Evolution and application of in-seam drilling for gas drainage

The presence of seam gas in the form of methane or carbon dioxide presents a hazard to underground coal mining operations. In-seam drilling has been undertaken for the past three decades for gas drainage to reduce the risk of gas outburst and lower the concentrations of seam gas in the underground ventilation. The drilling practices have reflected the standards of the times and have evolved with the development of technology and equipment and the needs to provide a safe mining environment underground. Early practice was to adapt equipment from other fields, with rotary drilling being the only form of drilling available. This form of drainage allowed various levels of gas drainage coverage but with changing emphasis, research and development within the coal industry has created specific equipment, technology and practices to accurately place in-seam boreholes to provide efficient and effective gas drainage. Research into gas content determination established a standard for the process and safe levels for mining operations to continue. Surveying technology improved from the wire-line, single-shot Eastman survey instruments which was time-dependent on borehole depth to electronic instruments located in the drill string which transmitted accurate survey data to the drilling crew without time delays. This allowed improved directional control and increased drilling rates. Directional drilling technology has now been established as the industry standard to provide effective gas drainage drilling. Exploration was identified as an additional benefit with directional drilling as it has the ability to provide exploration data from long boreholes. The ability of the technology to provide safe and reliable means to investigate the need for inrush protection and water drainage ahead of mining has been established. Directional drilling technology has now been introduced to the Chinese coal industry for gas drainage through a practice of auditing, design, supply, training and ongoing support. Experienced drilling crews can offer site specific gas drainage drilling services utilising the latest equipment and technology.     

科学深钻立轴式钻机机上余尺检测方法研究

立轴式钻机是目前在岩心钻探施工中应用较为广泛的一种钻机,机上余尺的准确、快捷测量对钻探生产意义重大,对立轴式钻机机上余尺的自动快速测量一直是一个难题。作者结合科学钻探项目,提出一种机上余尺的测试方法。该方法充分考虑了钻机钻进过程中的各种状态,并用LABVIEW编写的检测程序对钻机的各种状态做出逻辑判断,能准确自动测量出机上余尺。     

Step change approaches in coal technology and fugitive emissions research

Multi-factor productivity (MFP) in underground coal mining has been on the decline for the last decade. The mining industry requires a viable and sustainable approach to overcome the current downtrend. This is only possible by concurrently focussing on productivity improvement and operating costs reduction, delivered through both incremental and step change technology development. Four technologies are presented in this paper: fibre optic borehole sensing has been demonstrated to reveal detailed information about gas flow influx, water level and borehole blockage events occurring along the length of a surface-to-inseam lateral. Fibre optic gas sensing has also been investigated, and this technology promises a remote, intrinsically safe, distributed solution. Recent developments in continuous water jet drilling technology have demonstrated a step change increase in drilling rates and flexibility for coal seam degassing, applicable in both surface-to-inseam and underground in-seam applications. The application of water jet technology to the cable bolt drilling problem offers potential to address a serious health and safety and productivity issue in the roadway development process.     

40Cr调质钢钻削加工性能的研究

从钻削力、钻削扭矩、刀具耐用度等方面对比了４０Ｃｒ调质钢与４５碳钢、ＱＴ５０—５球墨铸铁的钻削加工性。采用正交回归方法进行试验设计与处理，建立了钻削力、钻削扭矩及刀具耐用度的经验公式，实验结果表明：４０Ｃｒ钢的钻削加工性与４５钢相当，比ＱＴ５０—５的钻削加工性要差     

煤岩坍塌的特殊性及钻井液对策

在煤层气钻井中，煤岩坍塌造成接单根困难，起下钻遇阻遇卡，蹩泵等事故和井下复杂，通过煤岩力学性能测试和结构构造特征分析，分析了煤岩失稳的特殊性及钻井液和其它因素的影响，确定了煤层钻井的钻井技术液技术对策。优选出钻井液体系及配方，应用表明钾铵聚合物钻井液能有效地防止煤岩井壁失稳。     

