[發(fā)明專(zhuān)利]一種千米定向鉆機(jī)壓桿打撈方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510356768.7
• 申請(qǐng)日: 2015-06-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105003222A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁愛(ài)堂;李子長(zhǎng);賈永斌;羅珠峰;秦杰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山西宏廈第一建設(shè)有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21B31/18
• 分類(lèi)號(hào): E21B31/18;E21B10/26;E21B10/46
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種在井下千米定向鉆機(jī)遇到壓桿事故時(shí)的壓桿打撈方法。

背景技術(shù)

由于煤層地質(zhì)構(gòu)造的不可預(yù)見(jiàn)性，加之軟煤層具有突出危險(xiǎn)性，煤層裂隙發(fā)育繁多，瓦斯賦存量大，在煤層中施工瓦斯抽采鉆孔施工過(guò)程中經(jīng)常會(huì)伴隨噴孔現(xiàn)象發(fā)生，噴孔現(xiàn)象一般表現(xiàn)為，高瓦斯氣流向孔口噴出，承壓瓦斯攜帶大量的煤粉和水直接沖出孔口。孔口經(jīng)常伴隨有煤炮聲和氣流沖擊聲，表現(xiàn)形式為脈沖形式，造成瓦斯超限，噴孔、塌孔、堵孔和卡鉆的現(xiàn)象出現(xiàn)，最終出現(xiàn)壓桿事故；壓桿俗稱(chēng)壓鉆、埋鉆、卡鉆。壓桿是由于瓦斯地質(zhì)原因?qū)е驴變?nèi)煤巖抱死鉆桿，在鉆機(jī)給進(jìn)和旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的摩擦阻力大于鉆機(jī)最大動(dòng)力的現(xiàn)象。壓桿前經(jīng)常表現(xiàn)有瓦斯噴孔、孔口返水變小、泵壓增高、起拔壓力增大，直至鉆機(jī)最大起拔壓力不能拔動(dòng)和鉆動(dòng)鉆桿。壓桿有一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，在退桿時(shí)摩擦阻力會(huì)逐漸增大，往往在退出幾根鉆桿之后才徹底壓死。由于缺乏有效方法和專(zhuān)用的工具，打撈工作費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且在打撈過(guò)程中孔內(nèi)極易出現(xiàn)二次壓桿現(xiàn)象，打撈的成功率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種可有效防止孔內(nèi)發(fā)生二次壓桿事故、打撈成功率高的千米定向鉆機(jī)壓桿打撈方法。

本發(fā)明方法為：

（1）計(jì)算壓桿后孔內(nèi)鉆桿長(zhǎng)度及根數(shù)；查看井下鉆孔施工臺(tái)賬，確定鉆孔深度及壓桿前孔內(nèi)退出鉆桿數(shù)量、孔外鉆桿長(zhǎng)度并記錄，利用下列公式算出壓桿后孔內(nèi)鉆桿長(zhǎng)度L_孔內(nèi)及孔內(nèi)鉆桿數(shù)量N_后：L_孔內(nèi)=?H?-?N_前×3-?L_孔外；N_后=?L_孔內(nèi)/3；其中：L_孔外為孔外鉆桿長(zhǎng)度，H為鉆孔深度，N_前為壓桿前孔內(nèi)退出鉆桿數(shù)量；單位均為米；_???????

（2）確定壓桿點(diǎn)位置及至孔口的距離；壓桿點(diǎn)的位置一般在千米定向鉆機(jī)螺桿馬達(dá)彎頭處，孔口至彎頭的距離即為壓桿點(diǎn)與孔口的距離；因彎頭自身具有1.25°的角度，在瓦斯大、地質(zhì)復(fù)雜、鉆孔軌跡變化大的情況下，孔底極易堆積煤渣，在起拔過(guò)程中，具有1.25°角度的馬達(dá)與孔底煤渣產(chǎn)生的摩擦力逐漸增大，最終壓住鉆桿。

