煤田地质勘探中针对绳索取芯钻井液洒落控制的分析与研究
绳索取芯钻探技术在陇东煤田勘探市场的应用
（ ３ ） 泵 量 。 泵 量 的 确 定要 素 有 两 个 方 面 ： ① 保持环状 间隙
上返 流 速 在 ０ ． ４ ５ ｍ ／ ｓ — １ ． ０ ｍ ／ ｓ 一 １ ． ５ ｍ ／ ｓ 范 围 内； ② 保 持 钻 头唇 面单
【 关键词 】 绳 索取 心； 煤 田勘探 ； 瓦斯孔 【 中图分类号 】 Ｐ ６ ３ ４ 【 文献标识码 】 Ｂ 【 文章编号 】 ２ ０ ９ ５ — ２ ０ ６ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ４ — ０ ２ ３ ７ — ０ ２
随 着 陇 东煤 炭 资 源 不 断 开发 ， 瓦斯 、 煤 层 气 等 资 源 也 越 来 １ ５ ０ ０ ｋ ｇ时 ． 钻 孔 易斜 、 进 尺 较慢 、 钻 头磨 损 严 重 ； 钻压在 ６ ０ ０ ｋ ｇ
越 多 的被 开发 、 应 用 。 现 阶段 ， 就 我 省 陇 东地 区所 开 发 的 煤 田
以 内时 ． 进尺很慢 ， 达不到 ｌ ｍ ／ 时 。而 我 们 采 用 了折 中 ， 将 钻压 控制在 ９ ０ ０ ～ １ ２ ０ ０ ｋ ｇ时 ， 钻 速 明 显提 高 ， 可达到 ２ ． ５ ～ ３ ｒ ｒ ｄ 时， 钻
下 对 黄 土层 第 四 系进 行 扩 孔 至 ６１ ３ ３ ｍｍ 孔 径 ，下 １ ２ ７ ａ ｒ ｍ 表
０ １ １ ０ Ｌ ／ ｍ ｉ ｎ ． 钻 井液 上 返 速 度 稳 定 、 携带岩粉较好 ， 岩 粉 沉 淀 地层 ， 地层顺序为 ： 第 三 系、 第 四 系的 黄 土 层 ， 白 垩 系 的 环 河 华 ９ 稳 定 ： 在 打 煤 过 程 中， 一般 要 求泵 的排 量 应 尽 可 能 的 小 ， 取 煤 芯 池组、 洛 河组 ， 侏 罗 系的安 定 组 、 直 罗组 、 延安组 、 富县组 ， 及 三
绳索取芯金刚石钻进工艺在大城煤炭、煤气层勘探区中的应用
２ 大城 ２ — 孑 基本情况 ４１ Ｌ
２ １孔 为 煤 田 煤 层 气 地 质 孔 ， 计 孔 深 ４． 设
１１ ０ｍ， ６ 终孔 层位 ０ 。２ ． 于 ２０ ２ ４ １孔 ０ ７年 ７月 ５ Ｅ ｔ
开钻 ， 新生 界使 用普 通 工 法 钻进 。由于 新 生 界厚 度 达 ９０多 ｍ， 以 ， 须 下套管 才能保 证下 部煤 系地 ０ 所 必
常规 钻探 工艺 是 ， 过一段 时 间钻进后 ， 芯管 经 岩
中充满 了岩芯 。这 时 ， 要将 钻 孔 内的全 部 钻 杆 提 就
出地面 ， 岩 芯管 中的岩芯 取 出 ， 将 再将 钻杆逐 根接起 来， 下入孔 内进行 下 一 回次 钻进 。这样 上 、 钻具 就 下
３ 设备选择与钻孑 结构 Ｌ
维普资讯
总 第 １２期 ０
绳 索取 芯金 日 石 钻 进 工 艺 Ｊ ． 在 大 城 煤 炭 、 气层 勘 探 区 中 的应 用 煤
李耿 良 ， 李会 民
（ 河北省煤 田地质局 物测地 质队， 河北 邢 台 ０ ４０ ） ５ ００ 摘 要 ： 合工程实 例分析 了绳索取芯金刚石钻进工艺在煤 田地质深孔钻进 中的应用效果 ， 结 证实该项技术
设备 选择 与钻孔 结构 ， 见表 １ 。
表 １ 设 备 选 择 与 钻 孔 结 构
会 占很多 时 间 ， 重制 约 了钻月效 率 ， 严 而且工 人劳 动
强度大。而用绳索取芯金刚石钻进工艺是用钢丝绳 将专 用打捞 器 由钻 杆 中下 放 到 岩 芯管 上 端 ， 双管 将
钻具 中的 内管 提 出 ， 管 中 的 岩 芯便 被 提 到 地 面 。 内 由于 打捞 内管是 通 过卷 扬 机 上 下钢 丝绳 完成 ， 用 不 提钻杆 ， 速度 快 ， 时 ， 高 了效 率 ， 省 提 而且 大 大减 轻 了
禹州煤田绳索取芯钻进技术探讨
从 表 １统计 可 以看 出 ， 由于钻孔 孔斜 、 层垮 塌 、 地 掉 块 ， 生孔 内事 故及处 理 事故 的时 间 占整 个 施工 时 间 的 发
或紫红色砂质泥岩 ， 薄层砂岩 、 粉砂岩 、 砂质泥岩 、 泥岩， 紫斑 泥 岩又 称大 紫泥 岩 ； 白色 中粗 粒砂 岩 又称砂 锅 窑 灰 砂岩 ； 岩、 泥 砂质泥 岩， 薄煤层 。该砂岩 为二 顶 含 煤 板 。底 板为 灰岩 。 ２ 钻探 设 备及钻 具 本次设计孔深 ８ ０ ４０ 要求终孔孔径不小于 Ｏ ～１０ｍ，
８ ６
西 部探 矿工 程
２１ ０ ２年第 １ 期
