套管钻进技术在煤矿复杂地层中的应用探讨

我国的地质条件和煤层特征差异大,复杂地层中构造煤发育,瓦斯含量高,地应力大,煤层破碎松软,易发生塑性流变。采用套管钻进技术替代传统的常规钻杆进行钻孔瓦斯抽采,可提高工作效率,防止卡钻、塌孔等事故的发生,提高瓦斯抽采的效率,并可以不起钻取出钻头等孔底钻具组合下筛管,解决在井下复杂地层中钻孔瓦斯抽采的难题。介绍了套管强度及孔底组合钻具结构,探讨了套管钻进技术在煤矿复杂地层中的应用前景。     

煤矿井下复杂岩层跟管定向钻进技术研究

为了解决煤矿井下复杂岩层破碎定向钻进出现孔壁坍塌而成孔难题,创新发明出复杂岩层跟管定向钻进技术护住复杂破碎孔段。该技术先采用中心定向钻具外跟套管穿过复杂地层,然后提出中心定向钻具利用外部套管护住复杂岩层孔段,最后在外部套管内下入下一级定向钻具施工。本文通过开展跟管定向钻具设计、跟管定向钻进工艺研究,并将该技术应用于淮北某矿高位定向钻孔试验。试验中该技术成功护住了由2层煤线、1层泥岩组成的103.5 m复杂岩层孔段,最终定向钻进成孔孔深530 m。试验表明,本技术可有效护住复杂地层孔段,提高复杂岩层定向钻孔深度和保护抽采通道。     

跟管钻进下套管技术在大洋钻探中的应用

大洋钻探通常采用无隔水管开路钻进,在松散破碎地层常因孔壁失稳导致孔内事故,最理想的护壁方式是下套管将不稳定地层封隔开。传统下套管方法程序复杂,作业时间长,易发生缩径、塌孔,套管不能顺利下入到预定位置,施工风险大、成本高。本文介绍了一种跟管钻进下套管技术,利用套管下扩孔器、井下动力钻具、套管送入工具等配套设备,实现钻进和下套管工序"合二为一",简化了施工程序,可显著节省施工时间,解决了深海无隔水管钻进复杂地层下套管作业困难、施工风险大、成本高等技术难题,为实现海洋深部钻探取心目标提供了技术支持。     

郑州煤矿区井下水文观测孔施工技术

郑州地区煤矿水文观测孔以前均在地面施工,由于施工和维护成本较高,近年来逐渐推广在井下施工。2013年国家煤矿安全监察局将《高压水探放技术与装备》列入《水害防治关键技术与装备研究课题》。随着井下钻探技术和装备日趋成熟,特别是井下专用探放水钻机、孔口防喷装置、松软破碎地层跟管钻进技术、硬岩层高效定向钻进技术等方面的难题相继被攻克,煤矿井下钻探已实现了安全型作业。针对井下钻探施工的特殊性,主要从水文观测孔施工难点和解决方法进行了详细阐述,包括设备选型、钻孔定位、破碎地层潜孔锤跟管钻进、固井和井控防喷以及成孔后酸化洗井等方面。     

冲击跟管钻进松散破碎层技术分析

在松散破碎的复杂地层中钻进时，常因孔壁不稳定而导致各种孔内事故发生(如坍塌、埋钻、卡钻等事故)。目前解决这类事故发生的主要技术手段就是：跟管钻进，即在钻进的同时实现套管跟进护壁，确保快速、安全、经济地钻进至设计层位或深度，完成工程内容。     

贵州省旦坪铝土矿钻探施工工艺

贵州正安旦坪铝土矿项目地层岩石破碎,岩溶发育,钻探施工中遇掉块卡钻、套管难以起拔以及溶洞发育等难题。通过优化钻孔结构、合理选择钻进参数,采用跟管钻进配合绳索取心工艺,有效解决了溶洞堆积层的护壁难题,大大提高了溶塌堆积层成孔率。采用聚合物凝胶护壁堵漏减少了破碎地层掉块卡钻事故的发生。反丝套管的使用,减轻了坍塌地层丢套管的风险,提高了钻进效率,节约了钻探成本。采用长套管穿越溶洞,降低了报废工作量,提高了工作进度。物探瞬变电磁法的应用查明了岩溶的空间分布情况,降低了钻遇大溶洞的风险。通过一系列技术措施的实施,如期完成了目标任务。本文对该矿区的施工经验进行了总结,以期为同类钻探施工起到借鉴作用。     

煤矿井下近水平钻孔大直径套管长距离下放技术

孔口套管封孔是后续钻孔施工与安全保障的基础,大直径套管通过能力、套管孔段轨迹偏斜控制和钻孔排渣效果是影响煤矿井下近水平钻孔大直径套管长距离下放成功的关键。为了提高套管近水平长距离下的成功率,建立了大直径套管刚性模型和弹性模型,获得了煤矿井下常用Φ178 mm、Φ146 mm和Φ127 mm套管在弯曲钻孔的通过能力数据;分析了近水平大直径套管孔段排渣困难与易发生偏斜的原因,提出采用大直径螺旋钻杆与内凹式PDC钻头进行保直钻进和高效排渣的技术方案,开发了相关钻具,制定了钻具组合,并分析了保直钻进和高效排渣机理。在赵固一矿进行了现场试验,完成3个钻孔施工,与常规工艺相比,套管孔段施工时间由110班次缩短至21班次,轨迹偏斜仅为0.042°/m,套孔下放成功率达到100%,有效解决了大直径套管近水平长距离下放难题。     

复杂地层金刚石取心跟管钻进技术

介绍了一种冲击式取心跟管钻进技术.采用组合钻具进行跟管钻进,通过随钻跟入的套管保护孔壁,解决因钻孔垮塌导致钻探效率和岩心采取率低等技术难题.组合钻具由扩孔张敛式跟管钻具、液动冲击器和取心工具3部分组成,适用于长孔段复杂地层岩心钻探.     

