【doc】 陕北石炭二叠纪煤田吴堡矿区横沟井田勘查深孔施工技术

陕北石炭二叠纪煤田吴堡矿区横沟井田勘查深孔施工技术第23卷第2期镑他GEO1OGYOFSHAANXI2005拄12Y文章编号:1001-6996(2005)02一OlO805陕北石炭二叠纪煤田吴堡矿区横沟井田勘查深孔施工技术曲文杰(陕西省地矿局综合地质大队,渭南714000)摘要:本文阐述了通过采用合理的钻孔结构,钻具级配,钻进参数,泥浆配方,特别是采用不同的堵漏工艺,解决了吴堡矿区横沟井田勘查复杂地层深孔钻探施工的技术难题.关键词:煤田;钻探;技术中图分类号:P634.5文献标识码:B吴堡矿区横沟井田勘查勘探区位于陕西省吴堡县横沟乡,区内地质条件复杂,掉块,漏失严重,煤层埋藏较深,其中山西组煤层埋深558886m,太原组煤层埋深706978m.煤质为粉煤,易冲刷,易污染,易烧变,难卡取.陕西省地矿局综合地质大队,在该区共施工钻孔5个,钻探进尺3653m,取得了4个甲级孔,1个优质孔的良好施工效果,受到了业主和监理单位的好评.1工程概况1.1地层情况吴堡勘探区地层主要有:第四系黄土覆盖层,上二叠统石千峰组,下三叠统刘家沟组,下二叠统石盒子组和山西组,上石炭统太原组,中石炭统本溪组和中奥陶统马家沟组的部分地层.其中下二叠统山西组和上石炭统太原组是本区主要含煤地层.1.2地质要求要求全孔采心.煤层及煤系地层采心率75,非煤系地层采心率7o;回次水文观测数8o;孔斜每百米不超过lo.;封孔煤系地层用32.5#以上水泥封闭,其余孔段用黄泥封闭,并用钻具捣实;各种原始记录及时,准确,清晰,完整.1.3主要工作量设计孔深1030m,760m和650m钻孔各1个,孔深600m钻孔2个.收稿日期:2OO5一O715作者简介:曲文杰,男,35岁,工程师,从事钻探生产和技术管理工作.第2期曲文杰:陕北石炭二叠纪煤田吴堡矿区横沟井田勘查深孔施工技术1092钻探设备及器具钻机为XY一5G型岩心钻机,泥浆泵为BW一250/60,钻塔为SJ一17m,动力机为4135柴油机和1115柴油机;自制1.5m.泥浆搅拌机.钻具为5O钻杆,146套管,146,1O8,89岩心管;15O合金钻头,1l3,西94复合片钻头;MQS取煤器.测试仪器有:泥浆性能测试仪,JxY一2型测斜仪等.3施工技术3.1钻孔结构本勘查区全部采用15O合金钻头开孔,钻穿覆盖层进入基岩35m后下人146表层套管,换113复合片钻头,钻至煤层顶板后换94复合片钻头钻至终孔.煤层钻进用94双管复合片钻头钻进(各钻孔结构见表1).表1吴堡矿区各钻孔结构表Tab.1StructuresofindividualboreholesinWubucoalminingarea孔号孔深(m)孔段(m)孔径(mm)套管直径(ram)O3515O146ZK2O1766.1835605.94113605.94766.1894O4815O146ZK2041028.4348852.84113852.841028.4394O2815O146ZK302654.8428626.32113626.32654.849403715O146ZK402604.1873565.82113565.82599.8O94O3O15O146ZK405599.83O570.73113570.73604.18943.2钻具组合开孑L:150合金钻头+146岩心管+50钻杆.110陕西地质第23卷钻进:94(113)复合片钻头+89岩心管+89(1O8)取粉管+5O钻杆.煤层钻进:中94双管复合片钻头+MQS单动双管取煤器+双尖丝接手+89短管+89取粉管+5O钻杆.3.3钻进参数单管钻进:钻压300400kg/cm.;转速:250300rpm;泵量:150200L/min.煤层双管钻进:钻压150200kg/cm.;转速:90150rpm泵量:6090I/mini内管与钻头间隙:0.51mm.3.4泥浆的配制与管理3.4.1泥浆配方:PAM+NaCMC+NaOH+H2O+膨润土加量分别为:13:35:0.6:1000:5O70(单位:kg).3.4.2泥浆性能正常钻进时:粘度1822秒,比重1.O21.05,PH值81O,含砂率<1.孔内漏失时:粘度2530秒,比重1.O51.10.3.4.3泥浆管理严格现场管理,每班至少测试泥浆性能1次,并按测试结果调配泥浆;及时清理泥浆坑,泥浆槽,严格控制泥浆含砂率<1,保证泥浆性能.3.4.4堵漏轻微漏失,即孔口返浆,但泥浆坑中泥浆面下降明显.首先增加泥浆粘度至25秒以上,然后在泥浆中加入锯末,麻刀等惰性堵漏材料,用泵送入孔内.这种堵漏方法可在钻进中进行.中等漏失,即孔口不返浆,但孔内有水位.首先降低泥浆比重,增加粘度循环,若孔口返浆,按轻微漏失方法处理;若孔口不能返浆,提钻后,向孔内投入棉絮,海带片等惰性材料(大小根据具体情况定),密封孔口,用泵往孔内注浆,并注意观察水泵压力表,当泵压接近正常钻进泵压时停泵,打开孔口,向孔内注浆,若泥浆能从孔口返出,下人钻具,按处理轻微漏失的方法继续处理即可;若孔口不能返浆,调整堵漏材料大小后,重新按本方法处理.