禹州煤 田绳 索 取 芯 钻 进 技 术 探 讨
谢永德 ， 贾永祥
（ 河南 省有 色金 属地 质矿 产局 第 四地 质大 队， 河南 郑州 ４０ １ ） ５ ０６
摘 要 ： 索绳索取芯在煤 系地层 中应用的一些技 术措施。 探 关键 词 ： 地质 条件 ； 设备 钻 具 ； 进 工 艺 ； 钻 取得 的效 果
我们吸取了以往普通钻探施工的经验教训 ， 在钻探
＊ 收 稿 日期 ：０ １０ －５ ２ １—３２
第一作者简介 ： 谢永德 （ ９ ６ ， （ １ ６一 男 汉族） 重庆人 ， ） ， 工程师 ， 现从事地质勘查和岩土工程技术工作。
２１ 年第 １ ０２ 期
西 部探 矿工程
８ ７
施工 工 艺上 进行 探 索 和 改 进 。从 钻 孔 结 构 、 泥浆 配 比 、 钻头 选 用 、 进 技术 参 数 等 方 面人 手 ， 好 解 决 了施 工 钻 较
（） ２ 由于下 入 的套 管 深 度 大 ， 管 之 间丝 扣 连 接加 套
绳索取芯金刚石在煤田钻探钻进工艺的分析
【】 ５ 吕炳 南 ， 志强 ． 陈 污水 生 物 处 理 新技 术 【 ． 尔 滨 ： 尔 滨工 业 大 学 出 版 Ｍ】 哈 哈 社，０ ５ ０ ． ２０ ， ３ ２ 作 者简 介 郑 晓飞 ，中 国矿业 大学环测 学院环境工 程系ｏ级硕 士 。 ９ 李燕 ，中国矿业大学环测学院副教授 ， 从事水污染控制的设 计及科研工作。
２ 煤 田钻 探金 嗣石的 必要条 件性 能取决 于可 靠的 绳索取 芯钻 具
取芯数量多 ， 岩煤芯直径大是煤 田 钻探地质要求的恃点之一 。而每 个回次取芯的成败金刚石钻进是否能够正常进行的关键 。以前钻进工艺 主要是采用单管取芯问题不少，如取芯成功率低 ，可靠性差 ， 经常 出现 岩芯采不上来和岩芯中途脱落的现象。这不仅影响钻头的使用寿命 ，而 且增加不少的辅助时间。可说是费时． 费力效益不高。绳索取芯一种双管
取 芯 工具 。
泵量是打煤的关键 ，直径９ｍ ５ ｍ的钻头控制６ ～ ０ ｌ ｉ ０ １０ ｍｎ Ｊ ￣为合适 ， 硬煤８ ０—１０ ／ｉ；软煤６ ０Ｌｍｎ ０～８ Ｌｍｎ ０ ／ｉ。这对大多数煤层都是适用的。如 果泵量控制不当 ， 煤芯就有被冲掉的可能。 转数的快慢对取煤没有明显的影响 （ 当然是相对的 ）。因见煤后并 不改变转数 ， 也就是说原来在顶板钻进时是什么转数 ， 见煤后仍然采用 什么转数。－ ￣ ２ｏ～６０／ ｎ － ￣ ５ ０ ｎ ￣间。 ｍｉ
１金 翻石绳 索取 芯的基 础取 决于钻 头的 质量
钻头是钻进的主要工具，钻头的好坏直接影响钻进效果。因此钻头 是在钻进工艺的基础。而绳索取芯钻进工艺对钻具钻头要求严格 ，特别注 意以下两个方面的问题 ：１ ）要保证钻具钻头的加工质量 ，金刚石钻头的 制做方法较多，工艺复杂质量指标多 ， 要求严格。２ 要有质量好 的金刚 ） 石。 金刚石的质量是金刚石钻头制造在 中 最重要 的因素之一 ， 它的好坏直 接影响钻头的性能。金刚石有着各种不同的特征 ， 中 其 形状及表面状态可 以肉眼鉴定。一般呈圆形或浑圆形且表面光滑的金刚石适合于钻探 甩。因 此， 生产单位没有更多的测试手段。３ 要绝对保证钻头胎体与钢体之间 ） 的粘结强度 ，在孔内正常情况下钻进 ，不能 出现 “ 掉环”现象。４） 胎体 部分不应该有裂纹 ，包括横纹和竖纹 ，特别是横纹绝对不能有，以免在钻 进过程中出现胎体掉块的现象 。 ） ５ 要保证钻头 内径、外径的公称尺寸 ， 在允许误差范围之内。６ 要正确选择钻头的类型。金刚石钻头的种类很 ） 多，就金刚石选料来说有人造金刚石钻头和天然金刚石钻头之分 ； 就金刚 石 的粒度来说也有很多级别 ， 就镶焊形式来说有孕镶钻头和表镶钻头之 分 ，选用钻头，必须根据本地区，本单位的地层情况，设备条件和工艺水 平而定。所以选用人造孕镶金刚石绳索取芯钻头 ， 使用效果不错。
煤层气井施工中绳索取心技术的应用分析
煤层气井施工中绳索取心技术的应用分析作为煤层气勘探开发过程中最重要的环节之一，取心作业对于正确评估煤层气的可采性具有重要的作用。
通常取心工具难以满足煤层气取心作业中高要求、高技术难度的特点，而绳索取心工具具有钻井效率高、结构简单、钻头寿命长等特点，因此在煤层气取心作业中得到广泛应用。
本文主要介绍了绳索取心技术原理、相关工艺技术和应用注意事项，以期对煤层气井施工中绳索取心技术的具体应用提供参考。
标签：煤层气井施工绳索取心技术应用煤层气是一种在煤的形成过程中，经过厌氧菌分解煤资源而产生的吸附在煤层之中的自储式天然气体。
