煤田鉆探施工技術研究

摘 要：本文對煤田鉆探質量的標準，還有煤層鉆探措施，鉆探技術等方面進行分析和研究，通過這些技術措施的實施，順利地解決了煤系復雜地層的鉆進問題。

關鍵詞：煤層鉆探 質量措施 安全措施

中圖分類號：TP393.11文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）09（a）-0090-01

我國是世界上最大的煤炭生產國和消費國，煤炭在國家能源生產和消費結構中的比例占70%左右，已探明煤炭儲量居世界首位。同時，我國又是僅次于俄羅斯、加拿大的世界第三大煤層氣儲藏國，為了解決我國經濟高速發展中出現的能源緊缺“瓶頸”問題，國家非常重視煤炭及煤層氣資源的勘探、開發。

1 煤田鉆探質量標準

煤田鉆探工程八項質量指標是：煤層，鉆孔偏斜、終孔層位、巖層、簡易水文觀測、鉆孔封閉、原始記錄和其他設計要求。煤層鉆進，其中頂底板及煤芯的采取率是重要指標。煤炭工業部制定的“煤田勘探鉆孔質量標準”中規定：煤芯采取率大于75%為甲級標誰，煤芯采取率60%～75%為乙級標準，并且要求煤質不污染，不燃燒變質，滿足煤質化驗的要求。

2 煤層鉆探保證質量的措施

（1）負責鉆機巖心鑒定的地質人員要求經常進行研究煤層對比，以掌握地層層位的變化規律，并且能夠及時準確的下達見煤預告書。要求鉆機班長熟悉掌握煤層層位、標志層、間距和頂板巖石性質等情況，從而能掌握見煤預兆，對見煤層位和見煤深度做出準確判斷。

（2）在進入煤層頂板鉆進時，要求責任制度嚴格執行。由專人操作，地質人員和鉆機機長守煤，并且仔細做好判層工作。要求嚴格執行“見軟就提鉆，不準試試看”等預防打丟打薄煤層的有力措施。

（3）在見煤預告書下達之后，要求按照頂板巖石厚度和巖石性質，嚴格控制好回次進尺，起始時為1m左右，當接近于煤層的回次則要求控制在半米以內，孔內巖心少，見軟易感覺，頂板好取巖心。若孔底有脫落巖心或頂板巖心未取凈，則要求進行專門撈取或用干抓取巖心。孔底確實干凈之后才能下取煤管鉆進煤層。

（4）要求掌握好見煤預兆，這是取好頂板及發現見煤的有力措施。見煤預兆為當鉆頭穿過頂板而進入煤層的時候，進尺明顯加快，鉆具回轉輕快，通常關車后沒有回勁。因為鉆頭突然切入煤層，導致沖洗液往往流通受阻，使得泵壓升高，當煤質相對較硬時，泥漿泵的壓力表指針變化幅度不大。

（5）及時丈量機上余尺并進行準確記錄，見煤深度、厚度和止煤深度的計算將成為保證煤層鉆進質量的關鍵因素。

（6）在頂板取凈之后，使用雙層單動取煤管鉆進煤層，在設備使用之前要求進行詳細檢查、調整，尤其要求保證水路暢通。要求檢查外管滑動是否靈活、彈簧爪性能是否良好收籠，這是保證煤芯采取的主要部位。在采用取煤管鉆進煤層時，鉆具距離孔底0.5m以上，開泵沖孔，把孔底巖粉沖凈后鉆進，以保證煤芯干凈。

（7）按照煤層的性質，鉆孔深淺、沖洗液性能及取煤管種類具體掌握煤層鉆進參數的取值，通常情況是鉆壓不應過大，轉速不應過高，并且沖洗液泵量要保證適宜。我們通常采用壓力為600～800kg，轉數為120r/min，水量為100～150L/min。當煤層鉆進回次終了時，可以適當減少水量，適當增大壓力；但是不可關泵干研，以防出現煤芯燃燒變質的情況，或者發生打煤燒鉆的事故。

（8）煤層鉆進，提升鉆具擰卸鉆具要求操作穩定。在使用煤管下鉆也要求穩字當頭，尤其在沖積層地段下鉆要慢，要防止鉆具、鉆頭搗井壁，取煤管鉆頭內搗人沖積物或者碎井壁巖石，從而影響到煤芯的采取質量。

