影响煤田钻探效率的因素及对策

刘铸

【摘要】本文基于煤田钻探施工工程进行分析，从而找出影响煤田钻探效率的各方面因素，并尝试性提出对应的改善对策，从而更好的保障煤田钻探效率。

【关键词】煤田；钻探效率

【 abstract 】 this paper drilling engineering based on coal to carry on the analysis, thus affecting coalfield drilling efficiency of all aspects of factors, and puts forward corresponding countermeasures to improve the tentative, so as to better safeguard coalfield drilling efficiency.

【 key words 】 coalfield; Drilling efficiency

中图分类号：P641.4+61文献标识码：A 文章编号：

我国虽然是资源大国，其中煤炭能源的需求量很大，但是目前煤炭的储存量是肯定不能满足现有的市场需求。因此，需要相关部门加大投资力度，集合更多的财力、物力以及人力对更多的煤田储量进行探索，只有这样不断的坚持，才能最大限度的保障对市场的供应。在对煤田地质进行实际勘探的过程中，很容易出现钻探效率低的现象。针对这些现象，为了更好的保障煤田钻探效率，需要以实际情况为出发点，针对钻探效率低、成本高的具体原因进行分析，从而找出真正的影响因素，为提高煤田钻探效率打下坚实的基础。

一、影响煤田钻探效率的因素

1.分析钻杆结泥皮问题产生的原因

通常绳钻钻进的碎岩工具是利用人造金刚石来作为钻探钻头的，这种钻头必须要配合较高的回转转速才能充分发挥其作用。在实际钻进循环时，回钻离心力作用会影响钻杆内的泥浆，这样会导致泥浆中含的固相颗粒会粘在钻杆壁上，最终会形成泥皮让打捞内管无法正常运行，形成技术上的难题。

2.分析钻孔漏失产生的原因

2.1破碎裂隙发育地层。例如：某些煤田处于破碎裂隙发育地层，针对这种地层进行钻探时，很容易出现大量漏失冲洗液的现象。通常按照孔深200米以内的标准才采用套管隔离方法，这样才能有效解决；但是如果孔深超过了200米的话，无乱采用什么堵漏方法所取得的效果都不够明显。而且会消耗很多冲洗液，导致成本逐渐提升。另外，由于堵漏与水源不够以及打泥浆的过程会消耗很多的时间，导致媒体钻探效率越来越低。

2.2采空区或者溶洞的影响。煤田钻探过程中通常都会遇到采空区或熔断，这些地理环境必然会导致冲洗液严重漏失，或者出现不返水的情况。面对这样的情况，需要下套管进行隔离，更好的防止冲洗液流失。

3.分析煤田钻头钻速低以及寿命不高的原因

通常煤田使用的钻具在结构上是双管单动，而且所需要配置的钻头壁厚在外径上要控制在76mm，内经要控制在49mm，单边壁厚需要控制在14mm。这样的配置与普通的单管钻头对比起来在厚度上多了三分之一，就是因为这点厚度，导致在碎岩的实际操作中面积比较大，从而影响钻速，尤其在针对比较硬的地层进行钻探时，这样的现象更为突出。

二、加强煤田钻探效率的对策

1.针对非煤地层或者比较稳定的煤系地层钻杆结泥皮的技术措施和对策无固相配方和性能指标：一号配方主要针对相对稳定的地层，二号配方是充分发挥高浓度PHP的作用，钻进地层；三是配方因为具有很多的钾离子，因此比较适用于水膨胀地层的钻探。

三种配方应该严格按照以下比例与数据来进行搭配：

一号配方：清水（1m3）+PHP（50ppm～150ppm）+盐皂（0.3%～0.5%）,其性能指标控制在：比重 1.005,漏斗粘度 16.5s～18.5s,pH=8～9,润滑系数0.12～0.15。

二号配方：清水（1m3）+PHP（500ppm～1000ppm）+盐皂（0.3%～0.5%）,其性能指标控制在:比重 1.005,漏斗粘度 20s～25s,pH=8～9,润滑系数 0.12～0.15。

三号配方：清水（1m3）+PHP(1000ppm）+ KC（l1%）+盐皂（0.3%～0.5%）。

2.基于破碎裂隙发育地层钻孔漏失采取的方法

采用惰性材料堵漏,材料来源方便,措施妥当且效果明显。操作方法:当钻遇到漏失严重和全漏地层时,首先搞清楚地层裂隙程度和长度,漏失层深度位置。根据上述情况选用惰性材料的大小配制,采用较大的惰性材料:如稻草、树叶、松枝、棉絮麻绳头等,较小为粗细不均的锯木屑与PHP搅混成糊状,从绳钻杆内灌入,开大泵量压,入到漏失位置,边开车回转边由上往下冲扫孔,以防惰性材料卡钻,经多次灌堵,将惰性材料冲压到裂隙缝里堵住,即可返上冲洗液,恢复正常钻进。

3.对于采空区或溶洞发育地层漏失采用的方法

当钻遇到采空区或溶洞地层,采用套管隔离堵漏是非常有效的一种措施, 但处理好套管底部密封是个难题, 笔者通过实际工作中的不断摸索,总结出解决此类难题的有效办法,即在套管头下部外径部位采用铜焊相距 0.20m 的二道凸出铜台,铜台外径与孔径相同,二道凸台中间用牛皮缠紧与铜台同径,下入孔内的溶洞采空区底部后,由于二道凸出铜台与孔壁紧密塞住,同时牛皮遇水膨胀,达到止水的效果。

4. 对于钻头钻速低和寿命不高采用的方法

年来绳钻钻头使用品种单一,现用的钻头以底唇面梯齿为主。该种钻头的缺点:适应性差,尤其当钻进研磨性强或砂岩破碎地层时,钻头底唇面凸出的表面梯齿部分磨损快,梯齿磨耗后就成了平底钻头,钻速明显下降。据 2003 年和 2004 年统计,该种类型钻头的平均时效为 2.40 m/h,平均寿命 40 m/个～50m/个。针对上述问题笔者分析认为选用“底唇面”高强度的人造热压金刚石孕镶钻头是提高钻速的关键。

总之，通过实例证明：要提高煤田钻探效率必须要从钻杆结泥皮技术问题入手，针对性的解决钻孔漏失的堵漏、钻速低、寿命不高等等问题，有效保障煤田地质绳索取芯金刚石钻效。积极采用先进的钻探工艺，大幅度降低工人劳动强度，从而降低成本，加快钻探效率，这样才符合经济效益。

【参考文献】

[1]赵运兴.煤田钻探技术手册[M].北京:煤炭工业出版社,1989.

[2]王定武.煤田地质与勘探方法[M].徐州:中国矿业大学出版

社,2005.

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。