煤田钻探工艺及提高钻探效率的方法

煤田钻探工艺及提高钻探效率的方法

王自豪

山东省煤田地质局第一勘探队山东省滕州市277500

摘要：煤炭是我国经济建设中重要的基础能源。煤田开采作业涉及很多钻探技术工艺，常见的有回转技术、空气洗井技术、冲击回转技术、金刚石技术、反循环技术等，工作人员可以根据煤田开采的具体情况选择合适的技术工艺，从而显著提高钻探效率。

关键词：煤田钻探工艺；提高钻探效率

引言

由于煤炭是不可再生资源，国家对于其开采和利用高度重视。煤炭资源是我国当前供应人民日常生活的主要能源，也是工业发展的直接能源，煤炭行业的发展能够促进我国各行各业的发展。在进行煤矿资源开采时，煤田地质钻探工程的施工工程是十分重要的一步，需要我们做好质量的控制工作。

1煤田钻探工艺

1.1一般回转技术

衡量一般回转技术的主要参数包括泵量、钻井压力以及回转速度，在煤田钻探工作的实际生产中，工作人员通常为了可以确保矿井内的排粉效果而选择泵量规模较大的水泵设备，虽然这样可以显著提高钻探的效率，但同时也很容易因水泵的泵量过大而导致矿井内孔壁因在短时间内难以承受较大的作用力而产生不同程度上的坍塌现象，因此工作人员在使用一般回转技术进行煤田钻探作业时，需要严格地控制泵量参数，在保障钻探作业能够持续稳定开展的基础上尽可能地提高该钻探作业的施工效率，具体技术要点如下：第一，工作人员在对煤田进行钻探作业时，需要遵循由低至高的钻探顺序，以适当地增幅逐渐增加钻探作业的压力。第二，在钻进作业之前，工作人员应当提前做好充分地准备工作，对地质层的相关信息进行全面地勘察，结合地层的实际情况选择最适合的钻头和钻孔，在设置钻压实可以对其进行反复试验，根据试验结果确定最合理的钻压值，从而进一步提高煤田钻探作业的整体质量水平。第三，针对孔洞比较深的钻井情况时，由于钻孔机自身重量相对来说较大，其在实际运行过程中所承受的外力组成比较复杂，而过多的外力会在很大程度上增加钻机所消耗的公路，因此工作人员可以选择适当地降低钻机的回转速度，减少多余的电能消耗，提高钻探效率。而对孔洞比较浅的钻井情况，工作人员则可以选择较高的转速进行钻探作业。第四，对于地质层均匀且完成的煤田情况，工作人员可以采用高转速来完成钻探作业，而对于一些岩石层碎裂情况严重的地质情况，为了避免转速过高而引发钻探设备出现较大震动最终导致碎裂的岩石层出现坍塌现象，工作人员可以在合理的范围内适当地降低钻探设备的转速。第五，针对结构简单且间隙小的矿井孔壁，工作人员可以选择高转速钻探形式，而对于结构复杂且内部路径数量和种类繁多的矿井孔壁，为了在最大限度上提高其稳定性，工作人员应当选择低转速的钻探形式。

1.2空气洗井钻探工艺

空气洗井钻探工艺需要将压缩空气和液体混合在一起，作为钻探的冲洗介质，此种钻探工艺具体还可以分为好几类，可以用泡沫洗井法，可以用泥浆操作洗井，还可以运用粉尘和雾化方式洗井钻探，每种方法各有利弊，要具体问题具体分析。空气洗井钻探在实际的煤田开采中适应性强，可以在极其恶劣的地理地质条件开采，有效的提升了钻探的工作效率。

