四川 達(dá)州 635006)

川南煤田古敘礦區(qū)大村勘查區(qū)溶洞、溶隙發(fā)育，煤層垮塌，加之瓦斯壓力測(cè)試、煤層氣試井對(duì)孔壁的破壞，施工難度大。為了解決上述鉆探施工難題，從鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鉆頭選型、鉆井液使用、套管使用等方面入手，采取相適應(yīng)的施工工藝及技術(shù)措施，取得了較好的效果，保證了該地區(qū)鉆探施工的順利實(shí)施。

復(fù)雜地層；鉆孔結(jié)構(gòu)；繩索取心；套管使用；古敘礦區(qū)

1 概述

1.1 工程概況

川南煤田古敘礦區(qū)大村勘查區(qū)位于瀘州市東南240 km，行政區(qū)劃隸屬于瀘州市大村鎮(zhèn)、二郎鎮(zhèn)管轄。礦區(qū)區(qū)內(nèi)鄉(xiāng)村公路網(wǎng)基本形成，可達(dá)區(qū)內(nèi)各主要村鎮(zhèn)，交通較為方便。礦區(qū)地貌類(lèi)型多樣，以侵蝕剝蝕、巖溶山地地貌為主。地勢(shì)南高北低，海拔標(biāo)高322.7～1246 m，最高點(diǎn)為大村中樂(lè)鎮(zhèn)香樟樹(shù)，標(biāo)高1246 m，最低點(diǎn)在赤水河邊二郎灘，標(biāo)高322.7 m，最大高差923.3 m，一般500～700 m，屬中山區(qū)。礦區(qū)屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，溫暖、潮濕是其最大的特點(diǎn)。極端氣溫在-2.8～40.7 ℃，年平均18 ℃。年平均降水量1008 mm，相對(duì)濕度75%。風(fēng)向多為西風(fēng)，最大風(fēng)速17 m/s。

礦區(qū)分詳查、勘探2個(gè)階段。主要以煤炭勘探為主,兼顧硫鐵礦、煤層氣，實(shí)行綜合勘查。本次施工累計(jì)完成鉆孔數(shù)42個(gè)，深度155.84～1062.54 m，其中有3個(gè)鉆孔深度>1000 m，鉆探工作量19417.60 m。完成的測(cè)試工作包括瓦斯壓力測(cè)試73層次、注入/壓降試井8層次、單層水位觀測(cè)14層次、抽水試驗(yàn)12層次。

1.2 地層情況及特點(diǎn)

礦區(qū)位于揚(yáng)子地層區(qū)黔北川南分區(qū)之遵義小區(qū)，區(qū)內(nèi)出露地層由老至新依次為志留系、二疊系、三疊系及侏羅系，在地勢(shì)低洼、平緩處有少量第四系分布。

本次施工鉆遇地層為第四系、三疊系、二疊系，由新至老分述如下。

①第四系(Q)：厚度2～10 m，主要巖性為粘土層、砂土及其他風(fēng)化類(lèi)巖石，孔壁不穩(wěn)定，易坍塌、掉塊。

②三疊系下統(tǒng)嘉陵江組(T1j)：厚度405～545 m，主要巖性為中厚層狀灰?guī)r、泥灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)泥巖、灰質(zhì)泥巖、巖溶角礫巖，本次施工鉆遇該地層中下部，溶隙、溶洞發(fā)育，鉆井液漏失。

③三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組(T1f)：厚度320～485 m，主要巖性為薄層狀泥巖、砂質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)泥巖、灰質(zhì)泥巖、灰?guī)r、鮞?；?guī)r、中厚層狀灰?guī)r、粘土巖，飛仙關(guān)組一段溶隙、溶洞發(fā)育，鉆井液漏失。

④二疊系上統(tǒng)長(zhǎng)興組(P2c)：厚度45～71 m，主要巖性為中厚層狀生物碎屑灰?guī)r、含燧石結(jié)核、泥灰?guī)r、塊狀灰?guī)r，溶隙、溶洞發(fā)育，鉆井液漏失，鉆效低。