吐哈盆地沙尔湖地区煤层气钻完井适用技术探讨

在剖析美国圣胡安盆地煤层气空气钻井、裸眼洞穴完井技术及优势的基础上,确定了低煤阶煤层气钻井及裸眼洞穴完井的煤储层条件等,并以吐哈盆地沙尔湖地区低煤阶煤层气为主要研究对象,利用类比法及地质统计法,具体分析了吐哈盆地沙尔湖地区的煤储层厚度、含气量、渗透率、井壁稳定性及储层压力条件等．研究表明,沙尔湖地区煤层厚度大,储层物性好,井壁稳定性好,可采用低成本空气钻井及裸眼完井技术提高钻井效率,保护煤储层,提高煤层气采收率．     

煤田地质钻探深孔施工中黏附卡钻事故的处理技术

以内蒙古自治区鄂托克前旗上海庙矿区鹰骏一号井田ZK1014钻孔施工为例,介绍了在砂岩地层钻探深孔施工中成功处理黏附卡钻事故的技术方法,提出了在砂岩地层中预防黏附卡钻事故发生的措施,对煤田地质钻探超深孔的施工提供参考.     

立井基岩段快速施工途径

宣东二矿主井基岩段采用短段掘砌混合作业方式施工,充分利用机械化配套设施,于1997年10月份创立井基岩段月成井141.0 m纪录.本文对其施工方法和施工经验进行介绍,并探讨了立井基岩段实现优质高效、快速施工的有效途径,为立井基岩段快速施工提供了依据.     

立井基岩段快速施工途径

宣东二矿主井基岩段采用短段掘砌混合作业方式施工,充分利用机械化配套设施,于１９９７年１０月份创立井基岩段月成井１４１０ｍ纪录．本文对其施工方法和施工经验进行介绍,并探讨了立井基岩段实现优质高效、快速施工的有效途径,为立井基岩段快速施工提供了依据．     

自进式水射流钻进技术在煤层气开发中的应用

自进式高压水射流钻进技术是在煤层气勘探井内布置机械或水力扩孔装置,对准选定的煤层进行扩孔后,下入特制的转向工具,在300mm的曲率半径内实现由垂直转向水平进行钻进.自进式钻头由旋转喷嘴、钻屑整合装置及推力提供装置等组成,其带动为其提供高压水动力的特制胶管向前连续钻进.高压水通过高压胶管为自进式钻头提供动力,进行钻进、推动及排渣.该技术可以在同一煤层气勘探井内的不同煤层内完成多个水平钻孔,这些径向水平钻孔可以沟通新的瓦斯流动通道,从而大幅度地提高煤层气产量.     

江汉油田水平井钻井技术的应用与发展

江汉油田通过对水平井钻井工程设计、井眼轨迹控制、钻井液和完井技术的引进和推广应用,形成了适合不同地区、不同油藏类型的水平井钻井技术,取得了显著的经济效益和社会效益。文章在介绍江汉油田水平井钻井技术的推广应用情况的基础上,根据油田勘探开发的需要提出了水平井钻井技术的研究发展方向。     

自进式水射流钻进技术在煤层气开发中的应用

自进式高压水射流钻进技术是在煤层气勘探井内布置机械或水力扩孔装置,对准选定的煤层进行扩孔后,下入特制的转向工具,在300mm的曲率半径内实现由垂直转向水平进行钻进.自进式钻头由旋转喷嘴、钻屑整合装置及推力提供装置等组成,其带动为其提供高压水动力的特制胶管向前连续钻进.高压水通过高压胶管为自进式钻头提供动力,进行钻进、推动及排渣.该技术可以在同一煤层气勘探井内的不同煤层内完成多个水平钻孔,这些径向水平钻孔可以沟通新的瓦斯流动通道,从而大幅度地提高煤层气产量.     

科学深钻岩心钻探钻进参数随钻检测与监控系统的研究

在岩心钻探过程中,对钻探生产过程的多个工作参数进行实时检测和监控是非常重要的.结合深孔岩心钻探项目,研究了配套HXY-9钻探装备的钻进参数检测与监控系统,探讨了各过程参数的检测原理和方法;通过山东莱州4000m深钻现场的初步试验表明,该系统适应性好,功能满足钻探生产的要求.     

