采用偏心割刀处理小口径钻孔掉钻事故实践

偏心割刀切割钻杆、钻具,多应用在大口径工程施工钻中,在地质钻探施工中,偏心割刀可以用来切割套管、岩心管。在贵州省普安县青山镇泥堡二矿的钻探施工中,使用偏心割刀从钻杆的外面将钻杆切割掉,成功处理了一次复杂的钻孔事故。介绍了采用偏心割刀处理钻孔事故的技术措施及注意事项。     

利用活动式偏心楔施工人工弯曲定向钻孔技术

通过工程实例 ,详细介绍了活动式偏心楔的结构、制作技术以及人工弯曲定向钻孔施工工艺。利用弯钻杆在倾斜钻孔中其弯曲方向始终指向钻孔倾斜方向的原理 ,对活动式偏心楔进行间接定向 ,为今后施工人工弯曲定向钻孔提供理论指导和实践经验     

低螺旋钻杆在局部松软煤层顺层瓦斯钻孔施工中的应用

针对松软煤层钻孔施工成孔率低、钻孔施工深度浅等技术问题,以寺河二号井为例,分析光圆钻杆和低螺旋钻杆在井下施工中的优缺点。通过对松软煤层中两种钻杆的钻进特性分析,同时进行两种钻杆排渣原理研究并进行现场实践分析,得出使用低螺旋钻杆钻进的优点,为后续松软煤层钻孔施工提供参考。     

介绍两种处理事故方法

为了打捞断在钻孔超径部位的套管及钻杆，最近我们采用了“充填法”寻找套管上头以及用活动偏心割刀和水压偏心割刀“重新造头”打捞钻杆，取得了成效。现将两种方法分别介绍如下：一、钻具“充填法”寻找套管上头。ZKd20孔终孔后起拔φ74套管时，在179.59米坍塌超径处发生了套管断脱事故，孔内尚有85米套管找不到头。曾采用弯钻杆、下偏心楔等办法寻找上头，由于事故套管头倒向一边，加之又有坍塌物，费时20余天均不奏效。后来采用钻具“充填法”寻找，共充填两套粗径钻具，     

三棱凹槽螺旋钻杆的设计

松软突出煤层由于煤层松软、破碎、承压能力低,钻孔施工非常困难。为了解决现有钻杆在松软突出煤层钻孔施工中出现的卡钻、埋钻等问题,设计了一种三棱凹槽螺旋钻杆,探讨了钻杆的结构特点及工作原理,通过现场工业试验验证钻杆的使用效果。     

顶板高位大直径水平长钻孔配套钻具研制

针对煤矿井下顶板高位大直径水平定向长钻孔施工中常规钻杆出现粘扣、弯曲、断裂等问题,分析了钻杆柱的工作状态,建立了顶板高位大直径长钻孔钻杆柱受力模型和有限元分析模型,明确了钻杆失效的主要原因,通过优化螺纹牙型和接头连接形式,研制了73 mm高韧性高强度钻杆,解决了定向钻孔扩孔钻进时钻杆断裂、粘扣等问题,满足了顶板高位大直径定向长钻孔的施工要求。     

整体式三棱螺旋钻杆的研制及其应用

低透气性松软突出煤层钻孔施工一直是国内没有很好解决的难题,就目前的现场应用来看,三棱钻杆因其特殊的结构及钻进方式,在松软煤层施工瓦斯抽放孔时取得了一定的效果,但在极不稳定的软煤层中钻进,三棱钻杆容易扭断,易发生掉钻事故。为此,结合三棱钻杆、螺旋钻杆及宽叶片钻杆的优点,研制了在松软煤层钻孔施工中更具有优势的三棱螺旋钻杆,并通过现场试验验证了钻杆的使用效果。     

松软高突煤层钻孔施工防垮孔、喷孔技术研究与应用

当东风煤矿M9煤层采用顺层钻孔作为区域煤与瓦斯防突措施钻孔时,在施工中出现垮孔、喷孔等现象。通过分析施工原因,调研该类煤层钻孔施工预防垮孔、喷孔设备及措施,选择使用三棱钻杆、防喷钻杆及孔口防喷装置,在保证施工现场安全的同时,有效提高了钻孔施工进度。研究为松软高突煤层钻孔施工提供了可行的思路。     