在煤层气开发勘探过程中，要综合考虑煤层的渗透率、地应力、埋深、厚度、含气量、含气饱和度等参数才能成功，而要想获得这些参数数据就必须进行取出煤心作业。
要保证取心作业具有较短的提钻时间、较高的岩心收获率和较完整的煤心原始状态才能有效提高这些参数的准确性。
绳索取心技术不仅能满足以上要求，还具有劳动强度低、取心时间短的优良特点，因此被大量应用于煤层气开发勘探中。
因此加强对绳索取心技术的应用研究，对于提高煤层气井施工中取心技术的应用能力和应用范围具有重要意义。
1繩索取心工具及设计原理、特点1.1绳索取心工具绳索取心工具主要由外筒总成、内筒总成、绳索提升系统和内筒打捞器共同组成。
其中外筒总成又包括外筒、取心钻头、内筒定位接头、差动接头、内筒扶正环、上下螺旋稳定器等部件共同组成，内筒总成是由割心卡心结构、卡簧座、悬挂结构、单动结构、半合式岩心管等组成，绳索提升系统主要由钢丝绳、打捞器、电动绞车等组成[1]。
1.2绳索取心工具工作原理在煤层气井绳索取心过程中，取心钻进开始前下从井口钻杆内投入到内筒总成，工具到位后即开始取心钻进。
当取心完成后，上提割心后不需要将钻具提起，而是用带绳索的打捞器将取心内筒从钻杆中提出到地面，然后打开特制半合式岩心管，则可看到取心成功后的煤心。
1.3绳索取心工具设计特点不需要专用的钻杆，同时取心直径高达70mm，大大减少了取心作业成本且利于推广和操作；采用了具有应力释放面的钻头结构和阶梯超前式切削性斜水眼的结构，更有利于煤层进心、树心；采用了悬挂式连接结构和低摩阻半合式岩心容纳管，可方便快速出心，减少入筒阻力；采用割卡心结构大大有利于煤心进入半合式岩心管，割心时拦簧闭合可完全封闭住岩心内筒底部，保证入筒的破碎煤心不发生脱落[2]。
提高煤矿中绳索取心钻进效益
提高煤矿中绳索取心钻进效益摘要绳索取心钻进技术作为重要的勘探手段已经在煤矿勘探中做出不小的贡献。
本文针对此技术在煤矿中的效益问题做一些简单阐述。
先从整体概述了绳索取心钻进技术,包括绳索取心钻具、工作原理、其存在的问题及参数确定这几个方面;然后着重讲述了如何提高煤矿中绳索钻进效益及操作时的注意事项;最后针对如何提高绳索取心技术得出结论并提出一些建议。
关键词绳索取心煤矿勘探钻进效益1951年美国长年公司发明了绳索取心钻进技术,其最先应用于岩心钻探和矿床勘探。
随后,绳索取心钻进技术获得巨大的经济效益。
从而成为了重要的勘探技术。
1979年我国开始起步应用绳索取心钻进技术并在煤田系统得到了很好的发挥与应用。
所谓绳索取心钻进技术,它是一种不用提钻而能直接取得岩心的先进钻进方法。
与传统钻进技术相比,具有提高钻进效率、降低工程成本、提高岩心采取率、钻进效率高、地质效果好、钻进成本低、减少孔内事故等优点。
然而笔者认为其效益,尤其是在煤田钻进中有待进一步提高。
本文就是针对提高煤田中绳索取心钻进技术的几点进行简单叙述,以期提高其经济效益。
1绳索钻具及其存在的效益问题1)双管和打捞器共同组成绳索取心钻具。
①双管部分:打捞机构;弹卡机构;悬持机构;到位报信机构;岩心满管或堵塞报信机构;调节机构;缓冲机构;单动机构;容纳与卡取岩心机构;扶正机构。
②打捞器部分:打捞机构;绳卡机构;送人机构;安全脱卡机构;绳索取心钻杆;绳索取心钻头。
实现绳索取心钻进技术主要有三个技术要点:①性能良好的钻杆,取心用双层(或三层)岩心管。
绳索打捞器及其附属工具;②对岩层适应性强的金刚钻头;③具有性能良好的钻机和泥浆泵。
2)绳索取心经济效益问题。
绳索取心钻具从结构上看比单动双管钻具更臻合理更完善,其每级间隔也比较合理,它的到位和岩心堵塞报信机构使用比较灵敏方便,在易斜地层使用时,其防斜效果较为明显。
但在使用过程中也有不足之处,从而影响了绳索取心技术的经济效益。
绳索取心钻进技术在煤田勘探超深孔施工中的应用
绳索取心钻进技术在煤田勘探超深孔施工中的应用
绳索取心钻进技术在煤田勘探超深孔施工中的应用
针对孔深超过1 000m时,原有绳钻设备、机具、工艺、技术无法达到钻探施工的要求.特别是施工中因裂隙、溶洞发育,常会发生涌、漏水严重,泥岩缩径,煤层多,粉煤多,易坍塌等情况.为解决该区钻孔施工难题,研究出绳索取心钻进钻具实行三级配套方案,在施工中采用合理的钻孔结构,用套管隔离不稳定地层,在钻进中运用金钢石钻头,在粉煤取心时选择底喷式(侧喷)金刚石钻头,保证泥浆质量等技术措施,并对不同地层条件下的钻进参数、冲洗液配方和钻进方法进行了介绍.通过大河矿区深部勘探应用实例,证明该方法可有效缩短工期,提高经济效益.