严重漏失,即孔底无水位.顶漏钻进,并观察取上的岩心,确认已穿过漏失孔段后,用水泥加速凝剂堵漏,候凝12小时后,透孔注浆检查.煤层漏失时,用泡沫泥浆钻进.由于勘查区漏失频繁,所以要求严格控制泥浆粘度和提下钻速度,以防因钻具的抽吸作用或压力激荡造成已堵漏孔段的重新漏失.3.5煤层质量管理在煤层顶板钻进时,必须严格执行”见软就提”的制度.下人双管钻具前,必须严格,详细检查其性能,要求转动灵活,水路畅通,内外管间第2期曲文杰:陕北石炭二叠纪煤田吴堡矿区横沟井田勘查深孔施工技术111隙配合适当;保证泥浆的清洁,以防堵塞双管钻具水眼.煤层钻进时,严禁提窜钻具,孑L底压力要均匀,细心观察机上余尺,准确记录进尺变化时的深度及厚度.采心时严禁干钻.,提钻时要慢,稳,防止因钻具剧烈摆动或猛烈墩击等造成煤心脱落;提钻时应向孑L内回灌泥浆,保证孑L内液面高度.严格执行机长定措施,班长管操作,记录员观察,记录机上余尺的三级守煤制度.4取得的钻探成果钻孑L综合质量成果见表2.表2钻孔综合质量评级结果表Tab.2Qualityappraisalofboreholes煤层质量钻孔岩心采终孔深孔深简易水原始测井综合可采煤质量级别孔斜封孔编号取率()度(m)校正文观测资料质量评定层数优质合格不合格ZK20141392.3766.18特特特田田田田ZK2044494.41028.43特特特田特田特ZK3022290.6654.84田特特田田田田ZK40221172.7599.80特特特田特田田ZK40343173.6604.18田特特甲田田田5新技术的应用施工ZK204钻孑L,在太原组煤层钻进时,孔内发生中等漏失,孔1:3不返浆,孑L内水位在120135rn之间,为了保证煤层取心质量,我们决定用泡沫泥浆钻进,发泡剂使用的是中国地质科学院勘探技术研究所生产的ADF一2型泡沫剂.泥浆比重1.031.05,粘度25秒,泡沫剂加量为泥浆的0.50.8,泡沫剂直接加入泥浆坑中,用冲枪搅拌后送入孑L内.使用泡沫泥浆4o分钟后孑L口开始返浆,90分钟后泥浆消耗趋于稳定(20I/30min),保证了钻孑L的顺利施工.由于运输原因,ADF一2型泡沫剂送到工地时仅剩下50,以致在后续钻孔施工中没能得以继续应用,所以关于泡沫剂应用没有取得系统的资料,但应用泡沫泥浆循环钻进技术在今后的钻探施工中肯定是一种效果良好的泥浆护壁方法的选择.112陕西地质第23卷EXPLORATORYBOREHOLEDRILLINGINTHEHENGGOUWELLFIELDOFTHEWUBUCOALMININGDISTRICTOFTHEPERMO-CARBONIFEROUSCOALFIELDSINTHENORTHOFSHAANXIQUWen-jie(IntegratedGe.l.gicalTeam.fShaaNXiBureau.fGeol.gYandMinera1Res.urCes,weinan7140O0)Abstract:Itisdepictedinthispaperthatreasonableadoptionofboreholestructuesarangement.fdrillingt.1s,slurryprescripti.nand,especially,pluggingtechniquesmakeaccesstoso1vetechnologicalproblemsoccurringinexploratorydrillingofcomplicatedstratigraphyintheHenggouwellfieldofWubucoalfield?Keywords:coalfield;drilling;technique(上接第93页)DISTRIBUTINGCHARACTERISTICANDCOUNTERMEASUREOFGEO-HAZARDINToNGCHUANCITYYANXiaolingandLICheng(ShaanxiGeol0gicalenvironmentMonitoringStation,Xian710054)Abstract:TongChuanCityisamaingeo-hazardareainShaanxiproVincewheregeol.gicalenvir0nmentiscomplexandgeo-hazardOCcurcontinually.BasingongeohazardinVestigationandregionaldivision,throughstatisticsandanalyzing,thispaperdescribedthedis-tributingcharacteristicofTongChuanCityandgaVethecontrolcountermeasureforthegeo_hazardpreventionworkofthiscity.Key,vords:geo_hazard;distributingcharacteristic;c.ntr.1c.untermeasure;TongChuanCity