如何有效提升煤田钻探工艺及工作效率

汤彩侠

摘要：随着社会的不断发展，我国对煤炭的需求量日益增大，因此，为了满足市场需求，相关人员必须要高度重视煤田地质勘探工作的开展，煤田是我国煤矿资源的基石，煤田钻探工艺的发展是煤田行业发展的基础，煤田钻探工艺的发展为煤田行业发展提供资源保障，还要支撑着煤田资源的进步，煤田钻探工艺的分析必须围绕着煤田行业发展而开展工作。本文从实际出发，分析了煤田钻探工艺技术，影响煤田钻探效率的因素，同时提出了几点保障煤田钻探效率的基本对策，以便提高煤田钻探效率。

关键词：煤田钻探 钻探工艺 工作效率

1 煤田钻探工艺技术

1.1 空气洗井钻进工艺技术

空气洗井钻进工艺技术是一种用含有压缩空气的气体和液体混合物作为冲洗介质的工艺技术。它是采用具有动力冲洗介质的破岩机技术。该技术除能在正常施工条件下工作外，还能在特殊环境或者缺水情况下完成施工操作。

空气洗井钻进工艺技术包括泡沫洗井钻进技术、粉尘洗井钻进技术及雾化洗井钻进技术等，各项技术均有各自的优点，同时也存在一些不足。

煤田钻探中的无芯钻探要应用到空气洗井钻进技术，取其精华去其糟粕，以便为我们的煤田钻探工艺服务并且可以提高工作效率。例如，干旱缺水地区钻探时会遇到空巷、采空等特殊地质地层，此时可利用空气泡沫钻进工艺进行煤田地质钻探施工，即可有效解决传统工艺中可能存在的地层漏失或护臂套管等难题，还能大幅度提高钻进效率。

1.2 回转钻进技术

回转钻进技术的好坏主要根据泵量、转速和钻压三项技術参数进行评价。一般情况下，大泵量的设备钻井效率较高，有利于排粉，因而得到广泛应用，但该设备在使用过程中，应注意避免泵量过大引起孔壁冲垮的事故发生。钻进钻压的选择应根据实际试验测得科学数据而制定，不需要限制过死。一般钻进钻压设置规律为由低到高，逐步增加，在对钻进钻压进行调整时，应充分考虑钻头性质、地层特点以及孔径的差别等各个因素。多级变速钻机转速选择过程中，应注意钻孔深度、钻具自身重力大小、钻具所受外力的情况等均对钻具功率有直接影响。如钻孔深度较深、钻机所受外力较大时，应降低钻速；反之，孔浅时可提高钻速；若钻进地层地质均匀、完整可采用高速转速，提高钻进速度，而对于岩石破碎或节理发育的地层，为避免钻进震动过大影响岩石稳定性，则应采取低钻速；若钻孔结构简单、孔壁完整且稳定性高的可采用高钻速，而处于结构复杂、裂隙发育、有掉块现象或返水现象时，均应采取低转速，确保施工的顺利进行。

1.3 潜孔锤反循环钻进工艺

潜孔锤反循环钻进工艺，也称作冲击回转式钻进工艺，该工艺是对一般回转钻具的改进升级，将潜孔锤安装在原有回转钻具组合上，使之能够在深孔高压环境下进行反循环连续取样。在高水柱大压力的情况下，配套设备性能受到限制，孔深超过250米以后小时效率提高幅度不大，但是在浅孔钻探中可显著提高钻井效率。主要工作原理为潜孔垂在钻具钻进的过程中，能加强钻具的冲击力度，并利用回转和冲击的双重作用对岩石进行粉粹工作，从而提高钻进速度。

