提吊加浮力塞下管法在大口径瓦斯抽排孔的应用

利用瓦斯抽排孔把井下瓦斯预抽后排到地面,是我国目前煤矿预防瓦斯事故和进行综合利用能源的有效方法之一.通过工程实例,详细介绍了提吊加浮力塞下管技术在大口径瓦斯抽排孔的应用情况和技术措施.     

多工艺钻进技术在塔山煤矿瓦斯抽采钻孔中的应用

大同煤矿集团公司塔山煤矿4号瓦斯抽排孔终孔口径为1200 mm,孔深423.66 m,孔底位移≯2 m。孔径大、钻孔深、精度高是本工程的主要难点。钻进施工中采用了气动潜孔锤、双壁钻杆气举反循环及组合牙轮多级扩孔等多种工艺,提高了钻进效率,保证了孔身质量,取得了良好的经济效益和社会效益。     

煤矿区大口径井二开先导孔下导管钻进技术

煤矿区大口径井施工过程中,基于钻井安全考虑须首先完成一开表土层钻进,但其固井用大口径钢管会造成二开先导孔排渣不利,影响钻进效率。为解决先导孔钻进循环问题,通过理论分析和现场对比试验,提出下导管钻进技术。实践表明,下导管钻进技术对于大口径井二开先导孔钻进具有重要的借鉴意义。      

煤矿瓦斯抽排井施工钻孔与巷道串通的治理及成井技术

介绍了煤矿大直径瓦斯抽排井钻孔施工过程中,施工钻孔与巷道串通事故的处理,以及扩孔钻进成孔、漂浮法安放井管、壁后充填水泥浆固井止水等工艺技术。     

大口径钻孔下管固管工艺探讨

大口径钻孔的工作管下放和固管工艺直接关系到钻孔的成败。以山西某煤矿瓦斯抽采孔为例,详细阐述了大口径钻孔下工作管和固管的过程,以及保证工程质量和施工安全所采取的防范措施。在施工过程中,钻机根据钻塔的承载力、钻机的提升力实际状况,采用串杠法提吊、水泥浮力塞减轻套管质量、井口密封固管的等施工方法,成功的完成了我国煤炭行业迄今为止下工作管质量、直径最大的大口径钻孔工程,工程质量优良,与采用巨型吊车焊箍直接提吊、井口密封固管的施工方法比较,具有经济效益好,施工场地不受限制等优势。为煤矿瓦斯排放、降温、排水等大口径钻孔工程中的施工提供了一种可靠、经济的施工工艺。     

煤矿大口径瓦斯抽排孔施工技术

结合金能二号大口径瓦斯抽排孔的施工实践,总结出大口径瓦斯抽放孔的施工技术：按照先施工小径导向孔,然后分级扩孔的成孔工序,采用轻压吊打防斜,单点测斜,螺杆钻具定向纠斜,确保钻孔偏斜率控制在规定范围以内;上部第四系、新近系黄土及不含大块砾石的松软地层选择刮刀钻头,基岩段及沙砾石地层采用组合式钻头,以提高钻进效率;按每组滚刀15～30kN,每个牙轮10～20kN控制钻压,钻速控制在0．4～0．6m／h;换用小直径牙轮,以减轻钻具振动,采用高粘度、低固相、不分散泥浆体系以保持孔壁稳定;在下管时采用在套管端部割孔穿杠钢丝绳提吊,套管底部加浮箍浮鞋的综合下管法。     

煤矿井下大口径瓦斯抽放孔钻探工艺

大口径瓦斯抽放孔抽放效果已接近高抽巷,而投资却是高抽巷的1/3,且施工简单,周期短。大口径井下钻探设备已具备,结合阳泉矿区的井下条件,探讨了钻头、钻杆的选择,扶正器的使用和钻进参数的选择等大口径钻进工艺问题。      

煤矿井下分段水力压裂梳状定向长钻孔钻进技术研究

随钻测量梳状定向钻进技术目前主要应用于煤矿瓦斯防治、地质异常体探测和探放水等领域。但该技术还未与水力压裂增透强化抽采技术相结合应用于煤层瓦斯防治领域,由于水力压裂增透强化抽采技术对钻孔特殊要求,相应钻探装备、钻孔设计和钻进成孔工艺均需要进行研究突破。本次研究成果融合了井下梳状定向长钻孔瓦斯抽采技术及水力压裂增透强化抽采技术的优点,形成了一套适合分段水力压裂梳状定向钻孔施工设备及工艺流程,能够满足对松软煤层瓦斯远距离与区域增透技术的需求,解决松软煤层透气性差、瓦斯抽采孔成孔性差、抽采距离短、抽采区域小等难题。     

