摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展各種能源短缺問題也逐漸顯現(xiàn)出來了，煤炭作為基本能源的一種在日常生活中使用的量是非常巨大的。如何勘探開采大量的煤來滿足生產(chǎn)需要一直是人們關(guān)注的問題。深井鉆探技術(shù)施工技術(shù)近年來在煤田的勘探中得到了廣泛的應(yīng)用，本文就這一問題展開相關(guān)探討研究。

關(guān)鍵詞：深井鉆探 施工技術(shù) 煤田勘查

中圖分類號(hào)：D918.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）02（a）-0122-01

作為開采石油、煤田等重要能源的一種手段，深井鉆探技術(shù)在進(jìn)行深層的地下資源的勘探中發(fā)揮著重要的作用。隨著能源儲(chǔ)備問題的日益突出，人們把目標(biāo)轉(zhuǎn)向了挖掘深層地質(zhì)下的能源來滿足需求問題，這就離不開深井鉆探技術(shù)的支持。深井鉆探技術(shù)主要用來取得地下深層礦物資源并且依據(jù)現(xiàn)獲得的礦產(chǎn)信息來推斷礦物儲(chǔ)量從而更好的進(jìn)行地下礦物資源的開采利用。自工業(yè)革命開始，全世界對(duì)礦物和金屬的需求就呈爆發(fā)式增長(zhǎng)，各國(guó)家對(duì)開采礦物和金屬的投資在逐年增加，開采鉆探技術(shù)也逐漸取得了進(jìn)步。

1 深井鉆探技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

從80年代開始我國(guó)開始借鑒蘇聯(lián)模式，在鉆探技術(shù)方面進(jìn)步比較慢。鉆進(jìn)的周期比較長(zhǎng)而且使用的單井鉆頭數(shù)量較多。由于技術(shù)的限制，在深井勘探的煤礦資源的數(shù)量非常有限，嚴(yán)重阻礙了生產(chǎn)發(fā)展的進(jìn)步。近20年來，我國(guó)從各國(guó)引進(jìn)先進(jìn)的鉆探技術(shù)，借鑒國(guó)外成熟的技術(shù)背景開始研發(fā)屬于自己的特色產(chǎn)品，逐步投入生產(chǎn)實(shí)踐，使深井鉆探技術(shù)得到明顯提高。在90年代深井鉆探的成本非常高，不算科研成本和技術(shù)引進(jìn)成本之外6000 m深的深井鉆探成本高達(dá)五千萬元以上。

近些年以來，深井鉆探技術(shù)在國(guó)內(nèi)外都取得了較好的發(fā)展。在國(guó)外尤其是一些發(fā)達(dá)國(guó)家地區(qū)，主要采用巖心鉆探方法進(jìn)行鉆探，包括三牙輪鉆進(jìn)、金剛石回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)以及氣動(dòng)潛孔錘鉆進(jìn)，使用較多的取芯方法是反循環(huán)取芯及繩索取芯。鉆機(jī)采用全液壓動(dòng)力頭長(zhǎng)行程的跟進(jìn)，鉆進(jìn)動(dòng)力都非常強(qiáng)大。在近幾年，我國(guó)的鉆探技術(shù)也取得了一些進(jìn)步和成績(jī)。形成了具有先進(jìn)水平的硬巖深井科學(xué)鉆探技術(shù)，包括擴(kuò)孔鉆進(jìn)技術(shù)、泥漿技術(shù)、井斜控制技術(shù)和硬巖深井取芯鉆進(jìn)技術(shù)。研制的螺桿馬達(dá)+液動(dòng)錘+金剛石取芯鉆進(jìn)系統(tǒng)，具有優(yōu)質(zhì)、高效、經(jīng)濟(jì)安全的施工效果，大大的提高了取芯鉆探技術(shù)。

2 深井鉆探在煤田勘查中的應(yīng)用

隨著鉆井深度的增加，各種問題和難題都涌現(xiàn)出來了。而人們對(duì)地下世界的猜想和推測(cè)能力是十分有限的，受知識(shí)水平的約束，往往不能準(zhǔn)確的判斷深井鉆探過程中遇到的種種難題。井的深度受到許多因素的影響，隨著深度的增加，來自地層的壓力增大會(huì)影響到鉆探的速度。鉆探深度增加，鉆探的難度也越大，遇到復(fù)雜地質(zhì)地層和技術(shù)問題的可能性也會(huì)更大。

2.1 控制鉆進(jìn)的時(shí)間并制定備用方案

在鉆探過程中要嚴(yán)格控制好鉆探時(shí)間，這樣做的目的是為了確保生產(chǎn)工作的安全問題，同時(shí)節(jié)約時(shí)間也可以在一定程度上節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。在探測(cè)過程中往往由于地層地質(zhì)情況判斷的不準(zhǔn)確，導(dǎo)致事先估計(jì)的鉆探方案并不使用，這時(shí)，備用的方案就能發(fā)揮出作用了。