作者：王有东 Wang Youdong 作者单位：福建省121煤田地质勘探队,福建,龙岩,364021 刊名：中国煤炭地质英文刊名：COAL GEOLOGY OF CHINA 年，卷(期)：2009 21(4) 分类号：P634.4+3 关键词：深孔施工绳索取心金刚石钻头钻进工艺应用效果大河矿区。
绳索取芯钻进工艺在煤田钻探中的应用
High & New Technology︱18︱2017年4期绳索取芯钻进工艺在煤田钻探中的应用黄合树云南煤层气资源勘查开发有限公司，云南 曲靖 655000摘要：本文结合实际案例，对某煤田钻探工程中采用绳索取芯钻进工艺的应用进行分析，详细介绍施工中的钻孔机具、钻井液、钻进参数等实践经验，并在此基础上总结绳索取芯钻进技术的施工环节以及施工机具等要点。
关键词：绳索取芯；钻进规程；煤田钻探中图分类号：TD82 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2017）04-0018-02某矿区地表距离煤矿约1000m，由已知水文地质资料得知主要为耕植土和砂质粘土、粗粒砂岩、中粒砂岩，从当地群众用水情况等分析，该矿区地地下水层复杂、丰富，裂隙较发育，岩石破碎，此矿区发育二叠系至第四系地质时期地层，受区域动力变质作用影响，具有较优越的成矿地质条件。
呈褐黄色，层厚 2～3m；其下是粉砂岩、泥岩、煤层等交替出现层厚 2～70m 不等，属潜水，稳定水位为 20m 左右。
为达到应有的地质效果，预计在200 多米和 300 多米有两层煤层。
1 钻孔结构 2016年11月10日开孔，2017年3月20日终孔，终孔孔深2294.14米。
孔号ZK001孔。
孔径77完井。
该孔解决灰岩近1500米漏失，溶洞十多米套管隔入，防折断，泥浆配比无固相及低固相使用，泵压高的解决，防孔斜办法及内管封隔垫改进承受深孔钻进方法。
1.1 套管下到位以后，根据地层情况，选用硬质合金钻头钻进开孔，由于上部覆盖层岩石中风化且节理裂隙发育，将直径108mm 的套管换用Φ95再到Φ76.2mm 绳索取芯金刚石钻头，按正常规程钻进，以保证钻机平稳且开孔竖直。
钻孔将<Φ76mm 口径作为预留口径[1]。
如图 1 所示：图1绳索取芯钻具双管结构1-弹卡套，2-弹卡头，3-固定销，4-弹卡管，5-弹簧，6-弹卡，7-定位簧，8-扩孔挡头、9-弹卡销，10-定位座，11-复位架，12-回收簧，13-垫圈，14-弹卡室，15-螺钉，16-捞矛，17-阀体，18-弹簧环，19-弹簧，20-调节螺堵，21-悬挂环，22-座环，23-弹簧器，24-接头，25-滑套，26-轴，27-碟簧，28-调节螺栓，29、31-轴承，30-轴承座，32-弹簧，33-弹簧座， 34-垫圈， 35-螺母，36-油杯，37-垫圈，38-悬挂接头，39-阀堵，40-螺母，41-弹簧销，42-开口销，43-钢球，44-调节螺母，45-调节接头，46-外管，47-内管，48-扶正环，49-挡圈，50-卡簧，51-卡簧座，52-钻头1.2 化学泥浆配合801 堵漏剂混合而成，用于堵漏，水+纯碱+聚丙烯酰胺混合成的化学泥浆上进行开孔的优点转速较高，润滑性能号，但是配合 801 堵漏剂使用，在堵漏效果上差强人意，进行堵漏时会出现掉块的情况。
煤田地质钻探中绳索取心钻进技术与装备的几点探讨
煤田地质钻探中绳索取心钻进技术与装备的几点探讨摘要：近年来，我国对煤田资源的需求不断增加，绳索取心钻进发展非常迅速，在钻探工作中所占的比重越来越高，得到普遍推广。
钻进效率与取心质量逐年提高，已成为当今钻探生产中重要的取心钻进方式。
主要研究绳索取心钻具的技术要求，钻杆、附属设备及其工具等问题。
关键词:煤田地质钻探;绳索取心钻进;技术;装备引言为了充分发挥无固相钻井液在深部绳索取心钻探中的优势，并提高其防塌、处理井内垮塌以及应对多种污染物的能力，在室内开展了基于聚乙烯醇为抑制剂，以XC为流型调节剂的一种无固相防塌钻井液室内研究。
1取心工艺该类地层采用常规绳索取心技术和提钻取心技术进行施工时，泥浆容易将砂砾直接冲刷掉，无法取出岩心样品，而且采用提钻取心技术钻进提取岩心时钻孔立刻出现垮塌，无法成孔，出现反复取垮塌岩心的现象。
跟管钻进能够解决成孔困难的问题，其关键点在于跟管钻头的设计，要求采用耐高温硬质合金，硬质合金厚度与钻具厚度保持一致，确保后续跟管钻进能够顺利进行。
因地层特别容易垮塌，外层套管在遇到一定阻力之后就停止向下跟管，以防钻头磨损严重甚至掉齿，造成提钻换钻头而跨孔的风险。
当无法向下钻进后采取小口径钻具穿过外层套管钻取内部岩心，当小口径钻具超过外层套管0.5~1m后及时跟进外层套管，以防超前钻进太多，提钻取心后钻孔垮塌，下个回次无法取得新鲜的岩心。
无水干钻提钻取心技术能够解决岩心因泥浆冲刷而丢失的难题。
采用短钻具+Ø50mm钻杆，采用小回次、勤起钻、勤换钻头的方式进行干钻施工。
由于钻进过程中没有泥浆对钻头的冷却，不能使用容易烧钻的金刚石钻头，只能选择耐高温的硬质合金钻头。
在钻进过程中对操作者要求较高，如果把控不好，取不出岩心，如果干钻时间过长，钻头出现烧结和掉齿，严重影响钻头使用寿命，因此采取小回次钻进，通过勤起钻的方式来解决钻头冷却问题。
因钻头磨损和掉齿较为严重，外层套管尽量不做强力跟管，采用勤换掏心方式进行跟管钻进。
浅析煤矿井下绳索取芯钻探技术应用效果
第 ６期
王山海
