煤田钻探超千米钻探施工工艺

孟宪国

（东北煤田地质局一O一勘探队，辽宁 调兵山 112700）

1 前言

随着煤炭能源开发的不断增加，浅部煤炭资源不足寻找新的能源基地已成为各勘探队的首要任务，寻找资源勘探也正向煤田及矿区煤层埋藏深部与盲区进行钻探施工。孔深超过1300-1500米，全取芯钻探施工。如昌图古榆及大强矿深部等。改进施工工艺，确保钻探质量非常重要。

2 钻探设备的选择及钻具的组合

2.1 钻机 TXT------1600A型

柴油机 6135AZD型

泥浆泵NBB260/7

发电机 SD------40型

砖塔 A字型22.5米钻塔

TXJ-----1600A钻机是新型设备，转进能力强，提升能力大，速度快，纯钻率高，事故率低。

6135AZD型柴油机是新型涡轮增压动力机，功率大，消油量低。

A字型塔是钻机自立钻塔，易于立拆钻塔，易于运输，承载能力大，工作空间大等。

2.2 钻具组合：∮100复合钻头或金刚石钻头→∮89岩芯管、∮73岩芯管→导正管、导体棒 →∮68钻鋌→∮ 60钻杆→ 六方主动钻杆

3 钻孔结构

根据勘探区的地质条件，尽可能减少孔径的多级性。一般采用∮100mm----径到终孔（注∮100的孔径易于孔内事故的处理）特殊孔、水文孔除外。

表1 冲洗液的性能指标

4 冲洗液的选用和管理

性能优良的冲洗是煤田超千米钻井施工的关键，在钻进过程中采用优质低固相化学冲洗液是保护孔壁平衡地层压力能有效的把岩屑携带出孔外，这就要求泥浆具有护壁性能好，失水量低，携带能力强，润滑减阻性好的特点。

选用低固相化学冲洗选用的主要材料有：粘土粉、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维钠、广谱护壁剂、聚丙烯腈、纯碱腐植酸钾等。基中水解聚丙烯酰胺是絮凝泥浆中的岩屑改善泥浆流动性，减少摩擦，提高钻效利用羧甲基纤维纳来降低泥浆的失水抵制泥岩水和化膨胀，巩固孔壁从而提高泥浆悬浮和携带岩屑能力。腐植酸钾降低冲洗液失水量，可防塌护壁。采用广谱护壁剂提高泥浆的润滑携带能力，可减少钻具回转阻力，控制泥岩膨胀缩径。配置冲洗液之间聚丙烯案、羧甲基纤维钠、聚丙烯腈要进行预先水化浸泡处理并充分搅拌。加强冲洗液的管理需设备一名泥浆管理人员。随时观测调整泥浆性能。保证冲洗液各项性能，各项指标符合要求，充分发挥泥浆护壁作用。（见表1）

冲洗液的循环系统：深孔循环系统必须保证循环槽长＞25米宽＞0.30米、深0.20米，必须保证有一个沉淀坑，3×2×1.7的一个标准池，2×2×1.7、每班必须有专人清理循环槽内的沉淀的岩屑。

5 钻进的技术参数（见表2）

表2

6 钻探施工中的注意事项

把好设备安装关，确保设备钻塔安装平稳牢固，保证天轮主轴孔口3点在一垂线上把好开孔关，使用粗径钻具，保证垂直随着钻孔加深而加长，其长度不小于6－8米的岩芯管，钻铤长度100米左右，加防斜管或导正棒，以防钻孔弯曲。

钻进时，3小班技术参数必须一致。初钻时，应低压、慢转，钻进时给压均匀。

采取岩芯时，一定要卡劳，以防岩芯在起钻过程中脱落，掉至半途中，影响下钻，造成扫孔。

硬岩钻进时，钻头必须排队使用，时时关注钻头磨损程度，合理控制时间，以免把孔径打瘦，造成扫孔。

7 结束语

重视泥浆的使用与管理。使用大泵量和低固相化学药剂冲洗液，有利悬浮和携带地表沉淀，保证孔内清静，不能仅凭感觉，要靠定性管理是超千米深孔钻探施工的关键。

加强钻具组合的合理选择。在孔深1200米后应试着减去导正管，钻鋌长度控制在80米左右为好。

使用复合片钻头或合金石钻头一定要排队使用。硬岩层时保证孔径、变换金刚石钻头应取净孔内的残留岩芯，钻进过程中必须均匀加压。

加强钻机人员技能的培训，完善钻探基本数据收集和整理，并对施工经验进行总结。

总之，在超千米孔施工中具体结合各孔地质情况设计钻孔结构采用不同钻具组合方式，按地层岩性不同，设置合理的钻进技术参数，为国家、为煤田勘探开发提供科学的依据。

[1]杨磊，杨长健，马西平.煤田钻探技术的革新与实践[J].陕西煤炭，2009-04-15.