⑤二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P2l)：為本次勘探目的層，厚度71～119 m，主要巖性為泥質(zhì)粉砂巖、細(xì)粒砂巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖、粘土巖、煤，孔壁不穩(wěn)定，易坍塌、掉塊。

⑥二疊系上統(tǒng)茅口組(P2m)：厚度196～250 m，主要巖性為深灰、淺灰色中厚層狀生物碎屑灰?guī)r，裂隙、溶洞發(fā)育，鉆井液漏失。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造

礦區(qū)總體構(gòu)造為一不對(duì)稱(chēng)的向斜構(gòu)造，區(qū)內(nèi)褶曲不甚發(fā)育，斷層較發(fā)育，發(fā)現(xiàn)少量陷落柱；區(qū)內(nèi)含煤地層沿走向產(chǎn)狀有一定變化，但規(guī)律性較明顯，沿傾向產(chǎn)狀變化較小。區(qū)內(nèi)斷層以走向正斷層為主，次為斜交逆斷層。規(guī)模較大、對(duì)本次鉆探施工有較大影響的斷層為核桃壩走向正斷層(F60)、馬桑坪走向正斷層(F68)、小河逆斷層(F229)、文昌宮走向逆斷層(F1)。根據(jù)《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》(DZ/T 0215—2002)的劃分標(biāo)準(zhǔn)，勘查區(qū)構(gòu)造復(fù)雜程度總體屬中等類(lèi)。

2 鉆探施工難點(diǎn)

由于施工區(qū)域較廣，客觀條件差異較大，施工難點(diǎn)也有所不同，歸納起來(lái)主要有以下幾個(gè)難點(diǎn)。

(1)溶洞、溶隙發(fā)育。礦區(qū)中部溶洞、溶隙最為發(fā)育，數(shù)量多、深度大，少數(shù)溶洞填充有粘土等。19-137號(hào)孔在茅口組鉆遇7.10 m溶洞；23-147號(hào)孔在飛仙關(guān)組一段鉆遇6.21 m溶洞，21-143號(hào)孔在飛仙關(guān)組中鉆遇大小溶洞22個(gè)，深度超3.0 m溶洞有6個(gè)。受溶洞、溶隙影響，斷鉆桿、卡鉆等事故頻發(fā)，易形成多個(gè)孔眼，成孔率低。

(2)地層漏失。受地質(zhì)構(gòu)造(斷層)影響，巖石節(jié)理裂隙發(fā)育，巖心完整性差。鉆孔施工過(guò)程中遇到不同程度的漏失，護(hù)壁堵漏難度大，處理時(shí)間長(zhǎng)。

(3)煤心采取質(zhì)量不易保證。礦區(qū)可采煤層層次多，主要有C11、C13、C14、C16、C17、C21、C23、C24、C25號(hào)等煤層。多數(shù)為塊煤，煤心采取質(zhì)量較好，C14、C17煤層為粉煤，煤心采取質(zhì)量較差。

(4)測(cè)試對(duì)孔壁破壞大。根據(jù)設(shè)計(jì)，部分煤層需進(jìn)行瓦斯壓力測(cè)試和注入/壓降試井等測(cè)試工作。測(cè)試工作完成后，封孔膠囊還原不到初始狀態(tài)，與孔壁之間存在一定的接觸，形成真空狀態(tài)，提升鉆具時(shí)形成的抽吸作用對(duì)井壁破壞極大，導(dǎo)致下部松散地層垮塌，長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)掃孔，延長(zhǎng)了施工周期。

(5)施工用水困難。礦區(qū)屬于巖溶發(fā)育地區(qū)，地表蓄水效果差，施工用水主要來(lái)源于大氣降水。受季節(jié)變化影響，施工用水較為困難。

3 主要鉆探設(shè)備及器具

根據(jù)鉆孔設(shè)計(jì)深度、終孔孔徑要求、地層條件，考慮地質(zhì)構(gòu)造對(duì)鉆孔的影響，施工深度較設(shè)計(jì)可能有一定的出入，按照“大馬拉小車(chē)”的原則進(jìn)行鉆探設(shè)備的選擇。選用XY-2B、XY-4、XY-44、XY-5A型立軸巖心鉆機(jī)及其配套設(shè)備12臺(tái)套。