微小钻头钻削扭矩极限值的分布规律

首次对微小钻头钻削扭矩极限值的分布规律进行了研究,在本文的试验条件下得到了扭矩极限值服从三参数威布尔分布的结论。由分布函数导出的可靠扭矩函数为实现钻削扭矩的在线监测提供了依据。     

浅水湖泊水上煤田钻探施工关键技术

为了进行浅水湖泊水上煤田地质勘探,研究了相应的水上钻探技术。进行了泥浆污染性试验,测试了泥浆污染指标。施工中采用了封闭的泥浆循环系统,避免了泥浆对湖水的污染;基于勘探区新生界厚度大、地质构造复杂且湖区水位变化大的特点,采用新地层全程下放套管的方案,以保证井下采煤安全;通过探测湖水水位和湖底工程地质条件,进行船舶设计和航道设计,并选择合理的航道疏浚措施;针对因受交通条件限制、工作船不能运抵勘探区的问题,进行现场造船;从沉塔承载力及抗倾覆稳定性二个方面进行水上钻井平台设计。采用以上技术在淮南港河勘探区顺利完成了12个钻孔的施工,工期提前10个月。     

钻井液条件下煤芯煤层气解吸扩散行为及其影响

准确求取钻井液条件下煤芯煤层气逸散量,是确定煤层含气量的关键.基于钻井液条件下煤芯提取过程中煤层气解吸自动模拟实验结果,系统讨论了煤层气压力、提钻速度、煤芯粒度和钻井液密度对解吸扩散行为的影响.结果表明:煤层气压力是决定逸散量的主要内在因素,煤层气压力越大,解吸速率也越大,逸散量也越大;提钻速度是影响逸散量的外在因素,提钻速度越大,逸散量越小,对构造煤影响较小;煤芯中煤颗粒自然粒度影响逸散量,粒度小的逸散量多;提高钻井液密度在一定程度上可以减少逸散量.根据模拟实验数据,拟合得到煤层气压力和逸散量之间的统计关系式.煤芯煤层气扩散解吸是煤层气压力和钻井液柱压力不断寻求平衡的动态过程,因而具有独特的变压解吸行为.     

地震概查在快速找煤中的应用效果

地震概查一般在煤田预测的基础上进行,主要是通过稀疏的地震勘探线控制预测含煤区域,并对工作区有无进一步工作价值作出评价。以内黄隆起区进行地震概查工作为例,论述了地震概查在快速找煤中的应用及效果,在本次概查成果的基础上结合区内以往钻探资料,在较短的时间内实现了豫北地区找煤工作的重大突破,为河南提供了4处大型煤炭开发后备基地。同时,在工作过程中引入了“三边”工作制度及专家监审机制,保证了地震概查在快速找煤中的应用效果。     

钻井工程设计与工艺软件的发展现状

介绍国内外钻井工程设计与工艺软件特点.经过“十一五”科技攻关,国内已经开发出具有自主知识产权的钻井工程设计与工艺软件,初步解决了我国钻井软件长期依赖于国外软件的局面,基本满足国内油田钻井工程设计与施工分析的需要.     

工作面采动应力状态电磁辐射响应规律

通过对梁宝寺煤矿3305采煤工作面与3408掘进工作面电磁辐射监测数据的分析,得到了采掘区域煤岩体内部应力的分布情况和变化规律.划分了采掘工作面高应力危险区域.分析表明,电磁辐射信号可以准确反映煤体内部应力分布情况,并且可以进一步反映工作面前方卸压区与应力集中区的范围.针对高应力危险区域,采用钻屑法与电磁辐射法两种手段进行了监测.并对监测结果进行了分析,结果表明,两种监测手段在反映煤体内部应力集中程度上具有很高的一致性.电磁辐射技术具有监测区域广,连续非接触的优点.而钻屑法则具有在某点处监测精度高的优点.     

合成基钻井液技术研究与应用进展

合成基钻井液同时具有油基钻井液和水基钻井液的良好性能,可用于海洋钻井.无毒、能生物降解、对环境无污染,钻井污水、钻屑和废弃钻井液可向海洋排放;润滑性能良好,滤液亲油,不会对地层产生水敏作用,有利于保护油气层和井壁稳定.在现场应用过程中携砂能力强,润滑性好,且具有良好的储层保护效果,解决了油基钻井液污染环境、影响测井和试...