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摘 要随着我国社会主义市场经济的进步和发展,我国煤矿行业也在社会需求的带动下快速发展起来,煤田地质钻探技术也相应的得到了极大提升.近年来,我国社会生产对煤炭的需求量不断增加,煤田的勘探任务也随之增多,这对煤田地质钻探技术提出了更高要求.当前我国常用的煤田地质钻探技术有定向钻进技术、绳索取芯和金刚石钻进技术等.在煤田地质钻探中,不同的钻探需求,需采用不同的地质钻探技术.本文就煤田地质钻探的相关问题做了简要的研究.
关键字煤田；地质钻探；相关问题；钻进工艺；钻进技术
中图分类号TD1文献标识码A文章编号1674-6708（2013）102-0089-02
随着国民经济的快速发展,我国对石油、天然气、煤炭等能源的用量需求越来越大.虽然我国矿产资源的蕴藏量丰富,但是经过多年的无限制开采已然出现疲乏状态.为了解决当前矿产资源紧缺的问题,我国正大力开展深部找矿工作.深部找矿工作比之浅层找矿更具难度,因而在技术的要求上也更加苛刻,对投资需求也更大.煤田地质钻探技术的发展对我国深部找矿工作的开展起到了极大的推动作用,我国必须要处理好与煤田地质钻探相关的各类问题,以此促进我国煤矿开采行业的进一步发展,更好的支持我国经济建设.本文首先对煤田地质钻探技术进行了分析,然后对煤田地质钻进工艺进行了阐述,接着对煤田钻探的定向钻进技术以及钻进中的问题进行了浅析.期望通过本文的分析,能够让读者的对我国煤田地质钻探工作有更加深刻的认识.
1煤田地质钻探技术
在上世纪60年代左右,煤田地质钻探主要使用的技术有钢粒钻进技术、合金钻进技术以及铁砂钻进技术,这些钻进技术的钻进效率低,若是遇到硬质岩层,其钻进速度会受到极大的限制.我国现今主要将金刚石钻进技术与绳索取芯钻进技术相结合,有效的解决了取芯率低、钻进效率低等问题,这对经济效益的提升起到了极大的促进作用.
2煤田地质钻进工艺
在煤田地质钻探中,常会遇到各种影响钻进效率的实际问题.为了解决各类实际问题,必须要因地制宜发展各种钻进工艺.较常用的钻进工艺主要有以下几点.
2.1空气泡沫钻进工艺
在干旱缺水地区进行煤田地质钻探施工中,当遇到老窟窿、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.
2.2液动冲击回转钻进工艺
当在煤田地质深层钻探施工中遇到强研磨性坚硬岩石时,可使用液动冲击回转钻进工艺.该工艺与钢粒钻进以及单纯的回转钻进工艺相比而言,在钻进速度以及降低孔斜率方面更具优势.
2.3潜孔锤反循环钻进工艺
潜孔反循环钻进工艺也是煤田地质钻探中较常用的钻进技术之一,该工艺在高水柱大背压的情况下,虽然设备性能会受到一定程度的影响,且孔深超过0.3km以后钻井效率的提升并不大,但是在浅孔钻探中的钻进效率却十分明显.
2.4定向钻进技术
当煤田地质钻探处于地质构造极为复杂的地区时,一般的钻进方法无法再满足钻进需求,此时可使用定向钻进技术.该技术主常用的造斜机具主要包括连续造斜器以及螺杆定向.定向钻进技术的应用,能够有效的解决在陡直地层找矿中遇到的各类技术难题,且中靶率极高,能够很好的满足地质钻探需求.
经过上文的分析可知,在煤田地质钻探中,确保中靶率是钻探工作的主要目标,在保证中靶率的同时还要确保不能将煤层打丢.要实现这一目标,定向钻进技术是最好的选择.在利用定向钻进技术时,再结合绳索取芯和金刚石钻进技术,还可以保证良好的岩芯采取率.
3煤田钻探的定向钻进技术以及钻进问题
3.1煤田地质钻孔的设计
1）地层地质条件
（1）一般来说,要想明确了解矿井的地层构造、地质条件等情况,必须在钻孔设计时,对断层的参数和性质进行仔细的分析和研究,并对在钻探过程中可能会遇到的问题以及问题的处理方法进行明确；
（2）若是尚不明确煤层的地质条件,断不可冒然钻进,否则会对煤层造成损坏.此时,只能先进行试钻,在试钻的过程中总结出相应的钻进参数,并对可能遇到的钻进问题进行预测,并随时做好处理准备,尽最大可能将钻探事故率降到最低.
2）钻具级配条件
在煤田地质钻探中,常用到的钻具主要有以下几种：
（1）螺旋钻杆；
（2）使用垫叉式钻杆,并在前保直端外加专用钻铤或是扶正器等；
（3）使用外平钻杆,并在前保直端外加专用钻铤或扶正器.
在煤田地质钻探中,使用钻具时必须要重视以下几个方面的问题：
（1）在煤系地层极为复杂的情况下进行钻进工作,要力求将钻具级配设计得更为简单,如无必要,尽量少在孔内放置附属器具；
（2）若要在钻进过程中满足保直钻进的要求,就要保证钻孔间隙应尽量使用最小值.
3.2煤田地质钻进工艺的参数设计
钻进工艺参数主要有三个,即转速（n）、泵量（Q）以及钻压（P）.这三者之间相互联系,又相互影响.关于转速、泵量、钻压三者之间的配合原则有以下3种：
1）若岩石的研磨性较小,比较容易切入时,要做好排粉工作,以保证钻头的使用寿命.鉴于此种情况,可采用低钻压、高转速、大泵量参数配合原则；
2）若岩石的研磨性较大,此时可采用中泵量、大钻压、较低转速的参数配合原则,以防止切削机具过早被磨钝；
3）若岩石的研磨性处于中等,则转速、泵量、钻压的参数配合原则也宜采用上述两种情况的中间值.
3.3钻进中遇到的问题
不同煤田,其地质条件的复杂性也不完全相同,因此在钻进过程中也会遇到各种不同问题.比如煤炭突出、卡钻、缩径、钻渣堵钻、埋钻等.对于不同的孔内事故,要根据具体情况采取不同的处理措施.鉴于不同矿区地质条件的差异性极大,在钻孔设计时,必须要考虑事故出现的主要原因,并采取相应的措施防止事故的出现,在事故出现时要对其进行及时处理.
4结论
通过本文的分析可知,定向钻进技术的中靶率极高,能够满足当前大部分煤田地质钻探的需求.再充分结合绳索取芯和金刚石钻进技术,可以大大提高岩芯采取率.由此可见,在煤田地质钻探中,充分结合多种钻进工艺,能够极大的提高煤田地质的钻探效率.因此,我国必须要重视对多种钻进工艺的综合利用.