煤矿瓦斯抽放井一次成井工艺及技术效果

煤矿瓦斯抽放井要求垂直精度高、井径大,通常采用常规钻探工艺时,需进行3-4次扩孔才能达到最终孔径,施工时间较长,钻进效率较低。此次在端氏煤矿施工的大口径瓦斯抽放井,采用了的一次成井钻进技术及工艺方法,钻进口径达到φ660mm,选用了江汉735型和715型系列镶齿牙轮钻头,采用塔式加重钻具控制并保证了钻井的重直度,采用密度较大的化学泥浆和保持大泵量排渣,避免了井底牙轮钻头的重复破碎,确保了钻进效果。与传统的扩孔工艺相比,缩短了施工周期,成井质量高,提高了钻进效率,降低了钻进成本。     

煤矿井下碎软煤层瓦斯抽采钻孔钻进工艺

碎软煤层在我国煤矿区分布广泛,具有瓦斯含量高、压力大、渗透率低等特征,在碎软煤层中钻进存在喷孔、塌孔、排渣不畅等问题,导致碎软煤层钻进困难、孔内事故频发,进而影响成孔深度和成孔率,造成瓦斯治理盲区;尤其是随着我国煤矿开采深度的增加,碎软煤层瓦斯抽采孔工作量和成孔难度不断增大。针对碎软煤层瓦斯抽采对钻孔施工需求,研究开发了高转速螺旋钻进工艺、中风压空气钻进工艺、气体定向钻进工艺等实用、经济的碎软煤层高效钻进技术,破解了碎软煤层钻孔排渣护孔、轨迹控制和高效成孔等方面难题,实现了碎软煤层钻孔在服役周期内的长效利用,相关技术在安徽、贵州、山西等地区成功推广应用,达到高效、精准抽采的目的,为矿井安全生产提供了技术保障。     

大直径瓦斯孔穿采空区施工技术

针对大直径钻孔采空区施工技术难题,结合新庄孜矿大直径瓦斯孔工程实例,对大直径钻孔采空区施工工序、成孔技术与下管固井工艺等施工难点进行了分析和探讨,总结了大直径瓦斯孔采空区的重点施工技术。对遇到类似工程的施工单位可供借鉴。     

曹四夭钼矿大口径水文地质孔施工工艺

在曹四夭钼矿3个大口径水文地质孔的施工中,解决了上部大口径施工完成后要变径应用常规岩心钻探正常钻进的问题;大口径施工过程中保证钻孔垂直度的问题;在水文地质孔施工中禁止使用高分子护壁堵漏材料情况下,保证钻孔顺利施工到设计深度的问题等。介绍了针对这些问题的技术措施。     

ZDY12000LD大功率定向钻机装备研发及应用

针对常规定向钻机不能完全满足长距离回采工作面瓦斯预抽钻孔和顶底板岩层大直径钻孔施工需求所存在的主要问题,分析了研制煤矿井下大功率定向钻机装备和配套定向钻进工艺方法的必要性,提出了成套钻机装备钻车和泵车两体式布局及配套复合定向钻进工艺的技术思路,重点解决总体布局及关键部件设计、复合定向钻进用多功能逻辑保护液压系统和大流量泥浆泵车设计等关键技术问题。在煤矿井下实际生产应用中取得了本煤层孔径Φ120 mm深度1 881 m顺层定向长钻孔和孔径Φ153 mm深度1 026 m顶板岩层定向长钻孔的创造性成果,并探讨了ZDY12000LD大功率定向钻机装备在顶板大直径定向长钻孔替代高抽巷和配套无线随钻测量系统技术方面的应用前景。      

新疆吉木萨尔县准页4井钻探施工技术

以新疆吉木萨尔县准页4井钻探工程为背景,从钻井井身结构、钻具组合、泥浆工艺、取心技术措施、井斜控制等方面,简要介绍了页岩气参数井采用石油钻机施工工艺流程。针对施工过程中遇到的大砾径覆盖层钻进、超长裸眼段钻进及钻井漏失等问题,通过采取优化钻具结构、调整泥浆粘切润滑性能、使用桥浆堵漏等技术措施,工程得以顺利完工,各项技术指标满足设计要求。总结了实践经验,可为该区大口径钻井施工提供经验借鉴。     

