[發明專利]一種鉆孔的鉆進方法

有效

• 申請號: 201410193810.3
• 申請日: 2014-05-08
• 公開（公告）號: CN105888540B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 周秀山;邢振寶
• 申請（專利權）人: 中國慶華能源集團有限公司;內蒙古慶華集團有限公司
• 主分類號: E21B7/00
• 分類號: E21B7/00;E21B21/12
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司11012
• 代理人: 黃澤雄,尹吉偉

技術領域

本發明涉及煤炭開采領域，特別涉及一種鉆孔的鉆進方法。

背景技術

我國煤礦多為井工開采，近年來，隨著煤炭生產規模的擴大和開采深度的延伸，瓦斯災害嚴重，給人民群眾的生命財產造成巨大損失，在國內外造成嚴重影響。

為此，采取瓦斯抽放措施，將富含于煤層中的瓦斯抽放出來，降低了煤層中的瓦斯壓力，是解除瓦斯事故威脅、確保礦井生產過程中不受或少受瓦斯因素影響、實現安全生產的技術手段。其中，鉆孔預抽放是瓦斯抽放的常用方法，其優點在于鉆孔貫穿煤層，瓦斯很容易沿層理面流入鉆孔,有利于提高抽放效果；其次，抽放工作是在掘進和回采之前進行的，能大大減少生產過程中的瓦斯涌出量。然而，在實際生產中，對于瓦斯壓力大，煤質松軟的煤層，在鉆孔施工中經常出現夾鉆、擠鉆、煤泥堵塞鉆頭、鉆孔現象；鉆孔深入煤層3～5米，便難以繼續深入，導致鉆進深度淺，瓦斯抽放效果差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鉆孔的鉆進方法，以便在鉆進瓦斯壓力大、煤質松軟的煤層時提高鉆進效率和瓦斯抽放效率。

為實現上述目的，本發明提供的鉆孔鉆進方法，利用鉆機依次鉆進巖石段和煤層，所述鉆機包括鉆頭和鉆桿，所述煤層的瓦斯壓力為0.45～0.9MPa，煤層的堅固性系數為0.6～1.1；

在鉆進巖石段的過程中，所用鉆桿為圓鋼鉆桿，采用壓水排渣鉆進，并且所述鉆頭與圓鋼鉆桿的直徑比為2:1～2.5:1；

在鉆進煤層的過程中，所用鉆桿為麻花鉆桿，采用壓風排渣鉆進，并且所述鉆頭與麻花鉆桿的直徑之比為2:1～2.5:1，所述鉆頭的鉆進速度為3～5m/h。

下面進一步詳細說明本發明所提供的鉆孔鉆進方法。

本發明所提供的鉆孔鉆進方法主要包括上述幾方面的技術措施。在上述措施的共同作用下，可以達到在鉆進瓦斯壓力大、煤質松軟的煤層時提高瓦斯抽放效率的要求。

在鉆孔鉆進過程中，鉆孔首先鉆進巖石段，然后穿過巖石段鉆進煤層。在本發明所提供的鉆孔鉆進方法中，為了消除鉆進過程中產生的巖粉擠鉆、卡鉆，在鉆進巖石段的過程中，所用鉆桿選擇圓鋼鉆桿，以減少巖層對鉆桿的阻力；并且所述鉆頭與圓鋼鉆桿的直徑比控制在2:1～2.5:1，采用壓水排渣鉆進，以便在鉆進過程中可以排渣順利。其中，所述壓水排渣是指將具有一定壓力的水(比如0.2MPa～0.5MPa等)通過供水管送入鉆機，從而在鉆進過程中通過水力帶出鉆渣。具體地，進入鉆機的水可以依次通過所述圓鋼鉆桿的中空通道以及鉆頭上的開孔流出；根據本發明優選的實施方式，所述鉆頭與圓鋼鉆桿的直徑比控制在2.1:1～2.4:1；進一步優選地，所述鉆頭的直徑為95mm，所述圓鋼鉆桿的直徑為42mm。

在本發明所提供的鉆孔鉆進方法中，鉆進煤層的過程中，由于煤層內瓦斯壓力大，煤質松軟，鉆頭、鉆孔容易被煤泥堵塞，無法繼續鉆進，將所用鉆桿由圓鋼鉆桿更換為麻花鉆桿，利用麻花鉆桿的自身旋轉力使煤渣及時排出；并且其排渣方式也由壓水排渣改為采用壓風排渣，解決松軟的煤質與水接觸更易堵塞鉆頭、鉆孔的問題。所述壓風排渣是指將具有一定壓力的壓縮空氣(比如0.2MPa～0.5MPa等)通過供風管送入鉆機，從而在鉆進過程中通過風力帶出鉆渣。具體地，進入鉆機的空氣可以依次通過所述圓鋼鉆桿的中空通道以及鉆頭上的開孔流出；并且所述鉆頭的直徑與所述麻花鉆桿的直徑之比為2:1～2.5:1，以便于鉆渣排出；根據本發明優選的實施方式，所述麻花鉆桿的直徑與所用圓鋼鉆桿直徑相同；進一步優選地，所述鉆頭的直徑為95mm，所述麻花鉆桿的直徑為42mm。