浅析复杂地层大口径金刚石绳索取心钻进

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1、浅析复杂地层大口径金刚石绳索取心钻进【摘要】本文针对煤矿复杂地层大口径金刚石绳索取芯钻进技术进行探讨，主要以某矿田复杂地层施工为例，结合工作的实际参数，对大口径金刚石绳索取芯钻进施工技术进行分析，对大口径下金刚石绳索取芯钻进工艺的施工要点进行分析，希望得到相关人士的关注与重视。【关键词】复杂地层；金刚石绳索取芯钻进；大口径中图分类号：P535文献标识码：A一、大口径金刚石绳索取芯钻进思路分析6在本复杂地层上部钻进作业的实施过程当中，A/B钻孔均设置为斜向钻孔，顶角允许角度为1°/100.0m。为确保现场钻进作业的安全可靠，对钻进期间方位角的偏差控制标准为：在穿越矿层下盘区域

2、的条件下，与剖面线的偏离角度控制在±5.0m范围之内，终孔口径控制在91.00mm范围之内，对应岩心采取率应控制在75.0％范围之内。在本次基于大口径金刚石绳索取芯钻进工艺对该矿田复杂地层结构进行钻进作业的过程当中，所选取钻进机具为基于HXY-42T型的塔机一体钻机设备，同步配置工作规模为56.0kW单位的柴油动力机提供动力支持。钻进现场水泵为BW250型，配备柴油动力机工作规模为16.4kW。同时，工作面钻进作业实施过程当中，所选取钻具为PQ、HQ两型。其中，PQ钻具钻头内径参数为85.0mm，钻头外径参数为122.0mm，钻杆外径为114.0mm，钻杆内径为101.3m

3、；HQ钻具钻头内径参数为63.5mm，钻头外径参数为95.8mm，钻杆外径为89.0mm，钻杆内径为77.8m。在基于大口径金刚石绳索取芯钻进工艺对该矿田复杂地层结构进行钻进作业的过程当中，由于钻进工作面涉及到一定的破碎带以及软弱岩层结构，为了最大限度的控制钻进期间的压力数值，降低转动速度，对工作面进尺指标进行严格控制，钻压应当在允许标准的基础之上下调1/4~1/2比例，钻进转动速度需≤400.0r/min，以确保工作面进尺的平稳性。二、金刚石绳索取芯在松散地层钻进的技术难点分析1）地层对钻探的影响破碎地层由于泥岩松散破碎，胶接性能低，在水和钻井液的作用下，钻孔很容易发生坍

4、塌或水化，造成埋钻、卡钻或烧钻等故障，影响钻探效率和勘探质量；地层中大量的碎岩会形成部分空洞，在烧结地层中更容易因煤层燃烧形成空洞，地层中还会存在研磨性很强的细粒花岗岩云母等颗粒，如果钻头选择不合适，就会使钻进打滑或者发生斜孔，从而发生卡钻、断钻、掉钻等，甚至废孔；松散的破碎地层最容易发生孔内漏水，使钻井液全孔漏失，使钻进速度缓慢或发生烧钻。2）取芯工具的限制影响6目前常规的钻探取芯工具在地质条件均匀、底层胶接性能良好的地层钻探时，比较容易成芯，但是对于类似于烧结底层的破碎岩层钻探取芯来说，因为岩芯成型效果差，极易在钻井液作用下“抽芯”或“丢芯”，很难达到理想效果，需要与之

5、相适应的专用取芯工具，根据不同岩层条件，金刚石绳索取芯工具是目前对破碎岩层普遍采用的取芯工具。3）漏失现象的影响破碎地层的取芯中，由于其易破碎、胶结性差的原因，为了提高成型效果，还需要特殊的堵漏材料，以减少或防止漏水，保证取芯效果。三、大口径金刚石绳索取芯钻进要点分析1）护孔措施6在钻进作业过程当中，可以预见的是：出现破碎带、孔内坍塌现象、超/缩径现象的可能性较大。且钻进期间的阻力始终维持在较高水平，但钻孔内部不可查漏失现象。为提高复杂地层施工期间，钻进作业的安全性，提高作业保障水平，需要对护孔方法进行合理的改进与优化。结合相关施工经验来看，多推荐使用浆液与套管相互结合的护

6、孔方法，上部地层以套管为主，下部地层以浆液为主。在钻进作业区域遭遇破碎带情况下，及时以水泥浆灌注方式进行护孔。在对本区域复杂地层对应A孔以及B孔进行施工作业的过程当中，结合现场记录资料，发现，A孔在钻进至260.5m位置，B孔在钻进至541.6m位置状态下，岩心表现泥性形态。为改善该问题，施工期间对泥浆配合比数值进行了合理的调整，适当增加膨胀土加入剂量。同时，为避免在A孔钻进期间，钻杆内壁出现结泥皮的问题，需要对钻进速度进行控制（推荐标准为400.0r/min）。而对于B孔而言，由于在钻进工作面遭遇破碎带的同时，还伴随出现一定程度上的孔内坍塌问题，加进钻杆的难度较大，严重影

7、响钻进作业的持续。针对该问题，所采取的措施为：将钻具放置于孔底位置，卸掉水龙头后捞心后加钻杆钻进，穿离破碎带，使用水泵完成水泥浆灌注作业，继而对破碎带孔段进行封闭处理，期间需要加入浓度为4.0％的速凝剂，在灌注的同时，同步上扫钻具，确保水泥浆全部灌注入钻孔内部。最后，注入剂量为70.0L替浆水。2）润滑减阻措施6对于如本文所例举一类大口径孔而言，在钻进作业的实施过程当中，往往会产生相当大水平的阻力。针对该问题，为保障工作面钻进作业的可靠与有效，应当从对钻孔孔身结构与钻具级配的契合为重点关注对象，确保钻具钻进期间始终