分析煤田钻探工艺及提高钻探效率的方法

分析煤田钻探工艺及提高钻探效率的方法

陈建东

内蒙古阿拉善盟天荣煤炭有限责任公司 内蒙古自治区乌海市016000

摘要：随着经济的不断发展和进步，煤矿开采业的发展也是蒸蒸日上。煤矿开采业发展情况的好坏与煤田钻探工艺技术是密不可分，息息相关的，可以说煤田钻探工艺技术对煤炭开采有着重要的决定作用。本文就煤田钻研工艺进行简要的介绍，并对于提高钻探的效率这一问题提出了一些针对性的有效的方法。

关键词：煤田钻探；钻探效率；对策

1．影响煤田钻探效率的因素

1.1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。

1.2分析钻孔漏失产生的原因

1.2.1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。

1.2.2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。

1.3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。

2．煤田钻探工艺技术

2.1一般回转钻进

在煤田钻探工艺中，有一种十分常见的钻探方法――一般回转钻进法，这种技术的三项标准指标是泵量、转速和钻压等[1]。进行煤田钻探的时候，最好选择较大的泵量，这十分有利于排粉效果的提高，也能够大大的提高煤田的钻探效率；钻压的大小则是应该遵循从低到高的原则，还需要依照所勘探地的不同的地层、钻头以及孔径而不断的变化，需要做到具体问题具体分析；对于转速这项参数的要求十分的严格，需要注意的方面也是多方面的：如果是钻孔比较深，钻具又比较大的情形，这时在不同作用力的作用下转速需要保持在低速状态；如果钻进的地表的地质比较均匀且完整，那么就需要采用比较高的转速，对于岩石破碎地表不平的区域钻具受到的震动力大，这时转速则需要适当的降低。

2.2反循环钻进

反循环钻进煤田勘探工艺中另一种先进的勘探工艺就是反循环钻进，这种钻进方法的工作机制是在钻探的过程中，首先使得介质顺着钻孔的四周流入孔中，待到孔底冷却钻头以及清除了岩石粉末之后，再带着岩粉顺着孔道返回到地表。这种勘探方法中的连续取心钻进的工作流程大大节省了钻进的工作时间，有效的避免了液体对岩石以及煤矿中心的损伤，这就极大程度上提高了钻探的质量以及效率。反循环钻进勘探法的设备非常的完整，而且还包括水力反循环钻进、气举反循环钻进以及射流反循环钻进等。其中，气举反循环钻进也可以叫做压风反循环钻进，利用的压缩进入管道的空气与钻孔内的水形成混合液，进而出现压力差。在形成的压力差下，钻孔内的混合液经由孔道上升并输送到了地表，带上来的混合液经过沉淀之后空气和水分离，之后净化之后的水又重新流入孔道进行反复循环工作。

2.3金刚石钻进

第三种要介绍的煤田勘探方法是一种比较传统的钻探方法，主要利用的碎岩工具是硬度十分高的金刚石，钻进方式一般是回转钻进以及冲击钻进。金刚石钻进方法在进行煤田勘探的时候具有效率十分高，钻孔的质量佳、出现的事故少、成本低以及使用十分广泛等优势。金刚石钻进方法在进行碎石的时候，会因为岩石的性质的不同、钻头的不同以及钻进参数的不同而出现不同的碎石现象。如果金刚石的粒度比较大，那么在碎石的时候就需要采用压碎、压裂为主的方式，钻具在在回转的时候则需要以切削为上，以及切削为主。

2.4定向钻进技术

针对一些煤层赋存构造复杂的地区，常规钻进工艺无法满足地质钻探要求，因此应用受控定向钻进技术，所采用的造斜机具主要是螺杆定向和连续造斜器。利用定向钻技术，能够很好地解决在陡直地层找煤勘探的技术难题，中靶率高，完全满足地质钻探要求，能够取得良好的社会经济效益。

