湯彩俠

摘 要：繩索取芯鉆井工藝是煤田鉆探過程中的一項(xiàng)常用工藝，它通過對(duì)鉆壓、轉(zhuǎn)速、“泵量”等鉆進(jìn)參數(shù)的選擇，依程序完成煤田鉆探過程，這種工藝原理在煤田鉆探應(yīng)用中有其基本的工藝原理，并在鉆進(jìn)工藝過程中有其必須注意把握的環(huán)節(jié)，本文通過繩索取芯鉆井工藝技術(shù)在煤田中的實(shí)際應(yīng)用，增強(qiáng)煤田作業(yè)中的工藝把握和認(rèn)識(shí)，針對(duì)這種工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)行合理性分析，用各種舉措提升繩索取芯鉆井工藝的實(shí)用性和有效性。

關(guān)鍵詞：繩索取芯鉆井工藝;煤田鉆探;

中圖分類號(hào)：TD8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2015）-01-00-01

煤田的鉆探過程隨著現(xiàn)代化、自動(dòng)化的發(fā)展進(jìn)程，已由傳統(tǒng)的人工鉆探轉(zhuǎn)為了智能化的勘探過程，采用了先進(jìn)的繩索取芯先進(jìn)工藝，這種工藝結(jié)構(gòu)簡單，而且在實(shí)踐運(yùn)用中巖芯不易損壞，保持了高效的鉆進(jìn)速度，它通過對(duì)鉆壓、轉(zhuǎn)速、“泵量”等鉆進(jìn)參數(shù)的選擇，以節(jié)能降耗為目標(biāo)，針對(duì)煤層結(jié)構(gòu)易碎的特點(diǎn)，用特殊的繩索取芯工藝進(jìn)行獨(dú)特化的取芯過程，改革了傳統(tǒng)工藝的高成本和高強(qiáng)度的缺陷，提高了取芯效率，廣泛應(yīng)用于各煤田鉆探工作當(dāng)中。

一、繩索取芯鉆井工藝的操作程序及工作原理

首先，進(jìn)行繩索取芯鉆頭的配備，要配備比普通金剛石取芯鉆頭大1/4面積的鉆具，通常采用雙管金剛石取芯鉆頭，這樣的鉆具能夠保證承受增大了25%的鉆壓力量;并檢查卡簧與鉆頭內(nèi)徑的配合度。其次，再檢查適配度無誤的前提下，再下鉆，送水沖孔并將內(nèi)管總成投入下去;再次，進(jìn)行鉆進(jìn)的煤田鉆探過程，根據(jù)鉆孔深度保持適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速，在這過程中卡斷巖芯;最后，用打撈器將內(nèi)管總成打撈提出，并提取巖芯。如此這般，循環(huán)反復(fù)，進(jìn)行煤田鉆探的繩索取芯鉆井工藝操作過程。其工作原理：為了保證卡簧與鉆頭內(nèi)徑的配合度，要使用閥體閥座固定器設(shè)備，通過調(diào)節(jié)固定器的水平位來保持卡簧與鉆頭內(nèi)徑的間距，并且內(nèi)管總成要處于懸掛狀態(tài)，打開的卡板彈簧可以用來定位與調(diào)節(jié)。

二、繩索取芯鉆井工藝的實(shí)效性和優(yōu)越性體現(xiàn)

（一）保證了煤田鉆孔的高質(zhì)量。由于煤田地質(zhì)情況的不同，因此較高的巖芯采取率就能真實(shí)地反映地下煤田的地質(zhì)性構(gòu)造，通常采用的雙管金剛石取芯鉆頭，它比普通的金剛石鉆頭要穩(wěn)定一些，不會(huì)造成巖芯的堵塞，而且在快速的鉆孔過程中，巖芯的損耗和掉落都相對(duì)于普通金剛石要少，可以在快速鉆孔過程中，保持較高的穩(wěn)定性，確保巖芯的采取率達(dá)到92%左右，從而也保證了煤田鉆孔的高質(zhì)量。

（二）合理選擇鉆井液。煤田地質(zhì)和鉆孔的深度是選擇鉆井液的重要考慮因素，對(duì)于淺井而言，孔壁的壓力較小，比較容易處理;而對(duì)于深井而言，孔壁的壓力隨著深度的增加而升高，因此要選擇膨脹的土泥漿作為鉆井液材料，它的粘度和密度可以有效地保持高層孔壁的穩(wěn)定性，可以有效地實(shí)現(xiàn)鉆井勘探工作。

（三）提高了鉆井過程的安全性能。由于這種雙管金剛石鉆頭的高質(zhì)量，鉆頭掉落和損耗的可能性大大降低，因而，在鉆進(jìn)過程中，鉆頭的高壓也不會(huì)對(duì)孔壁產(chǎn)生較大的振動(dòng)，不會(huì)導(dǎo)致孔壁塌陷;而且，鉆頭在高速鉆進(jìn)過程中，它的回轉(zhuǎn)率也很平穩(wěn)，減少了鉆頭折斷率，保證了施工過程的便捷操作，減少了維修設(shè)備的時(shí)間和次數(shù)，提升了鉆井的安全性和穩(wěn)定性。

