关键词: 钻孔弯曲 分析 预防 措施
钻探是取得地质和矿产资料最直接、最可靠的手段,同时通过合格的钻孔可以抽放出工作面的瓦斯,从而保证煤矿正常生产和人身安全,提高生产效率。但是由于种种原因,钻孔在施工过程中,钻进的实际方向偏离了原设计方向,造成了钻孔弯曲。
我们知道,由于钻孔弯曲,会造成对地质情况的错误分析和判断及抽放质量不高;由于钻孔弯曲,常需要纠斜或重新打钻,这就浪费了人力、物力。因此,这需要我们技术人员积极深入实际,找出钻孔弯曲规律,提出合理的预防措施,达到控制钻孔弯曲的目的。
那么,是什么原因造成钻孔弯曲呢?
通过笔者在现场的观察和分析,在断层、节理发育的地层,钻孔容易发生弯曲;在片理发育的地层中钻进,当遇层角小于15。--------20。时,会出现顺层跑的现象;钻孔遇到裂隙,且裂隙方向与钻孔方向近似时,在钻具重力作用影响下,钻孔有下垂趋势;当钻头遇到较硬的大砾石(俗称铜金)时,钻孔容易沿着铜金的斜面弯曲。
从工艺技术方面的因素分析:钻机安装时,地基修的不坚固,使钻机架下沉或钻机倾斜;开孔时,钻杆与跑道不平行,造成钻孔变形,甚至损坏钻具;大口径钻进时,由于粗径钻头与钻杆直径相差较大,造成钻孔弯曲。例如:在西十采区42017尾巷施工瓦斯抽放孔时,由于扩孔钻头的直径是钻杆直径的二倍,加之钻杆自重作用,造成所有的瓦斯抽放孔都有不同程度的弯曲变形。后来在施工42015尾巷的瓦斯抽放孔时,由于我们修改了设计,而没有进行扩孔,所以,钻孔质量比原来相对要好的多,从而保证了抽放质量。另外,由于钻压过大,钻杆弯曲严重,也是造成钻孔弯曲的一个重要原因。
所以,我们一定要采取“预防为主,防纠结合”的方针。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这就需要我们具体情况,具体分析,找出病根,对症下药。笔者认为:预防钻孔弯曲,必须做到以下几点:
首先,要从设计的角度上采取措施,对于松散、破碎地层,大裂隙、大溶洞发育地层尽量避免设计斜孔,最好打直孔;对于软硬不均,层理发育地层,设计钻孔时,尽量使钻孔方向与层理面垂直;对于促斜作用大,而且有一定规律的地层,应根据规律设计钻孔。例如在48409工作面钻孔设计时,我们充分考虑到本工作面的地质特性,在地质条件稳定的区域,采用多打、探打、直打、斜打的办法,而在地质条件较发育的地方,则采用避实就虚的办法,尽量少布置眼,所以在施工中,钻进速度比原来提高了20%,同时保证了钻孔质量,使经济效益大大提高。
第二,要把好三大关口,首先要抓好钻探设备的检修关,保持其性能良好,工作平稳;其次要把好设备的安装关,做到安装正确、平稳,地基坚实,机架牢固;再次要把好开孔关,使其方位和倾角应与钻孔设计一致。所以从管理的角度我们要制定严格的检修制度、验收制度和跟班制度,要做到先检修后开钻,不跟班不开钻,安机、孔位不符合规定是跟班干部的责任,深度不够、文明生产差是验收员的责任。从而堵塞管理上的漏洞,把好了施工的三大关口,确保施工质量达到标准。
第三,合理配套使用钻具,粗径钻具与钻杆直径不要相差太悬殊,尽量把钻杆直径与孔径之比降低。大口径钻进时,在钻杆上加胶箍扶正,或加扶正器,以增加钻具回钻时的稳定。
第四,合理确定钻进技术参数及操作技术、压力、转速选择合适,钻孔就不会弯曲。例如,换层时最容易发生钻孔弯曲,应适当降低钻压。一般为正常钻进的2/3或1/3。并且还要严格控制钻进速度。在今年,我矿在西六48409工作面施工本煤层抽放孔时,首先选择了合理的配套钻具,使Φ113的钻头配套Φ94的钻杆,其次确定了适当的钻进参数,规定转速和钻压不得超过规定值,杜绝了出现弯孔和废孔的现象,这样使钻孔施工质量进一步提高。
第五,采用反正转钻进,在地层变化规律已知的情况下,正转钻进时往往向一个方向偏斜,反转时又往另一个方向偏斜时,这就可以采用正、反转轮流钻进,使钻孔弯曲达到设计的要求。
总之,我们要认真分析,就会发现钻孔弯曲是具有一定规律性的原因。而我们只要选择合适的工艺技术参数,改进钻具的结构,增加钻具的导向性和回转稳定性,就会避免钻孔弯曲,使井下钻探达到予期的目的,创造出良好的经济效益和社会效益。
论文作者:梁银彪,
论文发表刊物:《科学与技术》2020年1期
论文发表时间:2020/4/29
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