提高井下瓦斯抽放钻孔煤层破碎段封孔质量 发布人：宋红娟.pptVIP

提高井下瓦斯抽放钻孔煤层破碎段封孔质量 发布人：宋红娟 神华宁煤能源工程公司环境安全工程分公司QC小组 二O一二年五月 白芨沟煤矿是神华宁煤集团重点煤矿之一，属高瓦斯矿井。本次施工的2621工作面预计2014年5月开采，而煤层瓦斯压力???浓度？？？居高不下。如不能尽快解决，将直接影响白芨沟矿的正常生产。 本次施工的钻场设在二3煤分层，由于受井田？？断层影响，钻场内岩层和煤层松散破碎较严重。采用常规封孔工艺就发生不返水现象；复合材料封孔管强度有限，封孔长度不能覆盖整个破碎区域，后续钻孔施工时仍然存在塌孔卡钻情况；复合材料封孔管，下入孔内时弯曲严重，导致定向钻具无法下入孔内；钻孔开孔过程中，塌孔导致钻孔孔径变大，封孔质量不能保证，出现漏气漏水等问题。 针对以上出现的问题，常规的封孔工艺已经无法满足封孔要求，如果开孔段破碎带都无法通过，那么后续整个工作面的瓦斯抽放钻孔就无法施工。如何探索、寻找一种新的封孔工艺来保证钻孔顺利通过破碎带和保证封孔质量成为当务之急。 为了保证白芨沟矿2621整个工作面瓦斯抽放钻孔的顺利施工，着实解决白芨沟矿2621工作面回顺的瓦斯治理问题，以提高钻孔封孔质量和钻孔等级，保证钻孔能顺利通过开孔段破碎煤层，我们QC小组，选择以“提高井下瓦斯抽放钻孔煤层破碎段封孔质量”作为本次QC活动的课题，开展QC活动。 一、问题分析 问题一： 采用常规封孔工艺进行封孔，其一是封孔长度只能达到8m，封孔长度不能覆盖整个破碎区域，后续钻孔施工时仍然存在塌孔卡钻情况；其二是复合材料封孔管强度不够，下入孔内后由于阻力过大使得孔口管弯曲严重，定向钻具无法下入；其三是钻进过程中孔内严重塌孔导致钻孔孔径较大，采用赛瑞封孔材料封孔时无法将钻孔全部填满，仍然出现漏水漏气的情况。 问题二： 根据在破碎煤层中开孔的具体情况分析，要保证钻孔能顺利通过破碎带，达到预期的封孔效果，首先要保证封孔长度；要下入定向钻具，还要保证封孔管平直，这就需要封孔管有足够的强度。这样一来就需要大直径、高强度的的钢制套管来护孔，护孔长度要超过破碎带，但是护孔管与破碎带直接接触，采用赛瑞封孔材料封孔仍然存在漏浆情况，无法保证封孔质量。 二、对策提出 大直径护孔管与破碎煤层直接接触无法满足封孔要求，如果在护孔管内部再下入小直径、高强度的封孔管问题就迎刃而解了。封孔管下设长度只要超过护孔管4-5m，与实体煤接触，再从两层套管中间注入水泥封孔，这样一来不仅能保证封孔长度，也能保证封孔管平滑度和弯曲度，进而保证封孔质量和后续钻孔的施工，跟管钻进技术得以应用。  一、封孔管、护孔管技术参数的选择 定向钻头直径为φ96mmPDC钻头，螺杆马达弯角为1.25°，弯角到钻头的距离约1m，这样一来，要保证定向钻具能顺利下入孔内，封孔管的内径最少要达到φ98mm。因为孔口要连接φ108mm法兰盘，所以封孔管的外径确定为φ108mm，内径确定为φ99mm，套管壁厚4.5mm。 由于封孔管与护孔管之间要注水泥固孔，所以护孔管内径最少要达到φ120mm；护孔管需要用合金钻头钻至设计深度，所以护孔管壁厚最少要达到10mm才能保证强度。最后护孔管选择为外径φ139.7mm、壁厚10mm的钢制套管。  二、钻孔结构 钻孔结构决定了钻孔的施工工序、工艺及所加工的配件材料等，钻孔结构如下图：  三、跟管钻进配件加工 根据钻孔结构及封孔管、护孔管的技术参数，确定采用跟管钻进方法需要加工配件的技术参数，具体如下表： 四、方案实施步骤 1.采用φ73mm西安通缆钻杆做主动钻杆，用φ96mm钻头开口1m后更换φ153mm钻头扩孔1m，连接φ139.7mm前部带合金套管回转钻进穿破碎带，穿过破碎带进入正常完整煤层1-2米后停钻，将φ139.7mm套管留在孔内。 2.用饮料瓶分别装赛瑞A\B胶各5瓶塞到孔内，用棉纱堵住孔口，用钻机将赛瑞顶入孔底将瓶子挤碎，使赛瑞两种胶在孔底发生反应，将139.7mm护孔管与破碎煤层孔底接触段封住。再加工1m长4分钢管，一端焊φ13mm直通，沿φ139.7mm外侧插入孔内，采用KSZB160-2矿用手动注浆泵向孔内注入赛瑞封孔材料，侯凝1小时，保证将φ139.7mm套管固定住。 3.采用φ73mm西安通缆钻杆，连接φ116mmPDC钻头，沿φ139.7mm套管中部下钻钻进，钻进深度超过φ139.7mm套管10m位置停钻。 4.采用φ73mm西安通缆钻杆，连接φ108mm前部带合金封孔管回转钻进深度超过φ139.7mm套管8m-9m位置停钻