煤田钻孔技术分析论文

1在第四系上的钻孔

第四系地层的主要组成成分是黄土和砂土，其显著特点是地质比较疏松，对于钻孔工作来说比较容易进行。因此，在设备选用方面选用独轮钻头和三翼合金钻头等无心钻头来实行钻孔工作。这样做的益处是，可以提高钻孔作业的工作效率同时避免了不必要设备磨损。钻进的参数可以采用全面钻进的高压力、中转速、大泵量的模式。但是也不是一成不变，应注意黄土的粘性较大的情况下，在泵量达不到要求是容易糊钻，此时要维持全面钻进的技术参数就要增加泵量，如还是出现问题就需要对钻头进行调整，利用大出刃、大水口的硬质合金肋骨钻头进行钻孔和取样，此时要是泵量不足应控制下钻的压力，否则仍有糊钻的可能性。即所有的参数都应相互配合，维持一定的机械钻速而不会出现糊钻的情况。

2上部砾岩地层

上部砾岩地层的主要组成成分是泥质岩和泥沙岩，一般情况下泥质岩颜色各异在上层，泥沙岩层在下层。此处主要的技术难题在于泥岩钻孔中会出现钻孔直径缩小的现象，另外，在泥沙岩层中两者的交互区域会出现钻孔偏离的现象。针对该岩层的上述特征可以使用三翼DPC钻头对地层进行全方位的进钻方式。此时泥浆比例与防偏斜措施就显得十分重要，如果泥浆配置不合理或者防偏措施不到位，不但会出现缩径且会在泥砂岩互层出现超径、钻孔偏斜的情况，如果采用取芯钻进，还有遇到岩芯水化不易取出的情况。此时应降低泥浆密度和失水量，增加腐植酸钾的用量，以为地层的造浆，所以土粉可以减少，但是为了维持其酸碱性还是应加入烧碱。同时应加重加粗钻具来防止偏孔。操作中不应过快，以常规钻进的速度为基础进行调节。

3砾岩层钻进

砾岩层的主要特点是岩层硬度非常大，同时其岩石各处密度相差很大。砾岩层的特质决定了其钻进难度的增大，所以在钻探工作开展之前要进行充分的钻探试验以选择与之相符合的作业方法和钻探设备。可以利用PDC钻头进行施工，实践证明效率较高，钻头成本也可以承受。泥浆的密度和粘度都不宜过低，漏斗粘度参数为大于22s，密度则应大于1.15g/ml。但是由于砾岩的颗粒体积非常大会导致在排粉工序中出现故障而增大了钻探的难度和工作效率。砾岩层钻进应采用高压低转速和大泵量的技术参数。这一层的也会存在其他地质构造（断层）等，如果遇到较大的断层时就会出现冲洗液流失加剧的情况，造成坍孔埋钻等事故。因此地质部门应在钻进前采集必要的地质信息，以便在实际勘探中采用针对性的措施。如果地质资料显示可能存在较大的断层构造，必须采用有效措施对其进行防范或者弱化。如增加泥浆黏度改变其流变性能，准备各种堵漏的材料，如粘土球、堵漏剂等。

4煤系地层钻进

煤系地层与以上三种地层相比，其钻进难度比较低，孔壁的大小变化不大。此处的钻探核心问题是如何提高岩层中煤心的钻取百分比。从钻探工作的经验看，钻头采用肋骨式PDC钻头与卡簧钻配合取芯，效果非常好。泥浆的密度应保持在较低水平，但应保证钻压与转速、泵量等相互配合。特别是采集煤心的时候如果是比较完整的煤层应利用双管取煤器，且不要一味的采用低压、慢速、小泵量的钻进模式，而应采用常规的钻进参数，只要降低泵量就可以达到要求。但是如果煤层破碎严重甚至是粉状煤则必须利用低速规程进行钻进进行取煤，特别是泵量应尽量小。

5煤系下层钻进

煤系下层的主要成分是石英砂，其显著特点是岩石的胶结性非常好，所以其岩层的硬度大，对于钻孔作业来说不是非常容易。应对这种情况，所选用的作业方式，通常是取心是PDC钻头，缓慢地展开钻进活动，同时地层的变化较快，钻头适应性较窄的情况下施工不易连续完成。所以根据经验采用掏槽式硬质合金钻头，即将肋骨式硬质合金钻具进行改造，增加了四个大角度硬质合金，组成一个新型的合金钻头，并取得了较好的施工效果。如此能够大大增强了钻孔作业的工作的效率，同时也保障了相关工作人员的人身安全。

6结语

煤田产业是我国生产生活的基础性的动力保障，煤田生产作业当中其地质勘探的前期准备工作非常重要，在有效的地质勘探数据信息基础上进行参考，结合钻探采样的实际情况，才能制定科学合理的开采计划，从而保证作业人员的生产安全和煤田企业的经济效益。在这个过程中地质钻探技术是整个过程的核心，针对不同地层的地质特点，采用与之相匹配的钻探技术和钻探设备，能够提高钻探过程的作业效率。这就需要相关工作人员，对煤田区域的地质水文特征有较为全面的了解，同时对不同钻探作业设备的性能有深入的研究，从地质信息和设备信息两个方面综合考量，制定科学合理的钻探方案。

作者：韩克明 单位：黑龙江省煤田地质勘察院