1.4 液动冲击回转钻进工艺

液动冲击回转钻进工艺主要是针对煤田勘探施工中较深地层的强研磨性坚硬岩石，取代钢粒钻进，与单纯的回转钻进比较，其机械钻速明显提高，孔斜率降低。

1.5 定向钻进技术

对于煤田地质钻探工作而言，其工作重点为确保钻探的中靶率。传统钻探技术在一般地质环境下，可满足生产的需要，但对于地质复杂地区，该技术已经明显落后，无论是中靶率还是煤层打丢方面，均无法满足生产的需求。而定向钻探技术采用以连续造斜器及螺旋定向为主要造斜机具，并结合绳索取芯和金刚石钻进技术，保障了良好的岩芯采取率。定向钻井技术提高了中靶率，有效解决了在陡峭地层中对矿石进行勘测的各类技术问题，在煤矿勘测领域应用前景极为广阔。

2 影响煤田钻探工作效率的基本因素

2.1 破碎裂隙发育地层

通常情况下，有一部分煤田位于破碎裂隙发育地层，如果在这种地层中进行钻探，往往会出现大量漏失的冲洗液。比如，一般情况下都会采用套管隔离方法，需要按照孔深两百米以内的标准进行。如果孔深超过了二百米，其它一切堵漏方法都不会取得明显效果，甚至会消耗更多的冲洗液，同时还大大提升了钻探成本。除此以外，在堵漏与水源不够的情况下，或者在打泥浆的过程中，都会花费大量时间跟精力，这也是影响煤田钻探效率提高的原因之一。

2.2 采空区、溶洞的影响

进行煤田钻探工作时，基本上都会遇到采空区和溶洞的地质现象，而这种地理环境很容易使冲洗液产生严重漏失现象，有时还会出现不返水情况。在这种情况下，必须设置套管，以防冲洗液流失。

3 提高煤田钻探效率的基本对策

3.1 针对破碎裂隙发育地层钻孔漏失的技术对策

对于破碎裂隙发育地层钻孔漏失的情况而言，堵漏操作时，可以采用惰性材料，因为惰性材料来源比较广，不但技术措施妥当，而且效果相对较好。在钻探过程中，具体分析，当遇到漏失严重、全漏地层这种情况，首先要了解地层裂隙程度与长度，以及漏失层深度和位置等等。使用惰性材料后，可以根据材料的大小进行配制，采用较大的惰性材料，比如稻草、松枝、树叶、棉絮和麻绳头等等；较小的惰性材料有粗细不均的锯木屑，可以与 PHP搅混成糊状，之后可以从绳钻杆内灌入，开至大泵量压，使之流进漏失位置，为了防止惰性材料将钻卡住，要一边从上到下冲扫孔，一边回转。这样灌堵多次以后，将惰性材料冲压到裂隙缝里，当裂隙缝堵住，即可以返上冲洗液，使钻进恢复运行正常。

3.2 针对采空区、溶洞发育地层漏失的技术对策

煤炭钻探过程中，如果遇到采空区或者溶洞地层时，可以采用套管隔离堵漏法，其效果相当好。然而，在施工过程中，处理好套管底部密封却是一个非常大的难题，不过，在长期的实践过程中，有一种行之有效的办法可供参考，即在套管头下部的外径部位，可以采取铜焊相距 0.3米的二道凸出铜台，并且铜台外径与孔径相同，在二道凸台的中间，可以用牛皮缠紧、同径于铜台，下入到孔内的溶洞、采空区底部以后，二道凸出铜台和孔壁被紧密塞住， 再加上牛皮遇到水就会膨胀，从而达到止水目的。

4 结束语

综上所述，我国的煤田钻探工艺技术对于煤炭开采有着重要影响。当前阶段，我国煤田钻探技术相对于之前有了较大进步，但与西方发达国家的技术相比，该技术仍存在一些弊端，这些弊端对我国煤炭业的发展形成了极大制约。由此看来，加强煤田钻探工艺技术是我国煤炭开采业获得长足健康发展的重要方法，我们必须紧抓煤田钻探工艺技术的发展，以促进煤炭开采业的发展，稳固我国在国际市场上的地位，促进国民经济的长远发展。

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