1.3冲击回转技术

从字面上来看，冲击回转技术中主要包含两种不同的钻探方式，一种是冲击，另一种是回转，工作人员在使用该技术时，通常会先在钻杆下端安装一个冲击器，然后再使用轴向压力以及回转扭矩作用力作用在钻杆钻头上，从而更好地完成钻探作业。冲击回转技术最早研发于19世纪初期，由于该技术在煤田工程项目的实际应用中可以显著提升岩层的回转速度和回转的程度，同时还可以大幅度减少钻孔的变形和弯曲，降低钻探作业的成本支出，因此该技术一直沿用至今。冲击回转技术的应用离不开冲击器设备的辅助，目前钻探市场上比较常见的冲击器主要有正作用冲击器、反作用冲击器以及双作用冲击器，除此之外冲击器还可以根据频率不同分为高频冲击器和低频冲击器，高频冲击器适用于频率在40Hz以上的钻探作业，而低频冲击器则适用于40Hz以下的钻探作业，不同类型的冲击器有着不同的功能特性，工作人员可以结合煤田工程项目的实际钻探要求和地质环境的具体情况来选择最合理的冲击器。

2提高煤田钻探效率措施

2.1选用合适的钻探工艺

我国幅员辽阔，地势复杂多变，煤炭资源分布很不均匀，在勘察煤田的过程中，要充分考虑到林地和山区开采的不便，实事求是，因地制宜，考虑周全，选择合适的钻探工艺。同时要注意维护生态平衡，最大限度保护林地和土壤。比如在我国西北地区，煤炭资源丰富，但是由于该区域水资源缺乏，在开采时就要充分考虑到节约水资源，选择合适的钻探工艺，比如采用空气钻探方式，不仅保护了水资源，还能有效提升钻探效率。

2.2引进技术和设备

先进的工艺技术和机械设备是提高钻探效率的重要基础，工作人员可以在企业经济条件允许的前提下适当地引进一些先进的工艺技术和机械设备，以此来进一步提高自身企业的钻探效率，具体要点如下：第一，我国地大物博，煤田资源分布广泛，因此工作人员在开展钻探作业时，需要结合该地区的地质情况，选择最合理的工艺技术，以西北地区为例，该地区的水资源相对来说较为匮乏，因此工作人员可以选择具有良好节水性能的钻探工艺，以达到较为理想的钻探效果。第二，钻探作业的开展离不开钻探设备的支持，为了更好地使用钻探设备来完成相应的钻探作业，工作人员需要在施工作业开展之前对钻探设备的基本性能进行全面的检查，确保该机械设备在钻探作业中可以稳定运行，减少设备故障问题的发生。与此同时，工作人员还应当定期对这些机械设备进行维护和检修，尽可能地确保其在实际钻探作业中可以始终保持在正常运行的状态，设备使用人员就要熟练地掌握钻探设备的操作技巧，这样也可以在实际施工作业中显著提高钻探作业的施工效率。

2.3提高施工后期验收监理工作

在钻孔工作结束之后，需要对工程的终孔进行查验，在查验工作中，需要检查钻孔是否达到了本次工程勘察的目的，是否与设计规范相符合，钻孔的实际深度是否与设计要求一致，各项参数检查完毕之后，方可作为终孔。在进行测井工作时，负责监理的工作人员必须要全程进行监管工作，监理的主要方面包括：侧颈仪器是否正常工作、钻孔清孔是否达到测井的要求、仪器测量是否到位、测量操作是否符合要求。若出现任何一项不符合要求的情况，都需要重新进行测井工作。进行到后的封孔工作时，监理人员仍然需要紧跟工程的全过程，检查对象为：封孔水泥是否规范以及是否按照要求配比、砂浆是否符合要求、封孔工作是否按照层位依次进行以及在封孔的整个过程中是否出现断桩等情况。工程结束之后，验收工作应该立即进行，负责监理的工作人员应该及时进行资料的收集，按照国家现行的行业规范标准对单孔进行验收，并且给出相应的意见。

结语

为了更好地为人们提供优质的煤炭资源，很多煤炭开采企业都在不断提高自身钻探团队的钻探效率，引进先进的钻探技术工艺和机械设备，努力提高钻探团队的专业技术水平，将监管工作落实在实处，从而进一步帮助该煤炭开采企业在竞争激烈的市场中占据一席之地，同时也为国内煤田钻探领域的未来成长和进步添加助力。

参考文献

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