洗井技术原理研究及其在超深水文孔中的联合应用

焦作马厂煤详查区水文钻孔抽水层位深度1 060~1 290 m,单一洗井方法不能满足超深水文钻孔充分可靠的洗井要求。深入了解每种洗井方法的特性,组合利用才能达到较好的洗井效果。针对不同含水层采用不同的洗井方法组合:砂岩裂隙含水层采用焦磷酸钠浸泡+高压射流+抽水洗井+CO₂洗井;灰岩岩溶裂隙含水层采用焦磷酸钠浸泡+高压射流+抽水洗井+盐酸+CO₂洗井,并严格按照联合洗井试验顺序。经联合洗井后,钻孔涌水量增加20%~200%,收到良好的洗井效果。     

超致密砂岩测井评价

在明确广义上的储层概念后,对比性地概括了超致密砂岩的定义,给出其定量的物性上线,并根据川西须家河组的超致密砂岩层段的特征研究给出了该地区超致密砂岩的岩性、物性与电性特征。利用测井曲线、成像测井资料,通过建立模型得到裂缝识别方法;通过岩心铸体薄片、岩心孔渗异常关系曲线和试井分析渗透率与岩心分析或测井解释渗透率的关系异常,得到识别超致密砂岩气的其他证据方法,从而完成超致密砂岩气层测井评价。     

基于超声波检测的岩体裂隙及注浆影响的试验研究

基于超声波检测速度快、对试样尺寸和形状要求低并且可以反映岩石强度的特点,通过室内试验模拟岩体裂隙及注浆过程,应用超声波检测技术测定岩体在不同裂隙宽度下声波传播速度,并对比分析了岩体注浆前后、干式状态及湿式状态的波速变化规律。结果表明:不同岩性的岩石波速差异较大,同一岩性的岩石,其波速也不尽相同,灰岩中波速相对最高,其次是砂岩,泥岩中波速相对最低;各类岩性的岩石纵波波速均随着裂隙宽度的增大而减小;在同一裂隙宽度下,随着含水量增加,波速增大;注浆后与未注浆时相比,波速也明显增大。通过本试验不仅认识了岩体裂隙及注浆的波速变化规律,同时试验也证实了利用超声波测试岩石内部声波速度是评价裂隙岩体注浆加固效果的一种有效手段。     

砂岩微观孔隙结构类型及其对含水层富水性的影响——以柠条塔井田为例

砂岩的微观孔隙结构特征决定了砂岩含水层的富水性、渗透性,砂岩含水层富水性预测是矿井防治水必须首先研究与解决的重要问题。以陕北侏罗纪煤田柠条塔煤矿为例,分别采集直罗组3块、延安组4块不同岩性典型砂岩样品,通过运用普通薄片、铸体薄片、高压压汞、核磁共振等实验测试技术,结合Matlab图像分析功能,研究了不同时代地层、不同岩性砂岩微观孔隙特征,联合高压压汞与核磁共振法获得孔喉半径分布,综合砂岩微观孔隙结构测试结果,将孔隙结构按照孔喉大小、分布及连通性的好坏依次划分为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ3种类型,对比钻孔抽水试验成果的钻孔单位涌水量,分析了砂岩微观孔隙结构与富水性之间存在的关系。研究结果表明:Ⅰ类孔隙结构较Ⅱ,Ⅲ类孔隙结构的粗粒与中粒砂岩比例高、排驱压力小、T₂谱主峰的位置靠后;高压压汞与核磁共振所得孔隙半径分布基本一致;相同地层时代相同岩性条件下,风化程度越强,富水性越强;相同地层时代不同岩性条件下,粗、中粒砂岩较粉砂岩富水性强;不同地层时代相同岩性条件下,直罗组微观孔隙结构较好的Ⅰ类孔隙结构富水性强于延安组微观孔隙结构较差的Ⅱ类孔隙结构。     

哈萨克斯坦地浸钻孔工程与资源评价相关技术

介绍了哈萨克斯坦砂岩型铀矿床的储量计算指标、地浸钻孔结构及施工工艺、洗井、地球物理测井等钻孔工程与资源评价相关技术。同时,从水文地质学角度剖析了提高钻孔涌水量所能采取的技术措施。     

空化射流洗井方法在地浸采铀中的应用

介绍地浸采铀中钻孔清洗方法,重点介绍空化射流洗井新方法及其在哈萨克斯坦某矿床地浸采铀中的应用。与传统洗井方法相比,空化射流洗井法具有降低成本、减轻劳动强度、提高钻孔抽注液量等优点。     