3 煤層鉆探技術

3.1 煤層鉆探取煤工具

常用的煤層鉆探取煤工具有雙層單動取煤管、雙管雙動取煤管。

（1）雙管雙動取煤管的容易使用、結構相對簡單，因此容易制造，除使用于煤層鉆進以外，還可以用于松軟、破碎巖層的鉆進。雙管雙動取煤管能夠根據不同煤層煤質的軟硬、抗沖刷的程度進行內外鉆頭的高差的調整，通常范圍為15～30mm。在煤質相對軟時高差較大，而煤質相對硬時則高差較小。雙管雙動取煤管使用時，在回次末可以適當減少泵量，并且增加壓力，使得煤芯自然堵塞，這樣可以使得煤芯采取效果較好。

（2）雙層單動取煤管在外管回轉，外鉆頭進尺、保徑的同時內管不轉，減少鉆具振動以及摩擦等機械作用力對于煤芯造成破壞，從而保持了煤芯的原生結構。單動取煤管不但能夠避免沖洗液沖刷煤芯，而且還能使得外管進行伸縮，爪簧抓攏，封閉內鉆頭底口，從而防止內管中的煤芯脫落。

在內管內裝有一個半合容納管，能夠在地面無損害的把原生取出煤芯柱。取煤管除了要求保證水路暢通和靈活的單動性能外，還要注意內外管伸縮順利、爪簧收攏效果的檢查。在鉆進煤層時比正常巖層鉆進壓力偏小，民均勻，轉速偏低，水量較小。同時禁止在鉆進時提動鉆具，當回次終了要求立即提鉆。

3.2 煤層鉆探取安全措施

（1）鉆孔歪斜的預防，保證打直孔是深孔安全鉆進的關鍵之處。從開孔開始就要求嚴格執行預防孔斜的技術措施。預防孔斜，打直孔的關鍵是合理地使用鉆挺加壓鉆進方法，具體有鉆挺總重量超過鉆頭在井底壓力的20%～30%，中和點保持在鉆挺上部1/5的部位，可以起到了鉆具軸心壓力穩定的作用，并且具備了良好的導正作用，進尺均勻，鉆桿處于伸直狀態，減少了鉆具與孔壁的摩擦。鉆桿斷脫和孔壁坍塌掉塊現象相對減少。

（2）鉆孔結構的簡化，裸孔鉆進，同徑終孔。這樣可以避免換徑由于導正措施不利而造成的斜孔現象。為了保護孔口，按照地層的情況，通常下少部分孔口管，多數鉆機不下套管，這樣可以做到安全終孔的要求。

（3）采用優質的化學泥漿，加大泥漿池的容量，做好泥漿的凈化工作。在開孔時盡量少打新泥漿，采用老孔舊泥漿及第四紀仲積層的粘土自然造漿。在鉆孔的延深的過程中，調整符合性能的化學泥漿。在接近煤系地層的時候，經過調整處理泥漿基本都可以達到性能指標。由于容量較大，使用周期較長，巖粉會有充分的時間進行沉淀，以便凈化管理，當有下部地層出現漏水的情況，可以隨漏隨鉆進，出現嚴重漏水的情況時，邊鉆進邊摻鋸沫，提高泥漿粘度，通常情況下都可以穿過輕微漏水層。

（4）防止岔孔的出現。

（5）深孔鉆進，鉆具要保證質盆，除上下或者加鉆具時，進行詳細嚴格檢查外，通常施工1000m鉆孔，孔深達到750m左右就應停止進行鉆進，在檢查合格、涂油同時更換位置之后，重新進行組合鉆具，防止磨偏。通常鉆進中途的鉆具檢查，以保證鉆具質量，這樣就預防了鉆具折斷、脫扣等孔內事故的發生，從而保證了深孔安全生產。

4 結語

本文對煤田鉆探施工的標準，鉆探技術，鉆探工具和鉆探的安全措施進行研究，有助于煤田鉆探的更好的發展。

參考文獻

[1] MT/T1076—2008煤炭地質鉆探規程[S].2009.