吴波新疆煤田地质局161队乌鲁木齐
摘要：随着经济的不断发展，人们对资源的需求量也在与日俱增，一些煤炭资源丰富的地区，开采的深度也在不断增加，煤田钻井超过千米的项目比比皆是，这就要求我们在施工过程中一定要保证工程质量和施工人员的生命安全，同时也需要运用高效优质的施工工艺和技术方法，以取得较好的钻探效果。本文重点分析了煤田钻探超千米深孔施工工艺的常用机具、一般特点以及注意事项，以期能够为工程的施工提供些许参考。关键词：煤田钻探超千米深孔施工机具特点注意事项
Superkmdeepholedrillingcoalfieldconstructiontechnologyanalysis
Lu,xinjiangcoalfieldgeologicalsurvey161teamurumqi
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Keywords:coalfieldsuperkmdeepholedrillingconstructionmachinefeaturesthemattersneedingattention
煤炭资源日益短缺，煤田较浅层的开采量远远不能满足我们的生产和生活所需，在煤田深层进行钻探施工是勘探队的主要工作，选择适合高效的机具和先进的工艺才能确保超千米钻孔的质量。
一、煤田钻探超千米深孔施工工艺的常用机具
煤田钻探超千米深孔施工工程中的常用机具包括以下几个方面：
首先是钻机。适合于煤田超千米深孔钻探的钻机是一种液压立轴式钻机，型号为HTJ-2000，它的突出特点一是具有较大的提升能力，同时还配置了水刹车系统；二是具有很强的扭矩力；三是转速范围大，充分满足各种钻头的速度要求，灵活性强；四是这种钻机能够对孔底的压力进行准确的调控，还能够进行液压称重，实现加减压钻进等；五是该钻机还充分考虑到适应空气反循环钻进的要求，对立轴通径和液压卡盘都进行了合理的设计和规划。该钻机同过去式用的岩心钻机相比性能更加优良，在施工场地上也容易操作，方便起、下钻和绳索取心作业，应用的前景比较广阔。
其次是泥浆泵。常用的包括双缸往复泵和三缸变量泵。在该项目的施工中，选用公称排量为850-1200升/分钟、公称压力为5兆帕的泥浆泵即可。选用的型号有两种，可以是TBW850/5型，也可以是BW1200A型。
再次是动力。通常包括两种，一是柴油机动力，二是电动机动力。煤田超千米钻探可以同时选用两台柴油机作为钻机和泥浆泵的动力。
最后是钻塔。经常使用的钻塔是四角钢结构的钻塔（横截面是正方形）或者人字塔。在超千米深孔施工时可以选用型号为JJ50/24-A的钻塔。
二、煤田钻探超千米深孔施工工艺的一般特点
煤田钻探超千米深孔施工工艺方法一般包括钻进工艺、钻具结合工艺、泥浆工艺等。它们有着各自的流程和特点，相互之间也不是孤立存在的。
钻进工艺又分为两种，一是不取心段采用PDC全面钻头（或牙轮）进行钻进；二是取心段采用PDC全面钻头进行绳索取心钻进。如果使用同一套钻具，两种钻进工艺并行钻进，则可以极大地提高钻进速度。这也是该项目的工艺特点之一。如果准备的钻探设备比较充足，则扭矩力、提升能力、泵量值都比较高，这就为实现深孔的快速不取心钻进提供了有利条件。那么在进行深孔取心钻进时，不用更换钻具，只换钻头和绳索取心器就行，这样就能缩短取心作业的时间，大大提高工作效率，还能将劳动强度控制在一定范围之内。