井下绳索取芯的取芯样品分析与应用研究
该技术逐渐成熟，开始广泛应用于石油、天然气等勘探领域 。
21世纪初
随着全球能源需求的增加，井下绳索取芯技术得到进一步发 展和优化。
绳索取芯技术的工艺原理
01
绳索取芯技术利用钻井液循环系统，将钻头破碎的岩芯储存在 保护筒内，通过绳索将岩芯从井下提至地面。
02
岩芯被迅速从保护筒中取出，进行岩芯描述、化验和分析，以
取芯技术可以获取地下深处的岩芯样本，通过对这些样本的分析可以了解地下水的形成、流动和水质等情况，为地下 水资源的开发利用提供依据。
土壤污染状况评价
通过对取芯样品的分析，可以了解地下岩层的理化性质和污染物分布情况，对土壤污染状况进行评价， 为环境保护提供依据。
取芯技术在地质科学研究中的应用
01
地层学研究
研究结论
01
井下绳索取芯技术是有效的石油勘探方法，能 够提高取芯样品的质量和完整性。
02
通过对取芯样品的系统分析，可以获取地层岩 性、地层压力、渗透率等重要地质信息。
03
井下绳索取芯技术对环境影响较小，适用于复 杂地层和深井勘探。
研究不足与展望
01
井下绳索取芯技术仍存 在一些不足之处，如设 备成本较高、技术难度
为地质构造研究提供重要的资料。
05
取芯技术的优缺点分析
取芯技术的优点分析
高效性
绳索取芯技术可以显著提高岩芯采取和样品提取的效率，减少取 芯时间，降低劳动强度。
精度高
绳索取芯技术可以减少人为干扰，提高岩芯采取的准确性和代表 性，为地质研究提供更精确的数据。
适用范围广
绳索取芯技术适用于各种地层和岩石类型，具有广泛的适用性。
在当前能源需求日益增长的背景下， 提高井下绳索取芯的取芯样品分析精 度和效率对于油气勘探和开发具有更 加重要的意义。
煤田地质钻探中的常见问题与对策分析
煤田地质钻探中的常见问题与对策分析李国平江苏煤炭地质勘探三队 江苏 常州 213022摘 要 钻探技术具体应用在地质矿产资源的寻找、确定矿产分布范围、预测储量等方面，是一种非常重要的勘测方式。
钻探技术能够探明当前资源储量情况，为资源开采提供良好基础。
本文主要是从地质钻探技术为出发点，了解在应用中的深孔钻探问题、塌孔问题等方面，总结出相应处理措施，最终分析确定不同钻探技术在钻探领域中的应用情况。
关键词 煤田地质勘探；钻探技术；实际应用煤炭资源是社会发展中必不可少的一种资源，对于我国经济与社会的发展起到了一定的促进作用。
为了能够确保煤炭开采数量达到社会发展的要求，需要进一步优化与改进地质钻探技术，能够更好地应用在不同地形条件下开采使用，为煤矿领域全面发展提供良好基础。
1 地质钻探技术概述地质钻探工作是在地表某种特定地质条件进行钻探，通常可以有普查与详查两种方式。
进行普查钻探的工作就是掌握地层与地质结构。
详查钻探要通过使用钻探技术，主要的目的就是能够掌握地质结构，较之其他勘察技术来说，钻探工作量小，也不会损坏地层结构，可以快速掌握地质条件，同时精确度高[1]。
2 地质钻探技术实际应用过程中的问题及应对措施2.1 深孔钻探作业中存在的问题及应对措施随着煤炭资源开采深入进行，有些浅埋煤层和地质简单的煤层开采殆尽，就会导致开采环境变得更加的复杂。
因此，在地质结构勘察阶段，深孔钻探被逐步应用到实践中。
当前我国煤矿企业在实施地质勘察阶段，进行深孔钻探时，由于经验不足，机械设备使用不当等，造成一系列的问题普遍存在，钻探工作受到较大的影响。
要想彻底解决这些问题，要保证钻探施工机具、技术与工艺等方面符合要求，为后续钻探施工提供坚实的基础。
首先，钻探开始前，技术人员要深入调查和分析，掌握钻探区域内的地质条件。
因为煤矿开采与其他资源开采有着明显区别，因此，钻探环节要做好钻探时间控制，钻探时间越长，风险因素则越加明显。
其次，要想确保钻探顺利实施，就必须要选择性能优良的设备，这是基本要求。
煤田地质勘探中的绳索取心技术探讨
如 图 ２， 打 捞 器 的升 降 由专 用 绞 车 和 钢 丝 绳 带 动 。在 大斜 度
钻 孔 和 水 平 孔 下放 打 捞 器 时 ， 它 需 通 过 泵 送 才 能 到 达 孔 内 的预
薄壁 钻 头 的研 究 ，特 别 是 要 加 强 适 应 软 硬 互 层 地 层 高 效 长 寿 钻 头 的研 究 。 其三 ， 加 强 绳 索取 心 孔底 不提 钻 换 钻 头 技术 的研 究 ， 以减 少
其二 ， 开 发 大 口径 绳 索 取 心 系 列 ， 内 管 改 换 成 薄 壁 压 入 式 取
样 管 或 在 内管 下部 连 挂超 前压 入 取样 管 ，以 适 应 复 杂 岩 层 或 松 散 的 非胶 结 砂 土层 钻 进 的 需 要。 其三 ， 扩 大 绳 索 取 心 钻 具 的使 用 范 围 。 研 制 适合 矿 井坑 道 钻
一
绳 索 取 心 技 术 是 用 一 种 不 提 钻 取 心 的钻 进 装 置 ，在 钻 进 过 程 中， 当 内 岩 心 管 装 满 岩 心 或 岩 心堵 塞 时 ， 不 需 要 把 孔 内 全 部 钻 杆 柱 提 升 至 地 表 ，而 是 借 用 专 用 的打 捞 工 具 和 钢 丝 绳 把 内 岩 心
３ ． ２ 加 强长 寿 命 钻 头的 研 究 其一 ， 发展 人 造 金 刚 石 钻 头 ， 降低 钻 探 成 本 。 加快大颗粒、 高
强度人造金刚石的研制。
图 １ 绳 索取 心 器 的基 本 结构
１ ． ２ 打 捞 器 结 构
