易亞東，呂洪富，顏秉超

1.黑龍江省地質礦產局第五地質勘查院，黑龍江 哈爾濱 150090；2.吉林省第五地質調查所，吉林 長春 130103；3.吉林省地礦信息中心，吉林 長春 130061

0 引言

2014年，我院在黑龍江省黑河市三吉屯井田勘探項目的鉆探施工過程中，發(fā)生煤層打丟采取率不足和孔內發(fā)生事故不能測井終孔的情況。為了補采煤心和繞過事故鉆具，采用下入固定式偏心楔進行人工造斜的施工技術，補取煤心十分成功，滿足了地質質量要求；順利繞過事故鉆具，達到終孔要求孔深；取得了較好的地質技術成果和較高的經濟效益。

1 鉆孔基本情況介紹

ZK1900號鉆孔設計320米，鉆進至328.20米時，在42.10米處發(fā)生鉆桿折斷事故，經過84臺時的處理，Φ60 mm外絲鉆桿47米和長度6.10米的Φ91 mm合金鉆具，遺留在孔內275.10～328.20米處。

根據取出的巖礦心，確定煤層在280.20～284.15米處，地質要求穿過煤層5米后測井。綜合考慮各種經濟因素和技術方法，決定采用下入固定式偏心楔進行人工造斜，穿過煤層后進行測井工作。

ZK1107號鉆孔終孔孔深為343.59米，測井煤層為294.25～299.14米，煤心采取率62.32%，需補心。考慮此鉆孔較深，重新布設鉆孔，施工場地又受限制，決定采用下入固定式偏心楔進行人工造斜的方式補取煤心。

ZK0722號鉆孔終孔孔深為116.05米。測井煤層為101.70～104.45米，煤心采取率46.25%，需補心?？紤]到此鉆孔布設在河谷中，地表砂礫石層開孔鉆進十分困難，決定采用下入固定式偏心楔進行人工造斜的方式補取煤心。

2 施工工藝

2.1 固定式偏心楔的制作

偏心楔采用Φ89 mm巖心管制作，全長3 200 mm，上部1 500 mm沿對角線切割開，然后把切割下來的巖心管旋轉180度翻扣焊在原處，楔頂角控制在3度左右(考慮偏心楔整體性能，強度、剛度、重量、質量、穩(wěn)定性等因素，楔頂角沒有設計成2度)，并將多出斜面的部分割掉，打磨、修理光滑。偏心楔中上部打2～3個Φ10 mm的透水孔，起到排氣的作用，底部切割成鋸齒狀，起固定作用。偏心楔結構見圖1。

圖1 偏心楔結構簡圖Fig.1 The diagram of eccentric wedge structure

2.2 人工架橋

首先將長度為1米，兩端粗Φ80 mm、中間粗Φ90 mm的茅絲木塞下至煤層頂板以上5米處，ZK1900號鉆孔是座在事故鉆桿頭上。用Φ91 mm鉆具內裝1米長的粘土和石子（Φ20～30 mm）的混合料，下到離木塞頂部2米處，開泵送漿，將粘土和石子沖出巖心管，落在木塞上；再用Φ91 mm實心鉆具進行搗實，直到鉆具墩不動為止。

2.3 下入偏心楔

用2米長的Φ75 mm鉆具與偏心楔上端導斜面進行點式焊接，焊口長度30～50毫米，焊接力度以能承受偏心楔重量為妥；嚴格保證焊接的同心度，重疊部分最大直徑不超過91 mm，以免下入困難。下入過程中操作要輕、穩(wěn)，不能墩鉆，避免發(fā)生開焊偏心楔落孔事故。下到孔底后，合上車，卡緊立軸，用油缸向下壓，把偏心楔留在預定位置。

2.4 偏斜鉆進

鉆具與偏心楔脫開后，嚴禁向上提動鉆具，應立即開泵送漿，待孔口返漿后，采用輕壓（2 000～3 000 KN）、慢轉（100 轉 /分）、適當泵量（70～90升/分）的技術參數進行回轉鉆進。在每個立軸行程末時要上下反復掃孔，使造斜孔段更加光滑、通暢。Φ75導斜鉆進2米后，換Φ75導正、Φ91擴孔的鉆具鉆進2米，最后再換Φ91鉆具進行取心。

3 地質效果

三個鉆孔使用人工造斜技術，完全達到了地質目的，而且也避免了因報廢而帶來的經濟損失。

人工造斜鉆孔主要技術經濟指標如表1。

表1 人工造斜鉆孔主要技術經濟指標表Table 1 The main technical and economic indicators for arti ficial slanting drilling

4 結論及建議

（1）采用下入固定式偏心楔進行人工造斜的三個鉆孔，通過與測井資料進行對比，各項參數指標完全合格。

（2）下入固定式偏心楔進行人工造斜，在煤田鉆探中是一種快速、經濟、實用的技術，其他礦種鉆探也可以應用。

（3）架橋部位宜選擇較完整、硬的孔段；造斜孔段宜選擇較松散、軟的孔段。

（4）架橋后，投入的粘土與碎石量不宜超過1米，搗實后以0.5米為宜，配合偏心楔底部的鋸齒，固定效果好，架橋時間短、效率高。

（5）下入孔內的鉆具不能超過3米，鉆頭外出刃要小或沒有，鉆具上部連接一根短單根，造斜效果更好。

（6）鉆具與偏心楔用電焊點接，結實程度要適宜；脫開后不能向上提鉆，應立即開泵送漿，進行回轉鉆進。

（7）為提高效率，ZK1107、ZK0722號鉆孔，采用了Φ75/Φ91擴導式鉆具直接帶偏心楔下入，鉆進3米后，換Φ91鉆具進行取心鉆進。