2.2 控制鉆孔的垂直度

在深井鉆探的過程中，要注意設(shè)備的選擇和安裝問題。選擇相對(duì)平穩(wěn)的地面進(jìn)行安置鉆塔，保證鉆塔的平穩(wěn)性非常重要。為防止在鉆探過程中出現(xiàn)震動(dòng)等問題而影響到鉆塔的平穩(wěn)，最好在鉆塔的四周用綁繩進(jìn)行固定。在鉆探中鉆機(jī)的鉆入角度最好保持垂直狀態(tài)，因此，鉆機(jī)也要保持平穩(wěn)，這樣，滑車、天車、孔口才能保持在一條線上。在鉆探的過程中還要時(shí)刻注意鉆塔和鉆機(jī)的平穩(wěn)性問題，發(fā)現(xiàn)有問題要立刻進(jìn)行調(diào)整。鉆具要求的剛性比較強(qiáng)，最好選用金剛石鉆頭，使鉆入過程平穩(wěn)迅速。在開孔時(shí)應(yīng)慢轉(zhuǎn)輕壓，隨著鉆孔的逐漸加深加上剛直的導(dǎo)向鉆具，在開孔和刮刀鉆進(jìn)時(shí)必須要使用導(dǎo)向，選用圓直的長(zhǎng)度在3 m以上的取心管進(jìn)行取心鉆進(jìn)。

2.3 破碎坍塌地層的鉆進(jìn)及處理

深井鉆探施工中由于鉆探的深度較大，常常容易遇到井壁坍塌，井漏等問題。在鉆探過程中遇到這種地層通常都比較麻煩，容易損失泥漿材料甚至發(fā)生埋鉆事故需要謹(jǐn)慎對(duì)待。在處理這種地層問題的時(shí)候需要分情況給予不同的處理方法。對(duì)漏水較小的破碎地層可以采取加堵漏劑的方法，對(duì)于較大的漏水情況用水泥封堵的方法進(jìn)行處理。

2.4 地層壓力問題應(yīng)對(duì)

維持井壁的穩(wěn)定對(duì)勘探開采非常重要，井壁失穩(wěn)的主要原因在于鉆探的過程中破壞了巖層原有的平衡，使井壁受到來自巖石的靜壓力增大。隨著深度的加大，井壁承受由上層巖層帶來的壓力越大。在鉆探時(shí)要盡量降低鉆井液與井壁巖石的接觸時(shí)長(zhǎng)，避免井壁巖層發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)而形成破碎或裂縫。

2.5 深井鉆探中應(yīng)注意的一些問題

在深孔復(fù)雜地層鉆進(jìn)應(yīng)當(dāng)做到孔壁規(guī)則、鉆孔垂直，保持孔內(nèi)干凈、保持泥漿具備良好性能等，為彌補(bǔ)設(shè)備的不足，減少鉆孔的彎曲度、提高鉆孔質(zhì)量、防止發(fā)生孔內(nèi)事故，在深孔鉆井中應(yīng)主要注意幾個(gè)方面：（1）當(dāng)開始進(jìn)行鉆探時(shí)一定要采用較低的轉(zhuǎn)速，以保證鉆入保持垂直的方向，當(dāng)鉆孔深到一定程度時(shí)加長(zhǎng)導(dǎo)向。尤其是在刮刀鉆進(jìn)一定要加入長(zhǎng)達(dá)七米以上的長(zhǎng)導(dǎo)向，進(jìn)行取芯鉆進(jìn)時(shí)巖心管應(yīng)在3m及3m以上，配置剛直鉆具保證連接后的同心度。（2）定期對(duì)鉆具進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)鉆具出現(xiàn)質(zhì)量問題就要立刻進(jìn)行更換，防止因鉆具問題而發(fā)生不必要的事故。（3）鉆探的井深度較大時(shí)，鉆探工作進(jìn)行到一定程度以后，可以在鉆具和鉆桿的接頭處加入塞線，這樣可以防止因接頭處發(fā)生漏水情況形成假循環(huán)。（4）當(dāng)遇到燒埋事故的時(shí)候要補(bǔ)充新鮮的泥漿，不能直接加入清水。（5）在鉆探的時(shí)遇到煤預(yù)告地層的話可以直接起鉆，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候及時(shí)提鉆并做好采芯工作。若有殘留巖芯，要先撈凈再下取煤器。為保證煤芯的采取率，取煤器鉆進(jìn)的進(jìn)尺應(yīng)控制在50cm以內(nèi)。

3 結(jié)語

煤田勘探過程中，必須針對(duì)不同的地形和情況采用適當(dāng)?shù)奶幚矸椒▉肀M量減少鉆探事故的發(fā)生。因此，在今后的發(fā)展過程中要進(jìn)一步完善深井鉆探技術(shù)，研發(fā)更加先進(jìn)的技術(shù)裝備，提高煤田勘探鉆探的效率。

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