（3）用HQ鉆桿配套擴(kuò)孔鉆頭擴(kuò)孔；利用被壓的鉆桿作導(dǎo)向，用HQ鉆桿和擴(kuò)孔鉆頭將故障鉆孔擴(kuò)大至擴(kuò)孔鉆頭尺寸，擴(kuò)孔時(shí)低速旋轉(zhuǎn)慢速給進(jìn)，保持水流量180-210L/min，推進(jìn)壓力1.5-2.5mpa，掌握好鉆速以使旋轉(zhuǎn)壓力控制在4mpa以?xún)?nèi)；鉆進(jìn)至離壓桿點(diǎn)280-310mm時(shí)停鉆，退出所有鉆桿；

所述的擴(kuò)孔鉆頭包括筒體和鉆齒；筒體為空心圓錐體，筒體尾部為螺紋段，螺紋段上設(shè)有用于與HQ鉆桿連接的外螺紋，筒體頭部設(shè)有鉆齒，鉆齒呈胎體式。筒體和鉆齒均采用耐磨合金鋼復(fù)合材料制成，筒體尾部直徑為95mm，頭部直徑為117mm；全長(zhǎng)500mm；壁厚為8mm；筒體尾部螺紋段的長(zhǎng)度為100mm。

（4）用打撈鉆頭取出壓桿；采用HQ鉆桿配套打撈鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)至離壓桿點(diǎn)280-310mm時(shí)停止送水并卸下水尾，在給進(jìn)壓力4mpa、旋轉(zhuǎn)壓力≤6mpa條件下低速旋轉(zhuǎn)給進(jìn)，使打撈鉆頭平穩(wěn)到達(dá)壓桿點(diǎn)；利用打撈鉆頭尾部準(zhǔn)確地卡住螺桿馬達(dá)彎頭將壓桿取出。

旋轉(zhuǎn)給進(jìn)時(shí)要時(shí)刻關(guān)注給進(jìn)壓力表、回轉(zhuǎn)壓力表和HQ鉆桿內(nèi)的通纜鉆桿，當(dāng)給進(jìn)壓力或回轉(zhuǎn)壓力表突然增大、通纜鉆桿在打撈鉆頭作用下發(fā)生旋轉(zhuǎn)時(shí)，停止給進(jìn)。一旦出現(xiàn)上述現(xiàn)象，表明打撈鉆頭已將螺桿馬達(dá)彎頭部位卡住；這時(shí)應(yīng)緩慢的邊旋轉(zhuǎn)邊起拔退桿，退桿過(guò)程中觀察通纜鉆桿是否同HQ鉆桿一起退出，直到退完全部鉆桿。如退桿過(guò)程中通纜鉆桿從HQ鉆桿中脫落，則需要重復(fù)以上打撈過(guò)程。

所述的打撈鉆頭包括筒體和三角體；筒體為空心圓柱形直筒，尾部套有用于與HQ鉆桿連接的外螺紋；筒體外面除螺紋段外均設(shè)有三角體，筒體和三角體均采用硬質(zhì)合金材料，三角體設(shè)有多組，每組有多個(gè)；每組三角體均從筒體前部起至螺紋段前呈螺旋狀分布。筒體直徑為95mm，全長(zhǎng)500mm；筒體上螺紋段長(zhǎng)100mm。三角體共有三組，每組六個(gè)，每個(gè)三角體高度為5.5mm。

本發(fā)明適于井下容易塌孔的軟煤層、破碎帶、軟分層及瓦斯含量較大的突出煤層，在千米定向鉆機(jī)發(fā)生壓桿事故時(shí)能夠順利完成鉆具打撈工作；在保證鉆孔原有軌跡的條件下，配合多種打撈設(shè)備，省時(shí)省力，孔內(nèi)不會(huì)發(fā)生二次壓桿，打撈風(fēng)險(xiǎn)小，成功率高。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明擴(kuò)孔鉆頭結(jié)構(gòu)示意圖。