65 螺旋钻进技术在松软煤层瓦斯抽采中的应用.PDF

维普资讯 2008年第 7期 西部探矿工程 53 · 石油与钻掘工程 · 螺旋钻进技术在松软煤层瓦斯抽采中的应用 胡振 阳，李锁智，郭冬琼 ，刘 刚 (煤炭科学研究总院西安分院，陕西 西安 710054) 摘 要：介绍了螺旋钻进技术基本原理，结合工程实例总结出松软煤层瓦斯抽采螺旋钻进施工中必须 注意的几个问题，并对螺旋钻进技术进行了展望 。 关键词：螺旋钻进技术；松软煤层 ；螺旋钻具 中图分类号 ：TD231．6 文献标识码：B 文章编号 ：1O04—5716(2O08)07一O053—03 1 概述 “U”型卡固定，主动钻杆的回转带动螺旋钻杆及螺 煤矿瓦斯(煤层气)属非常规天然气，是优质能源和 旋钻头回转，在给进和回转的双重作用下，螺旋叶片 化工原料。据煤层气资源评价，我国埋深 2000m 以浅 与钻孔之间形成 了一条 “煤屑螺旋输送带”，螺旋叶 煤层气地质资源量约36×10m3，可采资源总量约 10 片连续不断的将孔 内的煤屑排出孔外。该技术使用 ×10m3。近年来，国家高度重视煤层气开发和煤矿瓦 干式作业成孔法 ，不需要冲洗液 ，也就不会冲刷孔 斯防治工作，国务院领导同志要求加大煤层气科研、勘 壁，有利于孔壁的稳定，同时孔内富含瓦斯得 以逐步 探、开发的力度，并制定规划和措施。国家在煤层气资 释放，从而能有效防止喷孔，保证了成孔率。另外， 源开发和利用方面作了大量的投入，很多煤矿企业也开 采用插接式连接 的螺旋钻杆遇塌孔、卡钻事故时可 始转变观念，变传统的安全性瓦斯抽放为利用性或生产 以打反转 ，增加了处理事故的成功率。 性瓦斯抽放。但是我国目前除抚顺等少数矿区外，大多 3 螺旋钻进工程实例 数矿井煤层透气性差，煤质松软，甚至有动力现象或突 3．1 开元煤矿螺旋钻进工程 出危险性，属于松软煤层，这使本煤层预抽钻孔打钻难 3．1．1 地质概况 度极大，塌孔、卡钻严重，钻孔打不深，致使瓦斯抽放效 开元煤矿是阳煤集团并转的新矿，本次使用螺旋钻 果差，不能很好的满足生产和开发的要求，影响了煤矿 进技术进行瓦斯抽放的煤层为9号煤层。煤层厚度平 生产的正常进行。而螺旋钻进技术在松软本煤层钻进 均为4．2m，煤层构造形态为A型皱曲，起伏严重，倾角 中的推广应用对于我国煤矿安全生产和瓦斯的抽采利 90～10。。煤层中瓦斯含量大，有突出危险性，且煤层中 用有着极其重要的意义。 含水，局部有夹矸 。 2 螺旋钻进技术基本原理 3．1．2 螺旋钻进设备 螺旋钻进技术是根据螺旋 叶片连续排屑 的机 钻进使用的设备为煤炭科学研究总院西安研究院 理，在松软防突本煤层 中钻进瓦斯预抽钻孔 的钻进 生产的ZDY4000I型煤矿用履带式全液压坑道钻机+ 技术。钻进施工时，钻机动力头带动主动钻杆 回转 ， 110螺旋钻杆+ 120螺旋钻头，主要设备参数见表 主动钻杆前端与螺旋钻杆采用插接式连接，并用 1和表 2，设备照片见图1。 表 1 ZDY4000L型煤矿用履带式全液压坑道钻机主要参数 3．1．3 应用情况 置基本位于煤层中间，倾角为 10。～11。(即为上斜孔)，间距 钻场位于长度为1064m的9404回风巷，钻孔开孔位 为5m，共