鉆桿選擇：考慮到鉆孔試驗(yàn)測(cè)試方面的要求及地層的復(fù)雜情況，為減少擴(kuò)孔工作量，配備了一定數(shù)量的JS98、XJS75繩索取心鉆具。?91 mm繩索鉆桿3500 m，?71 mm繩索鉆桿8000 m。

套管選擇：?146 mm套管200 m，?127 mm套管500 m，?108 mm套管1000 m，?89 mm套管1400 m。部分鉆孔將?91 mm繩索鉆桿作為技術(shù)套管。

4 主要鉆探技術(shù)措施及工藝

4.1 鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是施工設(shè)計(jì)的首項(xiàng)任務(wù)，正確的設(shè)計(jì)不僅可以使工程順利進(jìn)行，提高效率，保證質(zhì)量和降低成本等，也是保證獲取準(zhǔn)確的地質(zhì)資料的先決條件。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須以地質(zhì)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，綜合考慮鉆孔深度、地層特性、鉆進(jìn)方法及施工設(shè)備的能力，按照從內(nèi)到外依次合理的級(jí)配進(jìn)行設(shè)計(jì)。在保證鉆孔質(zhì)量和安全鉆進(jìn)的前提下，力爭(zhēng)少換徑，少下或不下套管，最大限度地簡(jiǎn)化鉆孔結(jié)構(gòu)，以提高鉆進(jìn)效率。

本礦區(qū)鉆孔深度在1080 m(28-151孔)以淺，設(shè)計(jì)采用150 mm口徑開(kāi)孔(500 m以淺的鉆孔可靈活采用)，鉆至完整基巖2 m后，下入?146 mm表層套管。另外，根據(jù)鉆孔是否穿越破碎、嚴(yán)重漏失、溶洞等施工復(fù)雜地段，考慮是否下入?127、108、91/89 mm多層技術(shù)套管進(jìn)行孔徑的選擇，最終按單孔設(shè)計(jì)孔徑一直到終孔。鉆孔級(jí)配：考慮孔內(nèi)出現(xiàn)復(fù)雜情況時(shí)可以補(bǔ)下一層套管，通常備用一級(jí)口徑，以保證終孔直徑滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參見(jiàn)圖1。

4.2 鉆頭選型

根據(jù)鉆遇地層綜合選擇鉆頭：地層堅(jiān)硬完整時(shí)，選擇低胎體硬度(HRC15～25)的同心圓、齒輪等類(lèi)型鉆頭；地層較軟時(shí)，選擇稍高胎體硬度(HRC25～35)的齒輪、鋸齒等類(lèi)型鉆頭；地層破碎時(shí)選擇導(dǎo)向性能好的階梯形鉆頭。

圖1 鉆孔結(jié)構(gòu)示意圖

4.3 鉆井液的選用及維護(hù)

為確保正常鉆進(jìn)，施工機(jī)組應(yīng)根據(jù)實(shí)際施工情況選用鉆井液類(lèi)型，每班組設(shè)泥漿崗專(zhuān)人管理，并定時(shí)檢測(cè)鉆井液性能，加強(qiáng)對(duì)鉆井液的性能維護(hù)，保證其各項(xiàng)指標(biāo)滿(mǎn)足安全鉆井施工要求。根據(jù)勘查區(qū)地層特點(diǎn)，主要選用聚丙烯酰胺無(wú)固相鉆井液、低固相鉆井液及三磺體系鉆井液。

4.3.1 聚丙烯酰胺無(wú)固相鉆井液

聚丙烯酰胺鉆井液是在清水中加入一定比例的聚丙烯酰胺配置而成，具有潤(rùn)滑性好、失水量少，有一定的防塌能力，加之配置方法簡(jiǎn)單、操作方便、成本低等優(yōu)點(diǎn)，在鉆孔上部完整層段為首選鉆井液。