煤矿钻探用钻杆疲劳寿命预测研究

目前矿用钻杆在煤矿井下施工疲劳寿命预测困难,无报废标准和报废依据,导致煤矿井下钻杆断裂事故频发,严重影响煤矿井下勘探钻孔、瓦斯抽采钻孔、探放水钻孔的施工安全和施工进度。矿用钻杆的工况条件复杂,基于弹塑性力学无法对钻杆疲劳寿命、断裂失效原因、结构工艺的优化提高进行可靠研究;通过综合钻杆所受到转矩、弯矩、轴向力以及井壁的约束作用力等复合载荷条件建立钻杆约束模型,提出基于断裂力学和损伤力学、运用解析法和有限元分析方法对钻杆的疲劳寿命进行研究,并基于研发的钻杆动态性能试验系统对钻杆的疲劳寿命进行试验,提出矿用钻杆疲劳寿命预测研究方法,为钻探施工和钻杆的设计提供依据。结果表明:按照现有钻杆杆体、螺纹的加工工艺,73型钻杆在转矩4 000 N·m,施工钻孔终孔直径为96 mm时,通过钻杆动态性能试验系统对钻杆的疲劳寿命进行试验,钻杆的疲劳寿命为5.32×10~5～4.78×10~5转,疲劳寿命与所建立的钻杆疲劳寿命预测模型一致,钻杆疲劳寿命最小位置在公螺纹处,杆体在受到1 mm以下划痕对钻杆整体疲劳寿命无影响。     

S75绳索取心钻杆折断事故的某些施工因素及其预防措施

自1983年8月开始，我局在煤田地质普查勘探中先后在大竹林西和山贵崎两个井田陆续试验推广4套S75绳索取心钻具，已完工钻孔11个，正在施工的钻孔4个。除8个钻孔无钻杆折断事故外，其余钻孔共发生钻杆折断事故60次，其中山贵崎井田ZK7一个钻孔就频繁折断30次。由于S75绳索取心钻杆费用较大，野外队修复困难，因此预防钻杆折断，延长使用寿命，从而延长提钻间隔，增加纯钻时间，提高钻进效率，降低钻探成本，已引起普遍的重视。     

四棱钻杆在松软煤层瓦斯钻孔施工中的应用

本文针对松软煤层瓦斯钻孔施工面临的难题,针对软煤钻孔孔壁失稳分析,结合三棱钻杆和刻槽钻杆优势,设计研发了一种新型四棱钻杆。通过现场工业试验,四棱钻杆相对其他常用钻杆,在正常钻进和造穴单位时间内的排渣量效率有明显提升,且极大降低了钻孔偏移度,保证了钻孔成孔精度,为解决松软煤层瓦斯钻孔成孔难题提供了一种新型钻杆设备。     

插接式螺旋钻杆断裂原因分析与结构改进

分析了高转速螺旋钻孔施工中钻杆的断裂原因,并对钻杆结构进行了改进。改进后的螺旋钻杆达到了高转速螺旋钻孔工艺的性能要求,并在平舒煤矿得到了成功应用。     

岩心钻探中几种偏绕事故钻具的方法

在小口径岩心钻探施工中，经常会遇到这样的现象，钻具或钻杆断裂后，孔内情况极其复杂，经过长时间的反复处理，仍然无法将事故钻具或钻杆处理出来，继续处理既耽误时间，又不知结果如何，如果报废钻孔重新施工，成本代价又太大，尤其是在钻孔比较深的时候，更是如此，这是一般承包机台难以承受的，这时我们可以采取偏绕事故钻具的方法，使钻孔绕过事故钻具继续向下施工，这样就可以用较小的代价，获得较大的成果。经过多年的工作实践，总结了以下几种行之有效的偏绕事故钻具或钻杆的方法。     

钻杆类型对松软煤层顺层钻孔排渣的影响

针对松软煤层顺层钻孔压风排渣困难的问题,通过现场试验分析2种钻孔施工中风压和风量的变化规律,确定了最小风压及其计算方法。结果表明:由于钻杆结构的不同,相同风压下,三棱钻杆比圆钻杆更容易排渣,在相同深度下圆钻杆的最小供风压力比三棱钻杆大;2种类型钻杆在施工过程中随深度增加风量均呈现下降的趋势,而圆钻杆下降的趋势的绝对量比三棱钻杆大;随着施工深度的增加,2种钻杆钻屑量均呈增加的趋势,在同一深度三棱钻杆明显比圆钻杆钻屑量要大;圆钻杆与孔壁的排渣空间要小于三棱钻杆,在钻进速度相同的情况下,煤屑在三棱钻杆钻孔中的阻塞几率要小于圆钻杆,三棱钻杆更容易将钻屑顺利地排出,而且还有利于瓦斯的排放。     

