煤礦井下地質鉆探一例跑偏現象分析

趙相（太原理工大學礦業工程學院,山西晉中030024）

煤礦井下地質鉆探一例跑偏現象分析

趙相
（太原理工大學礦業工程學院,山西晉中030024）

摘要：鉆探偏斜是必然的，偏斜程度往往成為鉆探施工質量的主要評判指標。本文以實際施工的底板鉆孔為例，通過對比不同深度設計參數與實際測斜參數，并生成三維立體圖，理性感性的認識到偏斜鉆孔的偏斜情況。

關鍵詞：鉆探；偏斜；測斜

井下鉆探是為了服務井下生產，井下鉆探在重力、鉆機壓力、巖層產狀等多種因素的共同影響下，往往出現偏斜。鉆孔出現偏斜是必然的，如果在偏差允許范圍內，不會影響到鉆探的施工目的。但是，一但施工的鉆孔發生偏斜程度超出允許范圍，勢必會給技術人員帶來錯誤的信息，輕則出現錯誤，重則會出現錯誤判讀，出現重大隱患，更有甚者可能會危及礦井人員的生命以及國家財產。使用相應的測斜手段可以讓我們在鉆探中不斷總結偏斜規律，避免不必要的偏斜，提高生產效率。

1問題的提出

設計鉆孔開孔位置為粉砂巖終孔位置為粉砂巖（大青灰巖下2m）。鉆孔設計參數為方位70°，傾角-15°，深度102m。預計使用ZDY1900S型煤礦用全液壓坑道鉆機進行施工。ZDY120S液壓鉆機，該鉆機體積輕，操作方便，遠離煤壁，防止片幫傷人，工作壓力來源于乳化泵，利用水流沖洗鉆孔，噴霧可有效的減少煤塵飛揚。鉆具選用Ф89mm雙頭組合鉆頭，鉆桿選用Ф89mm×1500螺旋鉆桿成孔率高。設計施工鉆孔的巖層產狀為順上3°右傾11°，其巖層柱狀如圖1示意圖所示。??

圖1巖層柱狀示意圖（開孔位置為細粒砂巖，終孔位置為大青灰巖）

鉆孔施工預計73.5m見灰巖，100m出灰巖。然而，鉆孔鉆進至85.5m仍未見到灰巖，鉆孔在99.5m處見到灰巖（取芯使用鹽酸檢驗，驗證為大青灰巖）。鉆孔晚26m見灰巖，是巖層層間距實際與預想相差太大還是鉆孔發生了偏斜。為了驗證鉆孔實際軌跡，使用YHQ-X型全方位鉆孔測斜儀進行測斜，在三維立體空間里分別演示設計鉆孔與實際施工鉆孔軌跡，為確定巖層層間距提供具有說服力的證據。

2施工參數與設計參數對比

為了方便研究，我們將設計鉆孔理論參數與實際測斜參數按照不同深度進行匯總對比，如表1所示。表格顯示出鉆孔在施工前期偏斜程度不大，在施工后期發現與設計出入越來越大。為了更好的直觀的了解設計鉆孔與施工鉆孔的偏斜情況，我們使用測斜儀自帶的三維成圖軟件繪制了同一三維坐標系下的軌跡圖，如圖2所示。

表1鉆孔設計參數與施工實際測斜參數對比

圖2施工鉆孔與設計鉆孔三維空間對比圖（直線為設計鉆孔，帶點曲線為施工鉆孔實際軌跡）

3結束語

在鉆孔100m左右的位置，設計傾角可以相差7.4°，方位相差13°。終孔位置與設計偏離近23m。這就是鉆孔為何沒有在預計73.5m見到大青灰巖的主要原因。根據鉆孔額偏斜程度，還原巖層的層間距與設計出入不大，之所以巖層揭露的深度與設計有出入是因為鉆孔發生了偏斜。從三維立體空間圖可以很直接的看出鉆孔發生了向右向上偏轉。