配比：1 m3清水+0.6%聚丙烯酰胺+0.3%～0.5%高效潤(rùn)滑劑。

性能指標(biāo)：密度1.01～1.02 g/cm3，粘度18～22 s，pH值7.5～8.5。

4.3.2 低固相鉆井液

鉆進(jìn)第四系覆蓋層、垮塌、煤系地層時(shí)，選用低固相鉆井液。

配比：1 m3清水+3%膨潤(rùn)土+0.15%純堿+0.5%～0.7%羧甲基纖維素鈉+適量抑制劑。

性能指標(biāo)：密度1.03～1.05 g/cm3，粘度22～26 s，API失水量4～8 mL/30 min，pH值8.5～9.5，泥皮厚度<0.5 mm。

當(dāng)?shù)貙涌逅鷩?yán)重時(shí)，可加入磺化瀝青增強(qiáng)防塌性能；鉆遇泥質(zhì)粉砂巖等遇水膨脹、坍塌水敏性地層時(shí)，可加入適量的腐殖酸鉀。

4.3.3 三磺體系鉆井液

38-1號(hào)孔地層傾角極陡，加之C11、C13、C14煤層在進(jìn)行瓦斯壓力測(cè)試之后，煤系地層垮塌，反復(fù)掃孔不到底。使用不同配比的低固相鉆井液持續(xù)掃孔月余仍不能解決問(wèn)題。與成都理工大學(xué)泥漿研究室聯(lián)系，選用聚磺體系鉆井液，基本解決了煤系垮塌、反復(fù)掃孔不到底的難題。

配比：1 m3清水+5%鈉土+0.3%～0.5%羧甲基纖維素鈉+1.2%～1.6%磺化酚醛樹(shù)脂+0.6%～0.8%磺化褐煤+1.8%～2.6%磺化瀝青+0.12%～0.2%聚丙烯酸鉀+0.6%～0.8%銨鹽。

性能指標(biāo)：密度1.15～1.50 g/cm3，粘度35～65 s，API失水量3～6 mL/30 min，pH值9.0～10.0，泥皮厚度<0.45 mm。

4.3.4 鉆井液的配置與維護(hù)

(1)鉆井液配置。使用低固相鉆井液時(shí)，必須選擇造漿性能良好的優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土，使用膨潤(rùn)土前要將其預(yù)水化24 h以上，羧甲基纖維素鈉必須提前用熱水充分水化。要求各種泥漿化學(xué)處理劑的稱(chēng)量準(zhǔn)確、配比合理；泥漿攪拌時(shí)間達(dá)到15 min以上。

(2)鉆井液維護(hù)。鉆井液使用過(guò)程中，要勤測(cè)量并認(rèn)真記錄，防止其他液體混入。及時(shí)檢測(cè)鉆井液性能，發(fā)現(xiàn)性能不符合要求時(shí)要及時(shí)調(diào)整，確保鉆井液性能穩(wěn)定。處理劑存放要得當(dāng)，防止雨淋、受潮及暴曬，以免處理劑性能發(fā)生變化，從而影響泥漿性能和鉆進(jìn)效果。

4.4 護(hù)壁堵漏措施

施工過(guò)程中伴隨有輕微漏失、中等漏失，甚至全漏失。如不能及時(shí)、有效地解決漏失問(wèn)題，將造成孔內(nèi)事故發(fā)生、鉆進(jìn)效率低、施工成本高的后果，嚴(yán)重的直接威脅鉆孔安全、甚至?xí)?dǎo)致鉆孔報(bào)廢。因此在出現(xiàn)漏失情況時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。根據(jù)鉆孔漏失情況采取不同的堵漏工藝。

黨的十八大以來(lái)，高校黨的領(lǐng)導(dǎo)和黨的建設(shè)不斷加強(qiáng)，但在管黨治校上也存在一些薄弱環(huán)節(jié)。十八屆中央第十二輪巡視公布的29所中管高校巡視反饋情況顯示，少數(shù)高校存在黨委領(lǐng)導(dǎo)作用發(fā)揮不夠、黨的建設(shè)薄弱、全面從嚴(yán)治黨不力等問(wèn)題。這些問(wèn)題既有思想觀念的原因，更有政治能力和治理能力方面的因素。

