浅谈深井钻探施工技术在煤田勘查中的应用

【摘要】：深井钻探技术是各国开采石油、天然气、煤田等这些重要能源的基本手段。随着我国经济建设的高速发展，能源储备不足的情况已日益突出，随着采矿技术的不断发展，以及煤炭资源的日趋紧张，煤田勘查也不断的往更深层次发展。我队在豫东柘城县胡襄矿区的勘查中大多都采用深井钻探技术，结合胡襄矿区的特点谈深井钻探在煤田勘查中的应用效果以及应注意的问题。

【关键词】：深井钻探 ； 煤田勘查；施工技术；应用效果

Abstract: The deep well drilling technology is the basic means of national exploitation of petroleum, natural gas, coal field energy. With the rapid development of China's economic construction, lack of energy reserves has become increasingly prominent, with the continuous development of mining technology, and the coal resources in the increasingly tense coalfield exploration also go deeper. Our team mostly in Yudong Zhecheng Hu-hsiang mine exploration deep drilling technology combined with the characteristics of the Hu-hsiang mining area， this paper to talk about deep drilling in the coalfield exploration and should pay attention to the problem.Key words: deep drilling; coalfield exploration; construction technology; application effect

中图分类号：D918.4 文献标识码：A 文章编号：

深井钻探技术是各国开采石油、天然气、煤田等这些重要能源的基本手段。在煤田勘查中，深井钻探主要用于对地层深处的煤炭资源进行钻探，或者是为煤田地质进行标准地层的钻探。随着我国经济建设的高速发展，能源储备不足的情况已日益突出。为此，我队组织专家对以往资料重新认识、认真分析，提出商丘睢阳区与柘城交界区域是前景相对较好的地区，我们应用新的找矿理论、找矿预测评价方法以及先进的技术手段，对柘城县胡襄等煤矿预查区进行系统全面的资源潜力调查预测评价。

柘城县胡襄煤矿项目成立以后，我队地质技术人员采用三维地震、钻探和测井及采样化验相结合的方法，组织钻机施工钻孔累计进尺近25000米，探获普查煤炭资源量25亿吨以上，深井钻探技术在煤田勘查中发挥着重要作用。

关于深井钻探技术

深井钻探技术是验证地下信息的推断、取得地下实物资料、圈定矿体、计算储量的重要技术手段，是取得重大成果的重要技术支撑。近年来，世界对金属和矿物的需求不断增加，世界固体矿产勘查采矿投资业逐年增加，使得勘查技术也得到了平稳发展。

近年来，深井钻探技术并没有根本性的突破和发展，仍以小口径金刚石绳索取芯钻探技术为主。目前，一些发达国家所采用的岩心钻探方法主要有三牙轮钻进、金刚石回转钻进以及气动潜孔锤钻进，使用较多的取芯方法是反循环取芯及绳索取芯。钻机的深能力有很大的提高，钻机都为全液压动力头长行程的跟进。我国的深井钻探技术与装备水平和国外相比还存在着较大的差距，但近年来也得到了长远发展。国家重大科学工程项目“中国大陆科学钻探工程”5158米“科钻一井”的实施，取得了很大的钻井成果，形成了具有先进水平的硬岩深井科学钻探技术，包括扩孔钻进技术、泥浆技术、井斜控制技术和硬岩深井取芯钻进技术。研制的螺杆马达+液动锤+金刚石取芯钻进系统，具有优质、高效、经济安全的施工效果，大大的提高了取芯钻探技术。

⒉煤田勘查所采用的主要机具以及工艺方法

近年来，随着矿区煤炭资源的开采深度不断增加，的深部资源勘查项目也随之相应增多，深井钻探成为煤田勘查中不可或缺的勘察手段，它一般都面临着井漏、地层复杂、生产周期长以及容易发生井壁垮塌等问题。因此，在面对深井施工工期长、工序多等勘查问题时，应当根据区块的特点制定不同的施工方案，实验深部底层优选钻头及深井抗高温钻井液应用等技术。

2.1、主要的设备以及功能

2.1.1主要的设备包括：

① 钻机：现阶段我国煤田勘查使用的岩心钻机主要有立轴式岩心钻机和液压立轴式岩心钻机。立轴式岩芯钻机的代表机型为XB1000、XY-4等机种，液压立轴式岩心钻机的代表机型为TK系列、XY系列。

钻塔：较常用的钻塔是A型人字钢结构钻塔和横截面为正方形的四角钢结构钻塔。

图1：人字钢结构钻塔 图2：四角钢结构钻塔

泥浆泵：现阶段使用的泥浆泵主要有两类：三缸变量泵及双杠往复泵。

动力：钻机与泥浆泵配套动力主要分为电动机动力和柴油机动力两类。

2.1.2主要的工艺方法：

⑴ 钻进工艺：金刚石绳索取心钻进；金刚石无心和提钻取心钻进。

⑵ 常用钻具：50毫米钻杆，68毫米钻铤，S75、S95绳索取心钻具，89至168毫米岩心管。

常用钻孔的孔径：95至168毫米。

2.2选配的新型的主要机具

1、钻机：选用石家庄煤矿机械有限责任公司生产的HTJ2000地质钻机，它具有扭矩较大、转速范围较大、提升能力较大等特点，还能够实现液压称重和加减压钻进，能够准确的控制孔底压力。它的液压卡盘设计和立轴通径设计适应了空气反循环钻进的要求，它可以通过前后移车使回转器让开井口，为起下钻具以及进行绳索取心作业提供方便。

2、钻塔：选配高27米的AS27-50-A型人字塔，最大有效负荷为500kN，安装和起落安全可靠方便快捷。

3、泥浆泵：选配石家庄煤矿机械有限责任公司生产的3NBB260～35/10～7-45 煤矿用泥浆泵。

4、动力：搭架并入工业电网或选配6135AN/150P柴油机作为动力。

⒊深井钻探在柘城胡襄煤矿勘查中的应用、效果及注意事项

在对柘城胡襄煤矿的普查工作中，针对煤矿地质构造复杂、施工井深、下部地层压力系数高，容易漏喷等复杂的情况，我队把提高钻井速度、控制复杂事故、保证工程质量作为煤田普查工作的重中之重，集中优良的钻井装备服务于煤田勘查开发。

柘城胡襄煤矿煤层厚度约为4米，含煤面积360平方千米，矿区内地质条件比较稳定，下部多为砂岩和泥岩。其中砂岩硬度较高，可钻性在7级以上，钻进效率较低，在施工中容易造成钻孔弯曲。因此，要想顺利完成施工任务，就要尽可能的解决所存在的技术难题。

3.1控制钻孔的垂直度