探析煤田钻探工艺及其钻探效率的提升策略.pdf
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1、探析煤田钻探工艺及其钻探效率的提升策略宋百灵(内蒙古煤炭地质勘查【集团】一零九有限公司,内蒙古呼伦贝尔0 2 10 0 8)摘要:在煤田生产实践中,采掘严重限制了开发利用。所以要以煤田开发为核心,制定合理的地质钻探规划,提高开发效率。煤田地质钻探技术包含回转、空气洗井、冲击回转、金刚石、反循环等多种类型,可根据地质钻探条件选用合适的技术,使钻井效益得到显著提升。本文从煤田钻井技术分析入手,归纳了钻井基础技术特征,了解了存在的问题,提出对策,此外,本文提出了节能措施,首先,分析现有的钻探工艺,明确存在的问题;其次,结合煤田钻探的实际情况,,探讨提高煤田钻探效率的策略,包括优化钻探设备、改进钻探工
2、艺、优化钻探作业流程;最后,进行归纳总结。关键词:煤田钻探;钻井技术;提高效益中图分类号:F406.3;TD82煤是我国工业原材料。我国拥有大量煤炭,为经济与社会发展作出了巨大贡献。煤田是国家重点产业之一。近年来,经济和社会的发展使得人民生活质量越来越好,对煤的需求呈几何倍数增长。在此背景下,应加强煤田钻探开发,为国家发展和人民的生活生产提供帮助。目前,国内煤田钻探仍存在许多问题,已经严重制约了煤田钻探效益。为此,必须深化对煤田钻井技术的认识。根据矿区条件,对煤田钻孔技术简单阐述。在新的发展阶段,煤田钻井技术是煤田地质勘查的关键环节,煤田钻井技术、煤层钻井技术不断完善,为安全生产提供了重要保障
3、。1煤田钻井作业对作业效能的影响地理和地层情况是影响钻井作业的主要因素,中国幅员辽阔,岩层会受到风化、水蚀和各种复杂地质结构影响。在此地质环境下开展钻井,必然会遇到很大困难。首先,钻井时必须保证钻井液在循环过程中不会出现漏失,所以要采取隔断措施。单纯提升钻井深度不是最佳对策,还要将并眼深浅计算成为一个系统,否则容易造成堵塞,还会损失大量冲洗水,经济效益造成很大冲击。受到地质环境的限制,一旦遇到缺水、打并等突发事件,会对钻井作业造成一定影响。另外,在煤田钻探过程中会遇到洞穴和地质钻探空区,也会流失大量的清洗液体,出现倒灌,所以要对井筒进行保护,防止渗漏。钻机质量对工作效率有直接性影响。以TK型钻
4、机为例,该钻机零件质量不稳定性,相较于TXB型钻机,TK型钻机更易出现损坏,且设备运行期相对较短。据不完全统计报告显示,TK型钻机出现作业事故的可能性在2.6%左右,和TXB型钻机的0.2%相比存在较22文献标识码:B文章编号:10 0 8-0 155(2 0 2 3)10-0 0 2 2-0 3大差距。所以我国现阶段十分重视改进TK型钻机设备质量,针对性改进钻探工作质量。另外钻井能力也会对作业效能产生明显的影响。钻井能力通常体现在钻井设备的钻深水平,一般可以结合钻机额定功率大小评估其钻深深度。提高钻机钻井能力,促进其速度、重量、功率进一步提升尤为关键。结合单绳卷筒提升速度要求,在相同工作条件
5、下,TXB型钻机通常在速度和提升能力方面远超TK型钻机。2煤田钻井工艺浅析2.1通用旋转工艺第一,在煤田钻井过程中,往往选用大泵量保证钻孔排粉量,这可以提高钻井效率,但泵量太大可能会导致孔壁在短期内无法经受巨大压力而崩塌,所以在采用常规旋转技术时,必须对泵量参数进行严格控制,保证钻井平稳推进,提升钻井效率。第二,在钻井施工前,施工单位要做好准备工作,对地质资料进行详细调查,结合现场条件,选用合适的钻具和井径,安装钻压表进行多次实验,得到合适的钻进压力。第三,对钻孔深度较大的钻孔,钻机重量较大,要承担的载荷较为繁杂,过量的外力又会增大钻机能耗,降低钻具转速,进一步降低钻机工作效率。对于深度较小的
6、钻孔,可以选用更高转速的钻机进行钻进。第四,在地层完整的条件下,可以使用高速旋转的钻机进行钻进;在某些岩体破碎的条件下,工作人员可以将钻井机械的旋转速度控制在合适的范围内,以免引起钻机的剧烈晃动。第五,对构造简单、裂隙较少的矿山,高速钻进是可行的方式;但对具有复杂地质条件的煤田,低速钻进才能最大程度保证稳定2 。2.2风吹洗井法所谓气洗,是将一定的压缩气体加入清洁溶液,经过适当的搅拌形成洗并需要的媒介,并在钻并工程中进行适当处理。该技术具有很好的适应性,经常用于地质条件较差的地区,特别是在缺水地区可以得到更好的应用。可根据不同的洗井方式将风吹洗井法分为泡沫洗井法、雾化洗井法,各种洗井工艺各有优
7、缺点,工作人员可以根据煤田钻探状况,采取合适的洗井工艺,提高钻探效益。2.3冲击式旋转工艺冲击旋转法包括冲击法和旋转法,工人往往会在底部设置震击机,利用旋转力矩和轴向力对钻具施加推力。冲击旋转技术于19 世纪早期被发明,能明显提高钻井旋转速度,减少井眼变形和弯矩,节约钻井费用,所以被沿用至今。另外,冲击器可以根据频率被分为高频冲击器和低冲击器,高频冲击器适合40 Hz以上的钻井,而频冲击器适合40 Hz以下的钻井,冲击器的作用特点各不相同,可以根据钻井需要和周围的地质条件,选用合适的冲击器。2.4金刚石钻井技术在煤田钻井中,金刚石钻井技术是常规钻井技术,采用金刚石材质制造钻具,在钻孔底部采用更
8、换钻头的方法进行钻孔。金刚石硬度、抗压性和耐磨性能较好,可以用其对结构较硬的岩层进行钻孔,进而大大提高钻井效率。当前,常用的以金刚石为原料的钻头有单管钻头、取芯钻头、非取芯钻头、扩孔钻头等。双管钻头、套管钻头、锥形钻头也可以分为平地形、梯形、锯齿形,要根据已钻探煤田以往的钻孔资料,选用不同的钻头。在采用该技术时,必须保证钻具能承受的最大压力高于实际承受的压力,确保钻井工作稳定,防止钻并失效(3。2.5反向循环法在钻井过程中,反循环技术起到了很大作用,它由操作工人合理利用清洗剂,实现在井筒间的环状空间流动。该方法通常分为以下两种:一是泵式反循环法,作用是利用大气压将循环水从井筒送人煤田,流人矿坑
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