煤田钻孔防斜纠斜措施.doc

煤田钻孔防斜论文纠斜措施论文
一、概述
在钻孔施工过程中,钻孔轴线往往会偏离原设计轴线,这种现象称为钻孔弯曲(简称孔斜)。孔斜程度是关系钻孔工程质量指标的一项重要内容。当钻孔轴线偏离原设计轴线过大,会影响地质资料的准确性和产生错误,也会对钻探施工造成困难,或者迫使钻孔报废。
二、钻孔偏斜的原因
钻孔弯曲的原因很多,主要是地质因素(客观因素)和工艺技术因素(主观因素)。实际上往往是这两类因素综合作用的结果。
地质因素。钻进不同的岩层以及岩层的产状不规则、软硬不均匀或钻进松散无胶结以及胶结差的破碎带、砾石层、溶洞等,是地质因素造成钻孔弯曲的重要因素,如:
、岩石的各向异性。从不同方向钻入岩石,钻孔的走向是不同的。从同一方向钻入产状不同的某一种岩石,钻孔也将发生弯曲。
、软硬不均匀的层状岩石,即使其产状平稳也会因孔底平面上岩石软硬不均而发生钻孔弯曲。
、地层倾角。直孔钻进中,当地层倾角小于45°时,钻孔将会向硬岩层方向弯曲;当地层倾角大于60°时,钻孔将顺地层倾斜面下滑。当地层倾角在45~60°之间,钻孔会弯曲,但其弯曲方向是不稳定或不确定的。
工艺技术因素。工艺技术因素是指机械设备、机械设备的安装、钻具结构、钻进方法、操作技术等方面的人为因素。而这些因素是完全可以控制的。如:
、钻探设备安装。设备安装要牢固,“天车、立轴、孔口”三点要成一线,否则钻孔开孔段就会造成偏斜。
、钻具组合不良。钻具的同轴度超标或者使用弯曲的钻铤、岩芯管等。
、粗径钻具过细。粗径钻具与孔壁间环状间隙过大,易造成粗径钻具歪倒。
、钻具的稳定性差。钻具粗径部分刚性差,未达到额定钻压即发生弹性弯曲。
、钻进参数选择不当。钻压过大、钻具失稳,易孔斜;钻压过小,岩石重复破碎导致孔眼扩大,也易孔斜;转速过高,钻具转动惯性力大,钻孔弯曲的可能性增大;而在软地层带钻铤转速太低也可能使钻孔顶角减小;冲洗液量过大,孔壁被强烈冲刷,可能会导致孔斜;冲洗液不足也会因岩屑重复破碎而导致钻孔顶角变化。
、钻进方法不合理。如在易斜地层使用钢粒钻进,更容易造成钻孔偏斜。
三、钻孔弯曲的预防措施
预防钻孔的弯曲(防斜),不仅是保证钻探质量的突出问题,也是保证安全钻进和提高钻进效率的重要前提。虽然钻孔弯曲不可避免,但是随着勘探技术的飞速发展,目前,钻孔弯曲是完全可控的。
根据中华人民共和国煤炭行业标准MT/T 1076-2008《煤炭地质钻探规程》,预防钻孔弯曲的措施是:
、坚持开孔验收制度,确保设备安装质量,“天车、立轴、孔口”三点一线。严禁使用旷动的立轴导管及弯曲的立轴钻杆。
、开孔时,应选用锋利的钻头;随孔深加长岩芯管,直至正常长度(一般为5m左右);随孔深增加钻铤,直至钻铤总质量超过所需钻压的20%~30%为止。回次结束前,钻头切削具已磨钝时,严禁加压强行钻进。
、应选择合理的钻具结构与级配。在保证冲洗液畅通及孔内安全的情况下,尽量选择满眼钻进,优先选用钻铤加压。力求简化钻孔结构,地层条件允许时,换径后可一径终孔。
、换径时,应采用外导向钻具,其长度不短于5m。第一次钻进时,小径岩芯管要短(不长于1m);扩孔时应