4.4.1 惰性材料堵漏

鉆孔發(fā)生輕微漏失、中等漏失時(shí)，優(yōu)選惰性材料堵漏。具體方法是：在水解PHP中加入適量巖粉、鋸末，充分拌和至粘稠狀態(tài)，利用井口漏斗倒入繩索取心鉆桿內(nèi)，連接主動(dòng)鉆桿后開(kāi)泵慢慢回轉(zhuǎn)上下活動(dòng)鉆具掃孔，待泵壓正常后可結(jié)束掃孔。如堵漏效果不好，可重復(fù)進(jìn)行2次。此種方法操作簡(jiǎn)單，堵漏效果較好，安全性高，比較節(jié)省時(shí)間，成為處理微裂縫漏失的首選。注意堵漏用鋸末應(yīng)先過(guò)篩，將粗塊、粗渣剔除。

4.4.2 水泥砂漿堵漏

當(dāng)采用上述方法堵漏無(wú)效或遇全漏失時(shí)，可采用水泥砂漿堵漏。具體方法是：水泥+河砂+1%NaCl(早強(qiáng)劑)，水灰比為0.45～0.50。要求采用普通硅酸鹽水泥或硫鋁酸鹽地勘專(zhuān)用水泥，水泥標(biāo)號(hào)不低于42.5，且水泥不得受潮變質(zhì)結(jié)塊，河砂應(yīng)選擇細(xì)中粒河砂。

(1)灌注水泥砂漿應(yīng)事先做好充分準(zhǔn)備，灌注時(shí)不得間斷，全部堵漏材料應(yīng)一次性灌注，并泵入替漿液(替漿液一定要計(jì)算準(zhǔn)確)，然后徐徐將鉆具全部拉出井口。

(2)掃水泥砂漿時(shí)不能使用清水作為鉆井液，應(yīng)控制掃孔速度，切勿心急，掃完一根鉆桿后應(yīng)充分循環(huán)鉆井液，做到水清砂凈后才能加下一根鉆桿；防止在加鉆桿期間水泥河砂下沉埋鉆。遇暴雨等極端天氣停鉆、機(jī)械故障、途中吃飯時(shí)，應(yīng)想辦法將井內(nèi)鉆具提至安全位置，防止水泥河砂下沉埋鉆。

(3)對(duì)于井內(nèi)無(wú)水位的干孔灌注水泥砂漿后，頂替漿液量應(yīng)根據(jù)灌注深度酌情減量，防止替漿量過(guò)多使水泥砂漿從漏失通道漏跑，達(dá)不到堵漏的目的。

(4)井內(nèi)無(wú)水位的干孔水泥砂漿封閉堵漏后候凝時(shí)間不應(yīng)太長(zhǎng)，可適當(dāng)縮短候凝期，防水泥心強(qiáng)度增高后逐根掃孔打撈水泥心浪費(fèi)時(shí)間。一般在孔內(nèi)無(wú)水位的情況下水泥砂漿灌注后12 h即可掃水泥心；孔內(nèi)有水位的情況下用水泵泵送水泥砂漿灌注后24 h即可掃水泥心。

4.4.3 套管護(hù)壁堵漏

當(dāng)采用上述方法堵漏無(wú)效或鉆遇溶洞采用水泥砂漿堵漏無(wú)效時(shí)，可擴(kuò)孔至漏失點(diǎn)(溶洞底部)以下，下套管對(duì)漏失點(diǎn)或溶洞進(jìn)行封隔是行之有效的。

(1)套管下入深度主要考慮復(fù)雜地層深度和各級(jí)孔段深度，套管底部一定要坐落在完整較硬基巖上，保證在正常鉆進(jìn)過(guò)程中不下滑，從而避免造成孔內(nèi)事故。

(2)各開(kāi)次鉆進(jìn)完成后，及時(shí)下入表層套管和技術(shù)套管，下入套管前應(yīng)做好充分的準(zhǔn)備工作，防止孔壁長(zhǎng)時(shí)間裸露坍塌。

