套管钻进技术在煤矿复杂地层中的应用探讨.pdf

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1、2011年第38卷第11期探矿工程(岩土钻掘工程)21套管钻进技术在煤矿复杂地层中的应用探讨孔伟(中国煤炭科工集团重庆研究院，重庆400039)摘要：我国的地质条件和煤层特征差异大，复杂地层中构造煤发育，瓦斯含量高，地应力大，煤层破碎松软，易发．生塑性流变。采用套管钻进技术替代传统的常规钻杆进行钻孔瓦斯抽采，可提高工作效率，防止卡钻、塌孔等事故的发生，提高瓦斯抽采的效率，并可以不起钻取出钻头等孔底钻具组合下筛管，解决在井下复杂地层中钻孔瓦斯抽采的难题。介绍了套管强度及孔底组合钻具结构，探讨了套管钻进技术在煤矿复杂地层中的应用前景。关键词：套管钻进；

2、复杂地层；孔底钻具组合；钻孔瓦斯抽采中图分类号：P634．5文献标识码：A文章编号：1672—7428(2011)11—0021—03DiscussiononApplicationofCasingDrillingTechnologyinComplexFormationofCoalMine／KONGWei(ChongqingResearchInstituteofChinaCoalTechnology＆EngineeringGroupCorp．，Chongqing400037，China)Abstract：Thegeologicalconditions

3、andcoalseamcharacteristicshavemanydifferencesinChina．Thecomplexformationhasmanycharacteristics，suchastectoniccoal，highcontentofgas，highgeostaticstressandthebrokensoftcoalseamwhereplasticfloweasilyoccur．Casingdrillingtechnologyisadoptedtoreplacethetraditionaldrillpipeforborehol

4、egasex-traction，theworkeficiencyandgasextractionratewereimproved．Italsocanpreventmanyaccidents，suchasstickingandholecollapsing，andremovethebottomtoo]assemblywithoutpullingthedrillpipeout．Casingstrengthandbottomtoolassemblywereintroducedandtheapplicationprospectofcasingdrilling

5、technologyincomplexformationofcoalmineisdis-cussed．Keywords：casingdrilling；complexformation；bottomtoolassembly；gasextraction1概述2套管强度我国煤矿井下的地质条件较复杂，在很多松软2．1管柱强度煤层、构造煤和断层褶皱发育的地带，经常会出现钻传统钻杆壁较厚，外径较小，径厚比小，以我院孔垮塌、打不进钻、卡钻或者钻孔后孔壁垮塌瓦斯抽生产的073mm钻杆为例，壁厚为9mill，径厚比约采效率低的情况。一般煤矿上均采用钻孔后立即下为8。

6、而套管的外径较大，壁较薄，径厚比较大，一筛管的方法解决，但是有时筛管下人较困难甚至会般为10～25。现有研究表明，径厚比越大，套管管发生断裂，且增加了工作时间和劳动强度。采用套体Misses应力越大，套管发生失稳的临界荷载越管钻进技术可以解决上述问题。小，因此对套管的扭曲、弯曲和疲劳破坏必须进行研套管钻进技术就是指在钻进过程中直接采用套究。管替代传统的钻杆向孔内传递机械及水力能量，孔套管钻进过程中套管柱的破坏形式主要有2底钻具组合接在套管下面，边钻进边下套管，并且可种：一是套管柱受到扭矩、拉力和内压力的联合作以不起钻直接将钻具组合取出的钻进方法。它

7、与常用，造成管体的屈服破坏，这种破坏的危险截面也在规钻杆钻孔相比，具有以下特点：孔口；二是套管柱所受的压力超过其临界钻压，使得(1)提高了工作效率，降低了劳动强度；套管柱发生屈曲失稳。套管柱所受的扭矩主要来自(2)在钻孔过程中钻头失效，可以通过钢丝绳于3个方面：一是套管柱空转所需的扭矩，二是钻头不起钻回收孔底的钻具组合换钻头，节省了起下钻破岩所需的扭矩，三是套管柱遇到阻卡等意外情况时间；时产生的扭矩。(3)钻孔结束后取出孔底钻具组合，下人PVC目前套管钢材一般采用的是API标准的J55钢—u筛管，减少了塌孔等钻孔事故的发生，提高了瓦或地质标准的DZ

8、55钢材，屈服强度>380MPa，且斯抽采效率。现在煤矿井下复杂地层下套管的钻孔深度一般不超收稿日期：2011—04—11