其二 ， 几年 来 ， 尽 管 研 制 了多 种 适 应 煤 田钻 探 的绳 索取 心 钻
浅谈绳索钻探工艺在煤田钻探中的合理应用
浅谈绳索钻探工艺在煤田钻探中的合理应用发布时间：2021-06-29T09:44:37.783Z 来源：《基层建设》2021年第9期作者：韩望德[导读] 摘要：在矿产资源开发中，矿区勘查至关重要，部分矿区地层条件复杂，传统的钻探勘查技术无法达到良好的勘查效果，对此，可采用绳索取芯钻探技术。
新疆煤田地质局一六一煤田地质勘探队新疆乌鲁木齐市 830009摘要：在矿产资源开发中，矿区勘查至关重要，部分矿区地层条件复杂，传统的钻探勘查技术无法达到良好的勘查效果，对此，可采用绳索取芯钻探技术。
作为三大产业的其中之一——煤炭行业能够在很大程度上影响到一个国家国民经济的发展，因此，各个国家也在不断创新煤炭勘查技术，以此来有效地提高煤炭勘查工作的效率，从而充分满足现代人们对煤炭的需求。
关键词：绳索钻探；煤田钻探引言在钻探方法中，绳索取心钻进具有钻进效率高、岩心采取率高、生产成本低、劳动强度低等优点。
因此，在煤田地质钻探中得到了广泛的推广与应用。
我国的煤炭资源相对来说比较丰富，而这也就决定了煤炭在国民经济发展中的地位非常高，同时丰富的煤田资源也决定了它是我国未来几十年内最重要的能源之一。
在近几年的发展中，我国提倡开源、节流和减排的目标，而且也在不断创新和发展相关勘查技术，调整并优化能源结构；与其他技术相比，绳索钻探技术的性能高，在煤炭勘查工作中逐渐掌握着主动权，有效地提高煤炭勘查能源的效率。
1绳索取芯钻探技术概述在矿区勘查中，绳索取芯钻探技术是一种先进的岩芯钻探技术类型，在具体的钻探过程中，需采用大直径钻杆，同时还需在钻具中设置取芯管，在钻进过程中，取芯管即可缓慢收取岩芯，在回次进尺完成后，取芯管中即可充满岩芯。
通过应用带有绳索的打捞器，能够取出取芯管，同时提取岩芯，再将取芯管放入至孔底，并继续进行钻进施工。
部分矿区地层条件复杂，普通钻探施工难度较大，而通过应用绳索取芯钻探技术，能够有效提升钻探勘查效率。
在绳索取芯技术的实际应用中，绳索取芯提下钻次数比较少，钻进施工效率高，与其他取芯技术相比，能够有效缩短施工时间。
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高， 地质效果好 ， 延长钻头寿命 ， 有利于各种地层 性剂和高分子等） ；若按用途 ，全 及测 斜 工作 ， 减 轻 劳 动强 度 并 降 类 ， 即钻井液 ｐ Ｈ值控制剂 、 钻井液 除钙剂 、 起泡
低 管材的消耗 ， 降低钻进成本 等优点 ， 在煤 田地 剂、 絮凝剂 、 页岩抑制剂（ 又称防塌剂） 、 缓蚀剂 、 粘
煤 田地质勘 探中绳索 取芯钻井液洒落控制
煤田地 质勘探 中绳索取芯钻井 液洒落控制
刘 红琼 施 春 贤 ６ ５ ５ ０ ０ ０ ） （ 国投 曲靖 煤 炭开 发有 限公 司 ， 曲靖
摘
要： 现 煤 田地 质 勘 探 中绳 索取 芯 技 术 得 组 成 。
到 了广泛 运 用 ， 钻 井液 是 该 技 术顺 利 进 行 的根 本
钻井液 中的分散介 质可 以是水 、油或者气
保 障 。本 文 针对 泥浆 随着 钢 丝绳上 升 到天 轮而 洒 体 。 落 到钻 机 工 作 面 ， 污染工作环境 、 增 加 工 作 人 员 滑倒风 险 等 问题 进 行研 究 。 钻 井液 中 的分 散 相 ， 若是 悬 浮 体 则 为粘 土 或 密度调整材料 ； 若 为乳状液则为油或水 ； 若 为 泡
质勘 探 中得 到 了广泛 运 用 。然 而 实 际生 产 时 ， 提 剂 、 增粘剂 、 降滤失剂 、 润滑、 解 卡剂 、 温 度 稳 定 密度 调整 材料 、 堵 漏材 料 。在 钻井 液 处理剂 按 套管 、 钻 杆 与 岩 芯管 过 程 中不 可 避 免 的有 大 量 的 剂 、
钻 井 液 随着 钢 丝绳 一 起 上 升 到塔 顶 的天 轮 ， 通 过 用 途 分 类 中最 后 两 类 之 所 以称 为 材 料 是 因 为 它
探讨陇东煤田勘探中绳索取芯工艺的应用
探讨陇东煤田勘探中绳索取芯工艺的应用绳索取芯技术在我国地勘行业经历了多年的实践应用，已经形成了比较成熟的工艺流程，但近年在陇东煤田勘探中尚属首次应用。
陇东地区属黄土高原地质地貌，黄土层厚度最大达320米，钻遇该层时泥浆漏失严重；洛河组粉砂岩胶结松散，易坍塌；安定组泥岩遇水膨胀，易缩径。
因此，在近几年的勘探施工中，主要针对绳索取芯工艺出现的上述问题采取了相应的措施，将施工难度降到最低、孔内事故风险控制到最小。
标签：绳索取芯漏失坍塌缩径孔内事故1地形地貌及区域地质陇东地区位于甘肃省东部，是世界上面积最大、土层最厚、保存最完整的黄土原面，堪称“天下第一黄土塬”。
地质构造上属鄂尔多斯盆地西缘，预测煤炭资源储量为1600亿吨，占甘肃全甘肃省煤炭资源预测储量的94%。
2施工工艺我单位在陇东地区施工已达8年之久，在施工工艺上进行过多次尝试，不断摸索，不断学习。
随着陇东煤田勘探步伐的不断加快和勘探设计的不断深入，瓦斯采样孔的设计增加，之前的普钻工艺已不能满足施工需求。
2013年，我队开始尝试运用绳索取芯工艺。
经过两年多的不断尝试，在陇东地区运用绳索取芯工艺施工方面有了一些经验。
2.1工艺要求瓦斯采样孔的施工要求是将煤岩芯快速取出后进行瓦斯测试，记录真实准确的逸出量。