(3)選用優(yōu)質(zhì)鋼材套管，套管與套管間采用平接頭連接，絲扣螺紋良好，連接緊密。

(4)遇大溶洞時(shí)，根據(jù)溶洞大小選擇長(zhǎng)于溶洞的套管；遇連續(xù)多個(gè)溶洞時(shí)，按照套管接頭部位與孔壁“空缺”錯(cuò)開(kāi)的原則選擇套管，保證接頭部位位于完整孔壁處。

(5)準(zhǔn)確丈量每根套管長(zhǎng)度，按下井順序依次記錄在班報(bào)表上。

(6)防止鉆井液從孔壁和套管之間空隙上返，將套管底部敲打成喇叭形減小套管與孔壁間隙，下套管至距井底1 m時(shí)，向井底投放黃泥球，投放一定高度后，合上立軸輕輕回轉(zhuǎn)鉆具，下套管至預(yù)定位置。

(7)在套管外均勻涂抹一層黃甘油，減少起拔套管阻力。

(8)為了保持套管的穩(wěn)定和防止巖粉沉到套管與孔壁間，完鉆后套管起拔困難，對(duì)井口進(jìn)行封閉處理。采用海帶纏繞套管，倒入濃聚丙烯酰胺漿液，封閉套管與孔壁間的間隙。

4.5 新技術(shù)、新方法的應(yīng)用

4.5.1 同徑開(kāi)口式導(dǎo)斜楔偏斜(繞障)施工技術(shù)

4.5.1.1 偏斜補(bǔ)煤施工

23-147號(hào)孔將C13、C14、C17、C25等4層煤打薄甚至打丟，達(dá)不到地質(zhì)要求，要求補(bǔ)煤或移孔重新施工?？紤]C13以上地層溶洞、溶隙發(fā)育，處理施工時(shí)間較長(zhǎng)，采用?71 mm同徑開(kāi)口式導(dǎo)斜楔偏斜施工技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)煤。此次偏斜補(bǔ)煤用時(shí)4.5 d，進(jìn)尺68.74 m，避免了移孔施工或處理套管后擴(kuò)孔工序，既節(jié)約了工期和鉆探成本，又減少了報(bào)廢進(jìn)尺，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。在9-3、34-159孔等鉆孔中采用了此種方法，均達(dá)到了地質(zhì)目的。

4.5.1.2 偏斜繞障施工

28-151號(hào)孔按照設(shè)計(jì)要求對(duì)C17、C23、C25煤層進(jìn)行注入/壓降試井工作，在C17(起止井深：1007.98～1010.49 m)煤層進(jìn)行試井后，孔壁出現(xiàn)垮塌，垮塌物在孔底墊起高度20 m，井深987.98 m。持續(xù)掃孔20余天無(wú)任何效果，最后發(fā)生埋鉆事故。經(jīng)處理事故頭986.52 m，其余鉆具處理不起來(lái)。為了節(jié)約事故處理時(shí)間，經(jīng)研究決定采用?91 mm同徑開(kāi)口式導(dǎo)斜楔偏斜繞障施工技術(shù)進(jìn)行施工。歷時(shí)7 d，鉆至C17底部完成繞障施工，后順利施工至終孔井深1062.54 m。

4.5.2 無(wú)水口卡簧座配合超前底噴鉆頭采取煤心

非煤系地層采用金剛石繩索取心技術(shù)進(jìn)行取心，利用卡簧座上的卡簧卡取巖心，巖(煤)心采取率較好，由于C14、C17煤層為粉煤，煤心采取質(zhì)量較差。進(jìn)入含煤井段后，采用仿美采煤管取煤，其良好的單動(dòng)性能保證了煤層的采取率。