煤岩特性对超声波速影响的试验研究

超声波测试技术广泛应用材料内部缺陷与表面裂缝检测和描述,然而其声学参数同煤岩物理特性与结构特征的关系,成为该技术在地下采矿工程中应用的瓶颈问题之一。在大同煤矿集团塔山矿8212工作面采集煤块及顶板岩芯,采用美国Tektronix公司生产的超声波仪,开展不同层理方向煤岩及不同岩性岩石的超声波室内测试试验,并结合CT扫描、磨片分析等微观测试手段和覆压渗透试验获得煤岩内部物质含量组成形态及渗透特性,系统研究密度、层理方向、孔隙度、渗透率、矿物颗粒成分及大小等因素对超声波传播速度的影响。试验表明：纵波与横波波速均表现出随密度增大而增大的趋势;煤岩的超声波速有明显的层理效应,试验发现轴向与层理的夹角由小变大,其纵波和横波波速呈减小趋势,轴向平行层理煤岩的纵波、横波波速分别约为轴向垂直层理的1.22,1.23倍;纵波波速随孔隙率与渗透率的增大而减小,且煤的渗透率亦呈现明显的层理效应,轴向平行层理煤岩的渗透率约为轴向垂直层理的57.1倍;岩石矿物颗粒越细纵波波速越大,岩样纵波波速依次以细砂岩、中粗粒砂岩、含粗砂细砾岩和粗粒砂岩由大到小排列。     

关于钻探工程中洗孔工艺的分析研究

洗孔是钻探工程中的重要环节。冲洗介质在孔内进行循环,可以达到清洗孔底、携带和悬浮岩屑、冷却钻头和保护孔壁的目的。不同的洗孔工艺可以产生不同的复杂情况。冲洗液孔底反循环,由于冲洗液是反向循环,与岩心进入岩心管的方向一致,因此可以提高在裂隙、破碎、性脆、软硬不均等复杂地层钻进时采取岩心的数量和质量。俄罗斯莫斯科国立地质勘探大学KULIKOV V.V.博士等人在洗孔方面做了很多的研究工作,提出了钻孔钻进时洗孔复杂情况的分类,对地质钻探中常用的无泵钻具钻进、喷射式钻具钻进和气举钻具钻进时的洗井工艺问题进行了分析与讨论,提出了相应的建议。     

地浸采铀开窗式切割钻孔施工技术

填砾式钻孔结构（一次成井工艺）作为砂岩型地浸采铀工艺钻孔的主要钻孔结构,在国内多个铀矿区进行了应用,但在应用过程中过滤器易堵塞损坏、所需洗井时间长、钻孔使用寿命短等问题也逐渐凸显出来。本文对填砾式结构钻孔存在的问题进行分析,针对问题产生的原因,从钻孔结构、注浆技术、含矿含水层切割技术、内置过滤器安装、逆向投砾等方面进行施工工艺革新,形成了新型开窗式切割钻孔施工工艺。在新疆某铀矿床进行了规模应用,效果良好,较好地解决了填砾式钻孔施工工艺存在的问题。     

梅花井煤矿直罗组砂岩含水层开采扰动后的渗透性分析及充水试验研究

结合梅花井煤矿煤炭开采顸板水害防治难题,对孔隙性富水弱渗砂岩含水层进行试验研究,基于渗流力学理论建立孔隙性含水介质采动渗透试验模型和钻孔集渗效果试验模型,试验揭示了孔隙性含水层钻孔集渗效应及采动后的裂隙汇水效应的水动力学机制,研究成果对于区内乃至西部侏罗系聚煤区矿井顶板水害防治具有重要的技术借鉴意义。     

渤海边际油田不动管柱检泵设计创新与实践

目前渤海新发现的油田中边际油田比例逐年增大,这类油田因采用无人、无修井机平台的开发模式,检换泵作业往往采用钻井船实施,存在作业费用高、躺井时间长、滑移威胁平台安全等问题。为此,提出边际油田应用不动管柱检泵技术理念,并结合边际油田特点,创新形成一套具有边际油田特色的不动管柱检泵工艺方案。以B3油田为例,与传统的钻井船检泵方案相比,单井次检泵作业费节省85%,并实现了边际油田“2井1修”到“1井1修”修井模式的转变,大幅提高了油井生产时率。不动管柱检泵技术开启了边际油田采油、修井新模式,为后续边际油田的高效开发提供了很好的借鉴。     

煤层顶板裂隙高位定向长钻孔安全高效抽采技术的研究与应用

放顶煤开采期间,上覆岩层受到矿压的影响,形成冒落带、裂隙带、弯曲下沉带,工作面采空区遗煤和围岩涌出的大量瓦斯飘浮在上方裂隙带区域,造成瓦斯聚集并向外涌出,形成了安全隐患,因此必须将该区域瓦斯抽出来;以往治理采空区瓦斯主要采用顶板裂隙高位钻场、顶板高抽巷等措施,但是这2种方法施工成本较高,且施工周期长,对生产接替影响较大。煤层顶板裂隙高位定向长钻孔安全高效抽采采用大功率钻机+定向钻进技术,在裂隙带施工控制整个回采范围的长钻孔,减少采空区和邻近层瓦斯向工作面空间的流动,真正实现了“以孔代巷”,既节省了成本,又缩短了工期,还提高了采空区瓦斯抽采的连续性、稳定性,减少了采空区瓦斯向外涌出,提升了瓦斯抽采效果,促进了煤矿安全高效发展。     