钻具的选择与组合也必须讲究方法和策略，取心钻进和不取心钻进时的钻杆、钻头等的组合各不相同，我们要根据实际情况来定夺。在深孔施工过程中，所选用的钻具要能够起到控制孔斜的作用。钻具本体和丝扣强度比较高时，可以有效避免钻具的脱扣和断裂现象，减小事故的发生概率。
泥浆工艺是施工过程中的一道重要工序，工艺的优良与否将会影响到整个煤田钻探超千米深孔的工程质量。这是因为煤田地层的软硬互层结构比较多，容易坍塌，同时水敏性地层构造也比较多，吸水后容易膨胀，进而裂解开来。所以为了防止施工过程中出现坍塌和裂解等的现象，就必须加强水泥浆的护壁功能，以保持孔壁内部结构的稳定，为深孔钻进提供良好的环境基础。采用化学泥浆的效果会更好，根据不同的维护地段，可适当添加相应的护壁剂，或者控制各成分的用量比。水泥浆工艺完成后，还要在施工过程中进行维护和检测，以便能及时发现问题，快速妥善处理有关问题。泥浆维护的重点就是让是失水量和含沙量以及固相含量三者达到和谐统一的状态，还可以结合有关的方法达到平衡，例如自然沉降法，化学絮凝法等等。
另外，冲洗液的选择和使用也是煤田钻探超千米深孔施工工艺的重要一环，使用低固相的化学剂冲洗液有助于把悬浮的岩屑和地表沉淀物带出孔外，这样孔内就能常保清洁，这也利于后续工作的展开。在冲洗液的每种主要材料都能起到一定的访固和净化作用。例如水解聚丙烯酰胺可以提高水泥、浆的流动性能，能够减小摩擦阻力，提高钻进速度，减小钻头的磨损程度。再例如钠羧甲基纤维素可以有效降低水泥浆中水分的损失量，达到遏制泥岩水化膨胀的目的，从而巩固了孔壁，提高泥浆携带岩屑的能力。按照实际需要调整冲洗液各项指标的比例，能够充分峰会泥浆的护壁作用。
三、煤田钻探超千米深孔施工工艺的注意事项
煤田钻探超千米深孔施工过程中需要注意的事项包括以下几个方面：
首先，确保施工设备安装要准确到位且平稳，将天轮、立轴、孔口的中心设置在一条垂线上。根据不同的地质条件和施工地区的具体环境，参考相关资料及所提供的调查数据严谨设计钻孔的结构。可以采用一级孔径，降低各种相关的成本开支，实现效益和施工效益最大化的目标。
其次，在开孔时为了保证孔径的垂直度，施工初始可使用直径较粗的钻具钻进，随着钻孔的不断加深而逐渐加长，长度控制在6-8米以上，钻铤长度则控制在100米左右，避免钻孔弯曲或者倾斜。钻进开始时，应保持低压、低速状态，且进钻要均匀，谨防施工过程中出现挺泵和提升立轴现象。如果钻进时候使用符合片的钻头或者是金刚石钻头，注意将新钻头和就钻头进行交替使用，一开始轻压缓慢转动，循序渐进地达到施工设计的标准参数值，也能延长深孔施工设备的使用寿命。
最后，提高煤田钻探技术人员的业务水平也是完善施工工艺的重要组成部分，要加强超千米深孔施工工人的安全意识和技能的培养，还要在不断总结施工经验的基础上创新工艺，完善相关的数据和资料的整理分类预测工作，建立健全监督机制，将各项责任落到实处，不断促进我国能源行业的新发展。
总结：
综上所述，在煤田超千米深孔钻探的施工过程中，一定要根据具体地质结构，合理设计钻孔的工程构架，选用最优的钻具组合，制定可行的参数标准，提高施工队伍的素质建设，只有这样的工艺流程才能使超千米深孔煤田的钻探质量达到国家标准，才能更好地利用现有资源，实现煤田资源的可持续发展。
参考文献：
[1]赵金洲,张桂林.钻井工程技术手册[M].北京：中国石化出版社,2005
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[1]杨磊,杨长健,马西平.煤田钻探技术的革新与实践[J].陕西煤炭,2009