當(dāng)鉆孔進(jìn)行瓦斯含量測(cè)試時(shí)，要求起鉆到煤樣提升至井口所用的時(shí)間規(guī)定為：井深每100 m提心時(shí)間≯2 min，樣品到達(dá)地面后，應(yīng)在10 min內(nèi)裝入解吸罐密封。采用仿美采煤管取煤無(wú)法滿(mǎn)足要求，采用無(wú)水口卡簧座配合超前底噴鉆頭采取煤心(見(jiàn)圖2)，既滿(mǎn)足了設(shè)計(jì)要求，煤心采取質(zhì)量也得到了保證。

圖2 采取煤心用超前底噴鉆頭和無(wú)水口卡簧座

5 鉆探技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果

施工前期，由于對(duì)地層認(rèn)識(shí)不足，采用了較為簡(jiǎn)單的井身結(jié)構(gòu)及鉆井液配方進(jìn)行施工，鉆孔無(wú)法成孔甚至報(bào)廢，報(bào)廢鉆孔4個(gè)，直接經(jīng)濟(jì)損失200余萬(wàn)元。

通過(guò)增加井身結(jié)構(gòu)級(jí)數(shù)，改善鉆井液配方及性能指標(biāo)，后期施工的鉆孔全部成孔，成孔率100%。臺(tái)月效率明顯提高，由原來(lái)的142.76 m提高至347.52 m。各項(xiàng)測(cè)試內(nèi)容符合相關(guān)規(guī)范要求，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上鉆探技術(shù)及工藝措施，不僅解決了該礦區(qū)復(fù)雜地層鉆探施工的難題，提高了鉆進(jìn)效率，降低了施工成本和孔內(nèi)事故的發(fā)生，為我隊(duì)創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，而且為類(lèi)似地層的施工積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

(1)根據(jù)地質(zhì)設(shè)計(jì)編制礦區(qū)施工組織設(shè)計(jì)和制定單孔施工方案。該礦區(qū)地層復(fù)雜，施工難度大，風(fēng)險(xiǎn)大，認(rèn)真編寫(xiě)施工組織設(shè)計(jì)和單孔施工方案是十分必要的。方案和設(shè)計(jì)要有針對(duì)性，不能流于形式，特別復(fù)雜鉆孔的方案要反復(fù)進(jìn)行商討和論證。同時(shí)在施工中必須按要求嚴(yán)格執(zhí)行，并及時(shí)針對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行修改。

(2)合理的鉆孔結(jié)構(gòu)是鉆孔后續(xù)施工是否順利的關(guān)鍵。在新礦區(qū)對(duì)地層情況不甚了解的情況下，建議備用一級(jí)口徑，在孔內(nèi)出現(xiàn)復(fù)雜情況時(shí)可以補(bǔ)下一層套管，以保證終孔直徑滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

(3)該礦區(qū)鉆孔漏失點(diǎn)多，漏失類(lèi)型多樣，建議依次采用惰性材料、水泥砂漿、套管等堵漏方式進(jìn)行堵漏，盡量用最簡(jiǎn)單的方式解決問(wèn)題。由于頂漏鉆進(jìn)的高風(fēng)險(xiǎn)性，不建議使用頂漏方式進(jìn)行鉆進(jìn)。

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ConstructionTechnologyinComplexFormationofDacunExplorationAreainGuxuMiningAreaofSouthSichuanCoalField

LIDe-xin,SHOUZhao-bing,YANGGang

(137 Geological Team of Sichuan Coalfield Geology Bureau, Dazhou Sichuan 635006, China)

The construction is difficult in Dacun exploration area in Guxu mining area of South Sichuan coal field with Karst cave and crack development, coal seam collapse and the wall damage by gas pressure test and CBM well test. In order to deal with the above difficulties, the suitable construction processes and technical measures were adopted in borehole structure design, bit selection and the usage of drilling fluid and casing, the good effects ensured the smooth drilling construction in this area.

complex formation; borehole structure; wire-line coring; usage of casing; Guxu mining area

2017-04-04；

2017-06-11

李得新，男，漢族，1985年生，勘查技術(shù)與工程專(zhuān)業(yè)，從事探礦工程工作，四川省達(dá)州市華蜀南路200號(hào)，lidexin1201@163.com。

P634

B

1672-7428(2017)09-0044-05