李友武
安徽省煤田地质局第二勘探队 241006
摘要：随着我国社会主义市场经济的进步和发展，我国煤矿行业也在社会需求的带动下快速发展起来，煤田地质钻探技术也相应的得到了极大提升。本文主要当前煤田地质钻探的技术性问题展开分析，并提出相应的解决措施，为提高煤田地质钻探水平提供参考
关键词：煤田地质钻探；存在问题；分析研究
煤炭对于我国经济发展的意义重大，但因受到煤田地质的特殊构造以及煤矿石的完整性和力学性质等诸多因素的影响，对煤田的地质钻探技术性的要求也就相对较高。如果对于钻探技术中存在的问题不能及时找到解决对策，那么在地质钻探的实际操作中，则可能引起重大安全事故，造成严重经济损失和人员伤亡，因此对于现阶段钻探技术中存在的各类问题必须加以重视，这也是提高我国煤田地质钻探质量水平的关键。
一、常用的煤田钻探技术
当前我国常用的煤田地质钻探技术有定向钻进技术、绳索取芯和金刚石钻进技术等。在煤田地质钻探中，不同的钻探需求，需采用不同的地质钻探技术。具体的几种煤田钻探技术包括：
1、定向钻进技术
当煤田地质钻探处于地质构造极为复杂的地区时，一般的钻进方法无法再满足钻进需求，此时可使用定向钻进技术。该技术主常用的造斜机具主要包括连续造斜器以及螺杆定向。定向钻进技术的应用，能够有效的解决在陡直地层找矿中遇到的各类技术难题，且中靶率极高，能够很好的满足地质钻探需求。在煤田地质钻探中，确保中靶率是钻探工作的主要目标，在保证中靶率的同时还要确保不能将煤层打丢"要实现这一目标，定向钻进技术是最好的选择。在利用定向钻进技术时，再结合绳索取芯和金刚石钻进技术，还可以保证良好的岩芯采取率。
2、绳索取芯技术
绳索取芯钻进是一种不提钻而由钻杆内捞取岩心的先进钻进方法，它具有结构简单，钻进效率高岩矿芯质量好，钻头寿命长，劳动强度低等特点。煤层气井通过利用此技术，在最短时间将煤心装罐，进行化验分析，对取全、取准煤层参数至关重要。随着钻孔深度的加深，其优势更为明显。自从被引入煤层气大井眼钻井后，工具下入深度也随着勘探深度的增加而增加，取芯钻头直径也随着勘探需求而加大。同时，一些不可避免的问题也随之产生。绳索取芯钻具的型式很多，规格各异，但其基本结构大同小异。整套绳索取芯钻具分为单动双层岩心管和打捞器两大部分。双层岩心管部分由外管总成和内管总成组成。
3、金刚石钻进技术
金刚石钻进技术已经成为矿山勘探中不可缺少的重要技术，金刚石钻进的钻具主要包括钻头、扩孔器、岩心管、异径接头和钻杆等所组成，钻头镶有作为切削具的金刚石以破碎岩石；扩孔器上也镶有金刚石以修整孔壁；岩心管以容纳所钻岩心，有单层与双层之分。双层岩心管应用较为广泛。金刚石钻进技术具有钻进效率高、钻探质量好、孔内事故少、钢材消耗少、成本低及应用范围广等特点。金刚石钻进的孔径不受限制，最小为28mm，最大达30mm；孔深可超过4000m，钻孔倾角不受限制，它不仅能钻垂直孔、斜孔，还能钻水平孔和仰孔，由于这些优点，金刚石钻进技术被广泛应用于金属和非金属、煤田、石油等地质勘探中。而在金刚石钻进中，钻压既要保证金刚石能有效地切入岩石，又要保证不超过每颗金刚石的允许承载能力。即：作用于钻头上的钻压，应使每粒工作的金刚石与岩石的接触压力既要大于岩石的抗压入强度，又要小于金刚石本身的抗压强度。
二、煤田地质钻探技术中存在的问题
1.水敏性地层护壁问题
煤田主要是沉积岩地层和水敏性地层，而沉积岩层又较为复杂，这导致了其内部不具有平衡性的受应力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对此类地层进行钻探则就可视为对此类地层增加重力，这样孔壁就可能垮塌或是掉块，而水敏性地层又比较脆弱，当受到了钻具或者是来自冲洗液的作用时，则可出现孔壁剥落超径等现象，如果地层的含泥量较高，那么当钻探时，就可能造成孔壁膨胀，出现缩径以及剥落超径等情况，因此应用于煤田的钻探技术需要针对此类问题进行不断完善。