煤层底板超前注浆加固定向钻孔钻进技术

为提高煤矿井下煤层底板钻孔注浆加固效果,提出了采用井下随钻测量定向钻进技术施工底板注浆加固钻孔的工艺方法,对套管钻进、回转造斜钻进、定向造斜钻进及透孔钻进工艺技术及配套钻具进行了系统研究,设计了钻进工艺流程。赵固一矿现场试验结果表明,定向钻孔能实现煤层底板的超前治理,且单孔注浆量大幅提高,底板加固效果显著。     

综合钻探技术在庞庄煤矿塌陷区的应用

针对庞庄煤矿塌陷区复杂地层问题,采用三方面综合钻探技术予以解决:在沉降带、裂隙带采用双聚泥浆作为冲洗液进行钻进;在裂隙带用水泥浆封堵来稳固孔壁;在冒落带用捞砂管、钢丝钻头捞取岩粉及掉块,然后下入护壁管隔开破碎地层及冒落带。通过综合钻探技术的应用,顺利解决了庞庄煤矿塌陷区复杂地层问题,取得了较好的效果。     

全套管旋挖钻进技术及其应用

介绍了全套管旋挖钻进技术应用范围,并论述了几种不同形式的旋挖全套管钻进用设备及工法、套管的结构性能以及其相应的施工工艺。     

空气跟管钻进在南苏丹供水井流沙层中的应用实践

在南苏丹供水井钻探施工过程中,遇特别松散的流沙层,常规的泥浆护壁钻进难以成孔。简要介绍了在南苏丹供水井施工现场制作简易同步回转拨杠实现空气跟管钻进的基本原理与工作程序,有效地解决了流沙层的钻进成孔问题。并针对这一技术应用过程中存在的问题,提出了改进建议。     

气动注浆泵在钻探施工中的应用

止水套管固结是煤矿深井水文钻探施工中,重要的环节之一,止水套管的固结质量直接影响着钻孔施工进度及安全,良庄矿业为确保钻孔施工安全,在总结以往施工经验的同时,积极引进先进科技、先进设备,满足了深井水文钻孔施工止水套管固结要求,降低了劳动强度,同时对特殊条件下注浆固结套管也起到了积极的作用。     

气动潜孔锤双冲击跟管钻进技术

为了解决潜孔锤跟管钻进过程中经常发生的套管断裂问题以及增加套管跟管深度,采用了潜孔锤双冲击跟管钻进技术,设计了套管振击器,在钻进过程中对套管顶端施加外部作用力。通过计算套管振击器产生作用力的大小和分析套管跟管最大深度的影响因素,验证了振击器产生的冲击力能够使套管顺利跟进,解决了套管断裂及跟管深度过低的问题。     

套管开窗侧钻工艺研究

套管开窗侧钻是提高老油田原油产能的一项有效措施，它能够节约钻井投资和地面建设投资。套管开窗侧钻广泛应用于油田的大修、处理套管损坏的井和油田中后期的挖潜增效。主要针对套管开窗侧钻工艺进行了系统全面的研究总结，得到了一些有用的结论。     

套管磁性对井眼井斜和方位的影响规律初探

通过对使用无磁钻铤、常规钻铤和多点测量仪所测得的下套管后井眼井斜和方位变化规律的分析，得出一些有价值的结论，对于修井及套管开窗侧钻具有重要的指导意义。     

反井施工技术在处理钻孔穿越坑道中的应用

在危机矿山深部探矿钻探施工中,钻孔难免会遇到采掘或废弃的坑道,给钻孔的正常施工带来了诸多困难。遇此情况后,采用反井施工技术,对钻孔进行反拉扩孔实施套管隔离,会收到良好的效果。为此目的,设计了反拉扩孔钻具、解决了高泵压下循环介质的密封问题。实现了钻孔快捷、经济的一次穿越坑道,达到了地质设计的目的。     

气动或液动冲击回转双管正循环钻进工艺及MD-100型锚固工程钻机

针对岩土锚固成孔的难题,提出适合复杂地层锚固钻进的新工艺"双管钻进”工艺,并结合新工艺应用,研制了新型锚固工程钻机.详细介绍了"双管钻进”方法和钻机情况.     

定向钻孔孔口段成孔技术在阳泉矿区的应用

针对在煤矿井下长钻孔施工过程中,对定向钻孔孔口段的施工不够重视,尤其对超深套管(≥100 m)的安设,往往因孔口段钻孔轨迹偏移或套管脱扣等原因导致套管下不到位,造成钻孔报废、工期延长或材料浪费的情况,通过分析孔口段常见事故原因,提出了优化后的一整套先导孔及扩孔钻具保直成孔技术,解决了孔口段成孔技术问题。根据阳泉矿区工程实践应用证明,优化后的工艺应用效果良好且经济实用。     

国标《地质岩心钻探钻具》中的钻杆、套管技术要求制修定和贯标情况刍议

对国家标准《地质岩心钻探钻具(GB/T 16950—2014)》中的钻杆、套管等相关技术规定和制修订依据进行了总结,对该标准实施后的企业采标(贯标)情况进行了调研分析,以期引起钻探同行持续关注,推动钻具标准宣贯工作。