而绳索取芯技术能较好的克服普钻上钻时间慢、煤芯不整状和瓦斯逸出量少等缺点。
2.2钻遇复杂地层2.2.1第四系黄土层，易漏、易塌黄土层具有多孔性和多洞性，节理发育，结构疏松，渗透性等特点。
黄土孔隙度高达40%～50%，有大量根管和垂直方向的孔洞，其垂直方向的渗透性与水平方向的渗透性差异很大，其垂直方向的渗透系数比水平方向的渗透系数大4.5～37.5倍[1]。
在施工该地层时，建设单位不要求取芯，只需判准地层。
我们通常采用三翼无芯钻头钻进到设计深度，再下同径取芯钻头取芯。
在该段地层，经常出现的是开钻就孔漏，漏失量很大，钻进到50米～100米后不返浆，泵压忽有忽无。
地浸工艺钻孔施工中的绳索取芯技术分析
地浸工艺钻孔施工中的绳索取芯技术分析摘要：本文介绍了在地浸工艺钻孔施工过程中，应用绳索取芯技术的意义与实例，以期通过合理应用绳索取芯技术的方式，在保证取芯效率、质量满足工作要求的基础上，降低取芯成本、缩短取芯工期，为后续工作的顺利开展提供有效的支持，希望能够给读者带来启发。
关键词：地浸工艺；钻孔施工；绳索取芯技术引言：在当前矿井勘探工作开展的过程中，为切实了解矿层的实际情况，则需要相关工作人员采用钻探取芯的方法，获取符合测量标准的样本，以便为后续矿层的开采、管理等工作的开展提供有效的支持。
近年来，随着勘探技术的不断发展，地浸工艺钻孔取芯施工中的绳索取芯技术，因具备较为良好的使用效果，得到了广泛的应用。
一、地浸工艺钻孔施工中应用绳索取芯技术的意义在当前的地浸开采过程中，为切实了解层岩的具体特征，需要部分工艺在钻孔过程中，对目的层进行取芯操作，现阶段，较为常见的操作方法主要可以分成两种，一种是采用大直径钻杆或岩芯管进行取芯操作，另一种是先用岩芯钻机进行取芯操作，然后用多级扩孔工艺实现工艺孔的扩大。
对上述两种方案进行比较后可以了解到，尽管第一种工艺不需要多级扩孔，但由于取芯孔相对较小所以取芯的难度比较大，并且在取芯操作过程中，需要频繁提下大口径钻具，同时，在操作过程中受泥浆堵塞矿层难度较大的影响，这种操作方式的劳动强度相对较大。
第二种方案在实际使用过程中，由于需要进行多级钻孔操作，耗费的人力、物力以及时间相对较多，并且最后成井的质量控制难度相对较大。
面对上述情况，相关工作人员可以在地浸工艺的基础上，结合施工区域的实际情况，通过采用绳索取芯技术方式，在保证取芯技术符合相应技术标准的同时，降低工作对矿层的污染，缩短单孔成井所消耗的时间[1]。
二、地浸工艺钻孔施工中应用绳索取芯技术的实例为切实了解地浸工艺钻孔取芯施工中的绳索取芯技术的使用效果，本文主要以某矿区为例，介绍了在该矿区中相关工作人员利用现有的转盘式钻机与直径为127mm的绳索取芯相互配合，实现快速钻探取芯的方法。
煤田地质勘探技术研索
煤田地质勘探技术研索摘要：本文引见了绳索取样的施工过程，剖析了其技术上的特性和优势，并对施工中的留意要点进行了研索。
关键词：煤田勘探综合技术绳索取芯一、煤田地质勘测概述随着勘测技术的开展，目前在煤田勘测中，需求依据地质、地形、性质等详细状况选择合理的技术措施对其进行勘测，并应用统一的管理来对各项工作进行合理的布置，综合研索各种地质信息的相关性，提高地质勘测的结论精确性，就这些年看，经过采用遥感扫面、物探技术、钻探技术等详细的将勘探区域的详细状况进行剖析了评价，肯定煤层的散布范围、基底深度、用高分辨率数字地震控制断层、褶皱和其他非正常发育的地质状况，应用钻探技术分离井测等办法比对前面的勘测结果，以此取得愈加精确的勘测成果。
且经过地震、钻探、井测等材料进行综合性研索的技术曾经成勘测技术的有一个重要环节。
其到达的精度如：结构剖析上，曾经能够协助剖析性落差在10-15m的小断层和落差为5-10m的小断点、主要采煤层的底板高度线曾经能控制在1-2%的范围内；煤层剖析上，能够控制煤层发育的详细特征，并分离勘测数据进行多元化的剖析和趋向模仿，解释典型煤层的厚度和宏观构造类型等。
从经济性上看，大幅度的节约了钻探的工作量和钻孔的数量，从而缩短了勘测的周期性，且降低了勘测的本钱，具有显著的技术性效益。
二、煤田勘测的新技术从传统的岩芯钻探依然是最为直接的勘测煤田的技术措施，不过随着综合性勘测技术的开展，钻探工作量曾经相对减少。
随同着技术开展，钻探技术将提高自动化水平和操作的灵敏性、机械效果等，都有了长足的开展。
如：被全面推行的绳索取芯技术。
绳索取芯技术是在井测的时分不将钻杆提出，而是采用内套构造以绳索将内套提出而提取从而取得岩芯提取到空中进行检测。
应用此种技术能够大幅度的降低劳动的强度，提高了经济效率和各项指标的经济性。
技术在应用中曾经取得了不少的胜利的经历。
三、金刚石绳索取芯技术在煤田地质勘测1、钻孔的设计在勘探中应依据地层刨面和深度的差别设计合理的钻孔构造，这是施行金刚绳索取芯钻进的重要根底。
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煤田地质勘探中针对绳索取芯钻井液洒落控制的分析与研究
1.前言
近年来，由于绳索取芯钻进具有钻进效率高，地质效果好，延长钻头寿命，有利于各种地层钻进和孔内安全及测斜工作，减轻劳动强度并降低管材的消耗，降低钻进成本等优点，在煤田地质勘探中得到了广泛运用。
然而实际生产时，提套管、钻杆与岩芯管过程中不可避免的有大量的钻井液随着钢丝绳一起上升到塔顶的天轮，在重力作用及通过天轮时的洒落到钻机、绞车、水泵、工作面及工作人员身上。
