突出松软煤层深孔打钻工艺的探析与应用

曹钰宝 张志春 李威良

摘要：突出松软煤层深孔钻进工艺创新主要是针对制约钻孔钻进、钻孔质量和准确度等困难课题的研究。为解决突出松软煤层生产过程中的煤与瓦斯突出问题，采取最主要的方法就是深孔打钻，通过在钻孔设计、钻具改进和打钻工艺等环节的研究，初步探索出一套行之有效的施工办法，较好地解决了突出松软煤层打钻工艺难题。

关键词：松软煤层；深孔打钻；工艺；创新

1 突出松软煤层打钻工艺存在的问题及原因分析

1.1 突出煤层赋存特征通常是含有较高地应力和瓦斯压力的煤体松软，在突出松软煤层中，打钻施工经常遇到的主要难点是瓦斯突出矿压显现造成顶钻、喷孔、塌孔、堵孔和卡钻，而且频繁出现，甚至无法施工深孔，最严重时造成卡钻。卡钻时，不仅阻碍继续钻进，还有可能丢失钻杆，造成打捞困难，甚至无法打捞，影响正常生产。

1.2 在突出松软煤层中，钻进喷孔、卡钻的形成过程为：煤体破碎（钻进—切削煤—煤体粉碎）—瓦斯聚积（瓦斯迅速解吸—孔壁破裂—孔内堵塞—瓦斯梯度猛增）—瓦斯释放（突破堵塞—喷孔—卡钻）。

1.3 喷孔和卡钻原因机理分析：钻孔喷孔是钻孔中出现的动力现象，这种现象的出现类似煤与瓦斯突出，主要是高压瓦斯、地应力集中和松软煤体三个因素综合作用的结果。

在钻机动力的驱动下，当钻孔进入软煤（岩）分层时，钻头的旋转切削，对软煤产生一种冲击和破碎力，使煤体破裂、粉碎，破裂和粉碎了的煤体，煤层中的高压瓦斯产生迅速解吸。……