煤田钻探技术发展与展望煤田探技术发展与展望煤田钻探技术发展与展望煤田钻探技术发展与展望.doc

煤田钻探技术发展与展望 回首煤田地质钻探工作发展的历程，感慨颇多。建国初期，煤田地质勘探工作可谓“一穷二白”，仅有工人400多名，技术人员10几名和14台破烂不堪的钻机，仅在个别矿区有零星的钻探工作量。随着新中国煤炭工业的蓬勃发展，煤田地质勘探工作得到了飞速发展,在全国29个省、区先后建立了100多个煤田勘探队，年开动钻机上千台。累计完成钻探工作量7494.62万米，探明煤炭储量超过10000亿吨，为我国煤炭工业的发展提供了可靠的资源。 作为煤田勘探重要方法——钻探工程，在一代又一代钻探人的不懈努力下，取得了巨大的变化和发展。现在，除从事煤田地质勘探外，已全面进人社会地质、岩土基础工程市场，承接如井筒冻结、帷幕注浆、水、盐、地热井、工程地质勘查、浅层石油、煤层气、边坡锚固、岩土基础等工程。施工机械也由当初的改造老千米钻机，迅速发展到如今的以大型专用桩机为主，大、中、小专用机械设备基本齐备，施工手段能满足各种工程要求的局面，并引进了国外先进的地下连续墙、锚杆施工设备。施工项目从楼房基础到道路桥梁，从工程地质到治理环境地质灾害等。可施工钻孔灌注、锚固、旋喷、挤密等各种基础桩。煤田地质系统在岩土基础工程市场的竞争能力有了很大的提高。 一、钻探工艺、技术不断发展、完善 根据勘探矿区和勘探程度的要求，在60年代前后，煤田钻探主要采用的是较为单一的普通硬质合金钻进工艺，钻探效率受地层、岩石因素影响较大。如在软地层采用的“高压大水无岩芯快速钻进测井解释法”，使煤田钻探效率有显著提高，曾创单机日进尺1140m、月进尺21806m的记录。1976—1985年的10年间，完成的岩芯钻探工作量最大，年均280万米左右，但主要是靠增加钻机开动台数和时间来完成的。80年代以后，随着勘探区的改变和矿井建设精度要求的增加，无岩芯钻进比率由50%减少为5%—10%，这个时期，我们制定、执行了以绳索取心、金刚石钻进技术为主导，因地制宜地推广多种工艺相结合的钻探技术发展方针，极大的促进了煤田钻探新技术、新工艺的发展，并取得了良好的技术经济成果和社会效益。如地质效果明显提高，钻孔的特甲级孔率稳定在85%以上，岩煤芯采取率达90%以上。 1、以金刚石钻进为主导，不断提高钻探技术水平 从80年代中后期开始，绳索取芯金刚石钻进工艺逐步应用于煤田钻探，通过十几年的不懈努力，绳索取芯金刚石钻进技术取得了长足的进步，日趋配套、完善、成熟。我们紧扣配套、完善、发展、提高这一关键环节，以钻探施工中急需解决的生产、技术难题为目标，以科研项目为突破口，努力将科研项目成果真正转化为生产力。如在绳索取芯金刚石钻进工艺搞得较早的福建煤田地质局，先后立项Ⅱ类钻探科研项目4—5项，如复杂地层冲洗液的研究、适岩钻头的研究、管螺纹数控车床的研究、钻杆等离子弧焊的研究等，取得可喜的成果。福建煤田地质局的岩芯钻探已全部实现绳索取心化，并且一直使用至今。钻月效率由打钢粒时的190m左右提高到640m，钻孔深度可达1400m。为南方地区的煤田钻探树立了良好的示范样板。 钻头研究、制造、应用硕果累累。煤田钻探面对的软——中硬岩石约占70%，对常用的硬质合金取芯钻头改进、研制出铸造锯齿形贴镶、三刮刀、排状硬质合金和装配式等不同类型的钻头40多种。在90年代前后，针对不同勘探区的岩层，多次立项，重点对天然、人造、聚晶、复合片等类型的金刚石钻头进行了研制及推广应用，取得良好效果。如湖南煤田地质局研制的电镀金刚石钻头，选用不同配方得到不同的胎体硬度，以高强度金刚石、聚晶或聚晶烧结体为保径材料，运用电镀二次成型工艺，较好地解决了电镀钻头保径能力较弱的技术难题，该系列钻头平均寿命63.88m。四川煤田地质研究所研制的绳索取芯聚晶钻头应用于可钻性2—6级的粉砂岩、灰岩及其互层，平均时效2.36m/h，平均寿命165m。山东煤田地质局与西安分院钻探所合作研制的复合片无芯钻头，在山东济宁煤田唐口勘探区应用，平均时效1.56m/h，平均寿命205.20m，钻头最高进尺876m。 2、因地制宜发展多种钻进工艺 ①空气泡沫钻进工艺 90年代初期，煤田钻探生产便遇到了在干早缺水地区需要穿过老窿、空巷等严重漏失地层的生产难题。如在山西大同的同忻勘探区，施工中要穿过2—3层采空区，该地区还是个严重干早缺水地区，这对采用水介质循环的常规钻进工艺来说困难极大，仅技术护壁套管就要下数层。由于空气泡沫钻进工艺不存在介质漏失问题，且排粉效果好，有效地减少了重复破碎，因此，通过开发应用该工艺，不仅有效解决了钻孔严重漏失和护壁的难题，还大幅度提高了钻探效率。泡沫钻进孔深可达601m。 ②潜孔锤反循环钻进工艺 结合实际生产，在河北宣化煤田四队，对深孔高水柱大背压情况下的反循环连续取样空气潜孔锤钻进工艺，开展了较深入的试验研究，先后在3个钻孔进行了生