由于钻井液中含有大量的润滑剂、碱等物质，工作人员在工作面走动时很容易滑倒而受伤，钻井液落到机械、衣服上，机械对衣服造成腐蚀。
本文针对上述问题进行分析与研究，对改善钻探工作环境、提高机械使用寿命、减少工作员因滑倒而受伤等问题有现实意义。
2.钻井液成分及其洒落分析
2.1钻井液成分分析
钻井液由分散介质、分散相和钻井液处理剂组成。
钻井液中的分散介质可以是水、油或者气体。
钻井液中的分散相，若是悬浮体则为粘土和（或）密度调整材料；若为乳状液则为油或水；若为泡沫则为气体。
钻井液处理剂是为调节钻井液性能而加入钻井液中的化学剂。
钻井液处理剂，若按元素组成，可分为无机钻井液处理剂（包括无机的酸、碱、盐和氧化物等）和有机钻井液处理剂（如表面活性剂和高分子等）；若按用途，则可分为下列15类，即钻井液ph值控制剂、钻井液除钙剂、钻井液起泡剂、钻井液絮凝剂、页岩抑制剂（又称防塌剂）、钻井液缓蚀剂、钻井液降粘剂、钻井液增粘剂、钻井液降滤失剂、钻井液润滑、解卡剂、温度稳定剂、密度调整材料、堵漏材料。
在钻井液处理剂按用途分类中最后两类之所以称为材料是因为它们用量较大，一般超过5%。
2.2钻井液洒落分析
2.2.1钻探系统构成
整个钻探系统由钻探塔体、钻机、钻具（套管、钻杆、岩芯管、打捞器等）、钻探液供给系统（泥浆泵等）、提升系统（绞车、钢丝绳等）、供电系统（发电机、配电箱等）等构成。
详见图1：
2.2.2钻探工艺流程
当岩石充满岩芯管时，立即提钻打捞岩心，将钻具提离孔底一小段距离，卡断岩心，拧开机上钻杆从孔口钻杆中放入打捞器打捞器到底可缓慢地提动钢丝绳提升时造成冲洗液由钻杆中溢出时，证明打捞成功若打捞成功则用绳索将内管提出内管提出后，应缓慢放下摆平以免调节螺杆墩变当从所取岩心中判明外管和钻杆内无岩心时，将另一套备用岩心管从孔口投入钻杆内。
2.2.3钻井液洒落原因分析
钻井液主要是在提套管、钻杆、岩芯管等过程中，随着钢丝绳一起上升的部分由于以下原因而洒落。
（1）重力作用；
（2）绞车提升控制不均匀，导致钢丝绳摆动；
（3）在钢丝绳通过天轮时，和天轮的摩擦。
3.钻井液洒落控制分析
通过上述分析，我们可以从两个方面考虑控制钻井液洒落。
3.1从钻井液的组成方面考虑
（1）考虑不用钻井液或是减少钻井液的使用。
（2）控制钻井液中带腐蚀性的成分物质，例如：酸、碱、盐、润滑剂等物质，这样即使洒落也不至于腐蚀机械设备、工器具、衣服等，也不会增加工作人员滑倒的风险。
3.2从洒落原因方面考虑
（1）重力因素不可能避免，不从这个方面考虑；
（2）钢丝绳摆动及与天伦摩擦而洒落，可从两方面考虑控制，一是控制钻井液不同钢丝绳一起上升；二是钻井液同钢丝绳一起上升洒落漏，在洒落的过程中采取措施不让其落到地面。
4.钻进液洒落控制的研究
4.1钻井液控制研究
4.1.1钻井液的作用
在地层钻进中采用钻井液，不但能够冷却钻头，冲洗孔内岩粉，还能利用钻井液内部的结构强度悬浮岩粉，使停钻、停泵时岩粉不致于很快沉入孔底。
钻井液还能在孔壁形成一层薄而韧的泥皮，减少钻具与孔壁磨擦力，延长钻具使用寿命。
利用孔内泥浆冲洗液所产生的水静压力和造壁性能，在有裂隙、破碎掉块、缩径、坍塌、砂层、漏失等地层钻进时，对保护孔壁起到很大作用，有利于防止孔内事故，减少辅助时间，提高钻进效率。
在深孔和较复杂地层钻进中使用，可以简化钻孔结构，少下或不下套管、节约时间、降低成本、节约开支等。
4.1.2钻井液的控制
从钻井液的作用上看，钻井液不可不用，也不能少用，因此从这方面控制不实际。
另外，钻井液在煤田地质勘探经过多年的探索与优化已经很成熟，在其成分方面的调整也不实际。
4.1.3钻井液洒落控制
4.1.3.1控制钻井液不同钢丝绳一起上升方法（以下简称分离法）
控制钻井液不同钢丝绳一起上升，最有效的方法就是在钢丝绳经过的合适位置，采取措施，让钻井液从钢丝绳上分离，但不可分离得太彻底，因为，钢丝绳需要经过天轮后到达绞车，在天轮与绞车处存在摩擦，若钢丝绳上完全没有钻井液做润滑，将会增大钢丝绳与天轮、绞车的摩擦力，减少钢丝绳、天轮、绞车的使用寿面。
（1）钻井液与钢丝绳分离位置选择
通过现场实地观察，认为最合适的位置是图2红线1与红线2之间，在该位置让钻井液与钢丝绳分离后，分离的钻井液直接流入排放沟里，不会再洒落到其他地方。
（2）钻井液分离措施
在钻探的过程中经常重复着下套管、下钻杆、提钻杆、打捞岩心等工作，若手动分离或是设置手动机构分离，将会增加工作量，影响工作效率，因此需要设计自动分离机构（设备），在钢丝绳上升的过程中进行分离，具体机构（设备）有待进一步研究。
4.1.3.2钻井液洒落的过程中不让其落到地面的方法（以下简称拦截法）
不让钻井液下落，最简单有效的措施就是在钻井液洒落较为密集的区域用篷布或其他材料进行拦截，让后再篷布上设置引流口，把钻进液引流到排放沟里面。
5.分离法与拦截法的比较
分离法优点：大量钻井液在上升时被分离，附着在钢丝绳的少量钻井液也基本不会再洒落。
分离法缺点：需要进行专业的设计，前期投入较大。
拦截法优点：投资较少，简单有效。
分离法缺点：
（1）由于只是密集区域设置拦截，少部分钻井液还是会洒落到地面。
（2）在提钻杆、打捞岩心的过程往往要观察钻杆、钢丝绳所到达的位置，若设置篷布影响操作者观察，给工作带来不便。
6.结论
通过上述分析研究，对钻井液洒落控制最有效的，最有使用价值的方法为分离法，但该方法还需要做大量的设计与研究。