对深孔大口径取心钻探工艺的一些认识——以WFSD-2号孔0～897.66 m段施工为例

深孔大口径取心钻探,钻孔口径大、地层复杂、钻孔结构复杂、深孔段效率低,钻进工艺尚不成熟,钻探工程难度较大。结合WFSD-2号孔0～897.66 m段施工情况,介绍了施工中存在的主要问题及采取的主要技术措施;对各种施工工艺、技术方法进行了对比分析,提出了建议。     

宁夏羊场湾煤矿复杂地层大口径电缆孔施工技术

结合神华宁煤羊场湾矿电缆钻孔施工实践,总结出宁东煤矿大口径特种钻孔施工的最佳工艺与技术要求,有效预防和处理破碎地层漏失的方法;在大口径钻孔水泥固井工序施工中成功使用了先进的止逆单向阀固井工艺,提出了针对大口径钻孔孔内事故的处理方法,并进行了成功的应用。     

汶川地震断裂带科学钻探项目WFSD-3孔施工技术与体会

WFSD-3孔是汶川地震科学钻探项目的系列钻孔之一,历经2年多的施上,攻克了世界罕见的复杂地层钻进、大直径原状样取心和高地应力下钻孔护壁重重技术难关,圆满完成了施工任务。重点介绍了WFSD-3孔施工技术与经验,并对施工若干技术问题提出探讨与认识。     

井下?550 mm超大直径煤层孔钻进技术装备及工程应用

为提高“U”型通风工作面采空区瓦斯治理效率、降低瓦斯治理成本,提出采用?550 mm 超大直径钻孔替代横川埋管的技术方案进行采空区瓦斯抽采。针对井下超大直径钻孔技术特点及施工中存在的技术难题,研制了一款最大扭矩 15 000 N·m、最大给进力 700 kN、最大行程 1.3 m 的ZDY15000LP 型煤矿用超大直径螺旋钻进钻机,采用主机和泵站分体式布局,并创新设计了主机、泵站、机械臂、动力头等关键零部件;配套开发了?426 mm 大螺旋钻杆和?550 mm 大直径扩孔钻头,开发了基于“先导孔+二次扩孔”的超大直径钻孔成孔工艺,形成了成套的超大直径钻孔施工技术装备。在山西天地煤业有限公司王坡煤矿 3307 工作面进行了工业性试验,共施工大直径瓦斯抽采钻孔17 个,累计进尺 583 m,施工周期 30 d,综合施工效率提高 20%。试验结果表明:钻机输出扭矩大,整体稳定性好,能够实现跨皮带施工以及快速移位等功能,配套钻具性能可靠,钻进工艺可操作性强,能够满足超大直径煤层成孔需求。研究成果为超大直径煤层钻孔施工提供了技术装备支撑,为地质条和开采条件类似矿井瓦斯治理提供了技术经验。      

地面大直径应急救援钻孔成孔工艺设计与分析

地面大直径钻孔可作为井下被困人员的逃生通道,是矿山事故造成人员被困井下时重要的应急救援方案之一。而常规大直径工程孔以泥浆正循环、多级扩孔工艺为主成孔,无法满足救援要求。着眼于大直径孔救援逃生目的,阐明包括精准透巷、优化孔身结构、高效成孔和安全透巷等四项成孔工艺设计原则;以此为指导,针对覆盖层钻进、二开基岩层钻进、下套管及固井具体施工情况,分析了全套管钻进、导向孔下导管钻进及集束式潜孔锤扩孔钻进、浮力法下套管及内插法固井等技术;借用巷道围岩松动圈及塑性区成熟理论,视透巷钻进所破坏的塑性区岩体为潜在垮落体,进行顶板稳定校核,提出了安全透巷距离及位置等关键参数设计选取方法,为地面大直径应急救援钻孔施工提供技术支持。      

浅层气区地质岩心钻探技术综合研究与应用

核电发展需要稳定的铀资源供应,在我国北方油气盆地开展砂岩型铀矿战略选区和调查评价,需要对主要异常和重点地区进行取心钻探工程验证。但钻进地层极松散破碎,取心率低;浅层气发育,井控要求高;大直径扩孔,井斜和携岩困难;极寒冬季施工及环保要求高。通过研究和探索,形成了一套浅层气区极松散破碎地层的绿色综合钻探技术体系及工艺方法,包括单管锥阀取心、环保高粘低失水泥浆、远程井控、钻铤及导向钻具分级扩孔等,为北方砂岩型铀矿找矿突破和资源能源安全保障提供技术支撑,具有示范与推广作用。