（四）提升了鉆井過程的成本效率比。由于繩索取芯工藝的穩(wěn)定性能，鉆頭在鉆孔過程中的損耗減少，更換鉆頭的數(shù)目也大幅降低，而且由于其與孔壁的間隙小，鉆頭折斷的可能性可降低，從以上來看，鉆頭的設(shè)備成本和維修成本都能夠大幅地降低;另一方面，由于繩索取芯工藝采用雙管金剛石鉆頭，它不提鉆芯的特性使單純鉆孔的時(shí)間增加，增進(jìn)了鉆孔效率，也為地質(zhì)勘探提供了有益的鉆孔參數(shù)等指標(biāo)。

三、繩索取芯工藝在煤田鉆探過程中的注意要點(diǎn)

（一）地質(zhì)巖層環(huán)境特性。地下巖層的構(gòu)造層次是復(fù)雜的，在煤田鉆探的過程中，要考慮地下巖層的顆粒大小對(duì)鉆孔的影響，顆粒和硬度大小不同的巖層之下，其所需的“泵量”有所區(qū)別，顆粒大，則所需的泵量大;顆粒小，則所需的泵量小。

（二）鉆頭的不同選擇事項(xiàng)。地下巖層的地質(zhì)條件、鉆孔速度都是選擇鉆頭時(shí)應(yīng)該考慮的因素，由于在鉆探過程中，鉆頭在地下巖層鉆進(jìn)時(shí)，高速的狀態(tài)會(huì)使鉆頭和巖壁之間產(chǎn)生高熱，過高的旋轉(zhuǎn)速度之下的溫度急劇升高，需要大量的沖洗液流進(jìn)行冷卻，以防止鉆頭因?yàn)楦邷囟鵁龎?，造成鉆頭的嚴(yán)重?fù)p耗。

（三）沖洗液的選擇。巖層的不同地質(zhì)條件也影響沖洗液的選擇，由于沖洗液粘性和密度的不同，在鉆進(jìn)過程中攜帶的巖石磨粒也不同，一般來說，地質(zhì)松軟的巖層，可以選擇較大“泵量”的清水沖洗;而地質(zhì)密實(shí)的巖層，則選擇較小“泵量”的高粘度沖洗液。這也是煤田鉆探過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

（四）繩索取芯工藝鉆進(jìn)過程中要把握的環(huán)節(jié)。施工人員和技術(shù)人員在煤田鉆探過程中，進(jìn)行繩索取芯工藝鉆進(jìn)時(shí)，要注意依照工藝流程進(jìn)行，仔細(xì)觀察異常情況，隨時(shí)調(diào)節(jié)鉆壓和“泵量”，在施工進(jìn)行中，尤其要注意以下幾點(diǎn)：1、在鉆孔開始進(jìn)行時(shí)，要仔細(xì)觀察有沒有巖心堵塞的情況，若發(fā)現(xiàn)存在堵塞狀況，則應(yīng)該馬上打探巖心，否則一旦鉆具進(jìn)入堵塞的巖心后，導(dǎo)致泵壓驟然上升，發(fā)生不可知的意外情況。2、在打撈器伴隨沖洗液進(jìn)入鉆孔時(shí)，要保持打撈器的下降速度，基本保持在1.5-2m/s，待聽到輕微的撞擊聲后，就可以大致估算打撈器到井底的時(shí)間間隔。3、用打撈器的鋼絲繩緩慢進(jìn)入孔中，根據(jù)沖洗液從鉆桿中溢出的現(xiàn)象，可以判斷打撈成功。4、打撈成功取出的內(nèi)管總成，必須要放平，避免調(diào)節(jié)螺桿因沒有擺平而墩彎。5、在仔細(xì)查明鉆桿內(nèi)確無巖心時(shí)，才能緩慢開啟鉆機(jī)，并開啟泵機(jī)，使內(nèi)管進(jìn)入鉆孔內(nèi)，以避免出現(xiàn)卡塞的現(xiàn)象。

四、結(jié)束語

地下巖層的地質(zhì)條件復(fù)雜，不同巖層的密度和粘度各不相同，在煤田鉆探過程施工過程中，繩索取芯鉆井工藝是常用的工藝方法，在實(shí)施階段，要綜合考慮不同巖層的地質(zhì)環(huán)境和泥漿的黏度，選取區(qū)別于普通金剛石鉆頭的雙管金剛石鉆頭，并選擇合適的沖洗液，根據(jù)不同情況調(diào)節(jié)泵量，觀察巖心堵塞情況，在確保無阻塞的前提下，再進(jìn)行鉆孔作業(yè)，把握繩索取芯工藝的工藝原理，保證煤田鉆探過程中的低成本損耗，增加鉆井過程中的穩(wěn)定性和安全性。從而，保證鉆孔的高質(zhì)量，提升煤田鉆探的成本效益率。

參考文獻(xiàn)：

[1]邢士學(xué).煤田鉆探繩索取芯技術(shù)探討[J].煤炭技術(shù).2008（09）

[2]魯玉慶.對(duì)煤田鉆探繩索取芯鉆進(jìn)工藝的探討[J].煤炭技術(shù).2008（04）

[3]王昌真，劉永貴.慶深氣田深層勘探鉆井配套技術(shù)研究與應(yīng)用[J].探礦工程-巖土鉆掘工程，2008，（09）

[4]孔凡軍，劉永貴，張顯軍.徐深氣田深層氣體鉆井設(shè)計(jì)及對(duì)策[J].天然氣工業(yè)，2008

[5]李五忠，吳國干.中國煤層氣開發(fā)與利用[M].北京：石油工業(yè)出版社，2008