云盖山煤矿瓦斯抽采效果考察

随着矿井开采深度的增加和开采强度的增大,煤与瓦斯突出问题越来越严重,煤层瓦斯压力、瓦斯含量、地应力加大致使突出矿井的突出危险性越来越严重,突出频率增加,突出强度增大,大型、特大型突出所占比例越来越大,煤与瓦斯突出已成为严重威胁矿井安全生产的主要问题之一。目前不具备保护层开采条件的煤层,井下钻孔预抽瓦斯是防治煤与瓦斯突出的主要手段之一,钻孔瓦斯抽采效果与煤层瓦斯含量、透气性系数、抽采钻孔直径及负压、抽采目的和时间等因素有关。针对云盖山煤矿在瓦斯治理中采用的不同瓦斯治理钻孔,结合矿井实际生产条件和不同瓦斯治理钻孔的有效抽放半径的现场测试结果,对不同瓦斯治理钻孔的瓦斯抽采效果进行考察,验证了不同瓦斯治理钻孔的有效抽放半径等技术参数。     

沿煤层钻孔工艺的关键问题探讨

结合钻孔试验情况探讨了煤层钻孔的设备选择及定向钻进、钻孔冲洗介质的确定、钻孔参数修正、不稳定煤层的钻进等关键技术问题     

不同钻孔漏气影响因素条件下瓦斯抽采效果研究

针对煤矿瓦斯抽采钻孔漏气致使瓦斯抽采不佳等问题,研究了不同钻孔漏气影响因素条件下瓦斯抽采效果,理论计算了钻孔周边裂隙漏气圈漏风范围和巷道裂隙区漏风范围;采用COMSOL数值模拟软件,分析了不同抽采时间下钻孔漏气压力分布、不同钻孔漏气影响因素下钻孔漏气流线及对瓦斯抽采的影响.研究结果为提高瓦斯抽采效率、降低钻孔漏气提供了...     

保德煤矿81306综放工作面高位钻孔最优参数研究

为了确定工作面采空区高位钻孔施工的合理工艺参数,以81306综放工作面为研究对象,结合上覆岩层运移规律,推算出高位钻孔的终孔位置在18.04~52.21 m。以此为基础,在81306一号回风道布置4个高位钻场,共计15个高位钻孔,研究不同钻孔类型、终孔位置、钻孔长度和距巷帮距离对钻孔抽采浓度和纯瓦斯流量的影响。研究结果表明,定向长钻孔优于常规钻孔,高位钻孔距底板30 m时效果最好,20 m时次之。综合现场测试和Fluent 软件模拟结果,制定了保德煤矿高位钻孔布孔设计方案,为工作面采空区瓦斯治理提供了借鉴。     

基于钻孔超声波成像技术的普朗铜矿钻孔节理分布规律研究

对普朗铜矿矿区的四个钻孔开展了超声波成像测井工作,并根据监测数据解译了四个钻孔的结构面的产状、裂隙张开度及钻孔岩体完整性,钻孔超声波监测规律与已有地质编录资料吻合度很好。基于超声波测井技术的钻孔节理分布规律,为普朗铜矿地质、水文地质资料的评价提供了可靠的依据。超声波测井技术在普朗铜矿钻孔节理分布规律测量中得到很好的应用。     

固液两相膏体分时段密封技术研究

瓦斯是煤形成过程中的伴生气体,不同煤质的瓦斯含量差别巨大。井下作业环境中的瓦斯含量是煤矿井下作业能否顺利开展的重要的指标之一,为了将这一瓦斯浓度降低至安全范围以内,往往会采用不同形式、不同位置的钻孔预抽煤层瓦斯。钻孔的封堵严密度很大程度上决定了瓦斯的抽采效果。运用数值模拟和试验相结合的方式确定了钻孔密封深度,测试了固液两相膏体采用不同方法时钻孔的密封效果。试验表明固液两相膏体分时段密封钻孔取得了良好的效果,超过了预期目标。研究对井下预抽瓦斯钻孔密闭具有重要意义。     

突出煤层卸压增透后封孔技术研究与应用

为了解决突出煤层水力化卸压增透后,普遍存在瓦斯抽放钻孔塌孔严重、钻孔封堵难度系数大、抽采出的瓦斯浓度低、抽采衰减速度快、抽采钻孔经常出现一氧化碳等问题,传统的封孔工艺不能有效解决煤层中的裂隙对瓦斯抽采钻孔的影响,通过对高应力突出松软煤层封孔技术的研究,制定了八矿高应力松软煤层封孔工艺,提出了反压注浆封孔工艺方法。降低了瓦斯抽放钻孔漏气率、增强钻孔密封性、提高抽采浓度、消除钻孔自燃隐患,实现了瓦斯抽采最大化。