2.地质钻探中的孔内事故
孔内事故的生成原因可能为自然因素与人为因素，而单纯自然因素较为少见，更多是人为因素所致，人为因素通常是因施工人员没有根据相关技术规范，且没有结合现场实际进行操作，进而导致孔内事故的生成。包括钻具折断、钻头掉落、岩层芯挤夹、异物掉入钻孔都可引发事故，而这些事故都是人为所致。自然因素主要是指因岩层本身的客观因素所造成的事故，此类客观因素及突发状况均无法有效预测，所以说对于自然事故难以有效预防。总之，在钻探技术中应尽量避免自然事故与人为事故所造成的孔内施工，以此提高钻探工作实效。
三、提高煤田地质钻探技术的对策
1.加大科研力度
我国在煤田地质钻探技术领域与发达国家相比还有较大的差距，技术的落后严重影响了我国煤田地质钻探工作的进展，因此，必须增加资金投入，大力支持该领域的科学研究，鼓励学者进行理论和技术方面的创新。
2.建立风险管理流程
煤田钻探工作是一项具有危险性的工作，在施工过程中存在各种风险，因此，必须高度重视煤田钻探的风险管理工作，建立完善的风险管理流程。首先是识别风险，风险识别是实施风险管理的前提，通过风险的识别找出煤田钻探存在哪些风险。其次是分析风险，即对所发现的各种风险进行详细的分析，通过分析和处理，找出这些风险的特征。判断风险产生的原因，预测风险可能导致的后果，从而做到心中有数。第三是风险的应对，即针对风险的特点制定相应的应对措施。最后是风险的监控，即监控以确定的风险，并且执行风险应对措施。
3.充分利用已成熟技术
煤田地质钻探是一项技术含量较高的工作，包含着各种专业技术。例如合金钻进技术、钢粒钻进技术、铁砂钻进技术、金刚石钻进技术、绳索取芯钻进技术等。还有许多工艺，如空气泡沫钻进工艺、液动冲击回转钻进工艺、潜孔锤反循环钻进工艺、定向钻进技术等。其中合金钻进技术、钢粒钻进技术、铁砂钻进技术是比较老旧的技术，钻进速度低，而且使用中还受到许多限制，当前更多地选用绳索取芯钻进技术和金刚石钻进技术。钻进工艺主要是为了解决煤田钻进中各种问题。例如，空气泡沫钻进工艺主要是针对地层漏失的问题，液动冲击回转钻进工艺针对坚硬岩石的钻进工作，潜孔锤反循环钻进工艺主要用于深孔高压环境下的连续循环取样。定向钻进技术是目前最为先进，中靶率最高的一种技术。因此，应该综合运用上述各种已经十分成熟的技术和工艺，因地制宜。一般来说比较可行的一种方案是将定向钻进技术与金刚石钻进技术、绳索取芯钻进技术结合起来使用。这样既可以充分发挥金刚石钻进技术、绳索取芯钻进技术钻进效率高和取芯率高的优势，又可以提高钻进的中靶率，因此，可以大大提高煤田钻进的工作效率。
四、结 语
煤炭是我国重要的能源，确保煤炭生产的稳定从来都是国家的大事。为了增强我国煤炭资源保障能力，必须进一步加大煤炭资源的钻探力度，加强煤田钻探工作的管理水平，从总体上提高煤田钻探能力。煤田地质钻探是煤炭开采的重要环节，其危险性较大，技术要求高，因此，必须予以高度重视，从管理、技术和人才等多个方面促进煤田钻探工作的开展。为我国煤炭企业的发展和国家能源安全提供强有力保障。
参考文献：
[1]柳强.煤田地质钻探深孔施工中郭附卡钻事故的处理技术[J].宁夏工程技术，2013（12）
[2]张峋峰，刘伟超.煤田地质钻探安全的施工设计研究[J].科技向导，2013，（30）：233.
[3]陈宁.福建悠远矿区破碎地层绳索取心技术分析[J].中国煤炭地质，2010（12）.
[4]张金昌.地质岩心钻探技术及其在资源勘探中的应用[J].探矿工程，2011（8）.
论文作者:李友武
论文发表刊物:《基层建设》2015年25期供稿
论文发表时间:2016/3/23
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