ф95/60.3 mm插接密封式宽翼片螺旋钻杆研制

为解决常规宽翼片螺旋钻杆和插接式螺旋钻杆在富含硫铁矿结核的松软突出煤层钻孔施工存在的钻孔深度浅、孔内事故多、煤层钻遇率低、钻进时效慢等问题,通过借鉴上述2种钻杆排粉机理,设计插接密封式钻杆接头,改进螺旋翼片结构,研制出ф95/60.3 mm插接密封式宽翼片螺旋钻杆。简要介绍了插接密封式宽翼片螺旋钻杆设计和关键制造技术。通过现场工业性试验,累计施工8个钻孔,最大成孔深度103.5 m,平均成孔深度近97 m,平均钻进效率为10.4m/h,纯钻进效率约18.3 m/h,表明了该钻杆在同类煤层施工时具有很好的应用效果。     

坑道高强度绳索取心钻杆研制及应用

坑道绳索取心钻探是一种高效的资源勘探方式,钻探角度多样。地面标准绳索取心钻杆大多应用于垂直钻孔,难以满足坑道水平钻孔的恶劣工况。以提高钻杆的强度为目的,在结构设计、螺纹设计和材料选择方面开展研究,开发坑道高强度绳索取心钻杆,经过强度校核计算,满足设计要求。该钻杆配套ZDY1000G型全液压钻机、泥浆泵、绳索取心钻具在北京大安山煤矿进行了工业性试验,施工钻孔总进尺达到1 399.02 m。施工期间钻杆未出现断裂、过度磨损等情况,验证了该结构钻杆的可靠性。     

液压钻机探放水钻孔密封装置研制与应用

针对矿井施工探放水钻孔时因故障停电或突然打中高压水区,无法通过起拔钻杆关闭钻孔截止阀封堵钻孔水的难题,研制了液压钻机探放水钻孔密封装置,实现了在不起拔钻杆的情况下快速封堵钻孔水。现场应用证明,该装置具有较高的可靠性,可以确保探放水安全施工。     

松软突出煤层顺层钻孔施工工艺改进

对于松软的突出煤层,采用螺纹或螺旋钻杆施工时往往会出现排渣不畅现象,导致卡钻、埋钻等事故,钻孔长度难以达到设计要求,致使顺层钻孔成孔率较低、钻杆利用率小,造成消突效果不好、经济效益不高。为解决此类问题,临涣煤矿引进三棱钻杆进行顺层钻孔施工,取得了良好的效果。     

自重夹持器的安装改型设计

在地质钻探施工中夹持器是一不可或缺的组成部分。倾斜钻孔施工,为保持钻孔、钻杆、钻机立轴的同轴度,夹持器必须也要相应垫高倾斜。现在多数机台多采用木板、木墩进行垫高夹持器或孔口板的办法。此方法比较简单原始,抬高高度不准确,且由于震动、磨损等原因极易发生夹持器的偏移,不利于钻孔、钻杆、夹持器的同轴度的保持影响施工钻孔质量;不利于钻杆丝扣的维护;垫高夹持器、孔口板的方法,造成操作平台,给施工操作带来很大的不便。对自重夹持器的安装进行改型设计,克服了以上存在的弊端,有利于深斜钻孔的施工,以资大家借鉴。     

φ73 mm圆弧角三棱钻杆研制及应用

简要介绍了φ73 mm高强度圆弧角三棱钻杆的设计和关键制造技术。通过现场试验,累计施工210个钻孔,最大钻孔深度202 m,平均钻孔深度约122 m,钻孔成孔率达到93.8%,与常规三棱钻杆相比,φ73 mm圆弧角三棱钻杆具有更好的排渣效果和更高的钻孔成孔率,能够有效降低钻杆断裂事故的发生,在相似地层条件具有较高推广应用价值。