2.5空气洗井钻进技术

空气洗井钻进工艺技术是一种含有压缩空气的气体和液体混合物作为冲洗的介质。它是采用具有动力冲洗介质的破岩机技术。这种技术可以在极其恶劣的地理地质条件，尤其是在缺水的情况下施工。空气洗井钻进技术共可以分为泡沫洗井钻进技术、粉尘洗井钻进技术及雾化洗井钻进技术等等，其中每一种技术都有各自的优缺点。把空气洗井钻进技术应用到煤田钻探中的无芯钻探中，取其利，避其弊，从而为我们的煤田钻探工作提高效率。比如说在干旱缺水地区进行煤田地质钻探施工中，如果遇到老窟窿、空巷、采空区等地层时，常使用空气泡沫钻进工艺，它能有效的解决其他工艺中出现的地层漏失以及护壁套管等难题，对提高钻进效率有着极大的助推作用。

3提高煤田钻探效率的方法研究

3.1提高钻探技术专业化程度

钻井技术人员的技术水平直接关系到钻井作业的成败，所以要采取相应的措施来提升钻井技术的专业化。一方面，煤矿管理人员要定期举办培训，组织钻探工人、技术人员和公司内部人员进行专业的理论知识，使有关人员与时俱进，及时掌握技术和技术，提高员工的专业化水平；另一方面，要建立一套科学的人员评价体系，定期对关键人员进行专业测评，通过对其进行评价，制定出一套合理的奖励和惩罚机制，以此来激发和激发钻探人员的工作热情，激发员工的潜力，让员工更加的爱好该行业，这样就可以增快行业以及开采的速度以及质量。

3.2引入新型技术及钻探设备

为了提高钻井作业的效率，必须采用新的钻井技术和钻井装备。首先要指出的是，引进新技术和引进钻井设备必须“量力而行”，即要考虑到公司的实际经济状况。其次，在实际钻孔作业中，要依据当地的地质情况，选用最适宜的钻井工艺和钻井设备，以达到预期的目的。此外，采用新技术和钻井设备，必须对钻井基础性能进行全面的检验，以保证钻井作业中设备的稳定运转。另外，在设备运行期间，应加强对设备的观测，及时发现故障并进行维修和检测，不能带着损伤的设备进行作业，这样不仅会对进度产生影响，还可能对操作人员产生安全隐患。

3.3加强必要的监管工作

加强对煤矿钻井行业的监督管理，是保证钻井生产效益的重要一环。要建立一支专业的监管队伍来监控和控制整个工作过程。重点监控的内容包括：煤矿钻井作业人员的施工行为、企业资金设备使用情况、相关人员的责任落实情况，为煤矿企业的钻井作业创造了有利的运行条件。此外，还必须实行严格的奖惩制度，对违反有关法规的行为进行纠正，对有不良行为的处罚，对表现突出的人，要给予物质和经济上的奖励，这样可以激励或者勉励那些员工，让他们对工作更加的热情。

4结语

因此，随着环境保护意识的增强，我国煤矿开采技术也在逐步完善。但不可否认的是，与那些发达国家的技术水平还有很大的差距，所以必须不断的努力，不断的开发更新的、更高效的煤田钻井技术。发展煤炭产业必须坚定不移地遵循可持续发展的方针，对煤炭开采技术进行深入研究，可以帮助我们克服目前煤炭开采技术发展中遇到的问题，开拓煤炭产业发展之路 [3]。

参考文献：

[1]许怡萍.分析煤田钻探工艺及提高钻探效率的方法[J].设备监理,2019(05):63-64.

[2]蒋有才.煤田钻探工艺及提高钻探效率的方法[J].工程技术研究,2019,4(04):233-234.

[3]高兴文,关阔,郭宏伟,赵艳利.浅谈绳索钻探工艺在煤田钻探中的合理应用[J].吉林地质,2019,38(03):96-98.