应用绳索取芯钻井工艺在煤田钻探中的实践性分析

摘 要：绳索取芯钻井工艺是煤田钻探过程中的一项常用工艺，它通过对钻压、转速、“泵量”等钻进参数的选择，依程序完成煤田钻探过程，这种工艺原理在煤田钻探应用中有其基本的工艺原理，并在钻进工艺过程中有其必须注意把握的环节，本文通过绳索取芯钻井工艺技术在煤田中的实际应用，增强煤田作业中的工艺把握和认识，针对这种工艺的优缺点，进行合理性分析，用各种举措提升绳索取芯钻井工艺的实用性和有效性。

关键词：绳索取芯钻井工艺;煤田钻探;

中图分类号：TD8 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-01-00-01

煤田的钻探过程随着现代化、自动化的发展进程，已由传统的人工钻探转为了智能化的勘探过程，采用了先进的绳索取芯先进工艺，这种工艺结构简单，而且在实践运用中岩芯不易损坏，保持了高效的钻进速度，它通过对钻压、转速、“泵量”等钻进参数的选择，以节能降耗为目标，针对煤层结构易碎的特点，用特殊的绳索取芯工艺进行独特化的取芯过程，改革了传统工艺的高成本和高强度的缺陷，提高了取芯效率，广泛应用于各煤田钻探工作当中。

一、绳索取芯钻井工艺的操作程序及工作原理

首先，进行绳索取芯钻头的配备，要配备比普通金刚石取芯钻头大1/4面积的钻具，通常采用双管金刚石取芯钻头，这样的钻具能够保证承受增大了25%的钻压力量;并检查卡簧与钻头内径的配合度。其次，再检查适配度无误的前提下，再下钻，送水冲孔并将内管总成投入下去;再次，进行钻进的煤田钻探过程，根据钻孔深度保持适当的转速，在这过程中卡断岩芯;最后，用打捞器将内管总成打捞提出，并提取岩芯。如此这般，循环反复，进行煤田钻探的绳索取芯钻井工艺操作过程。其工作原理：为了保证卡簧与钻头内径的配合度，要使用阀体阀座固定器设备，通过调节固定器的水平位来保持卡簧与钻头内径的间距，并且内管总成要处于悬挂状态，打开的卡板弹簧可以用来定位与调节。

二、绳索取芯钻井工艺的实效性和优越性体现

（一）保证了煤田钻孔的高质量。由于煤田地质情况的不同，因此较高的岩芯采取率就能真实地反映地下煤田的地质性构造，通常采用的双管金刚石取芯钻头，它比普通的金刚石钻头要稳定一些，不会造成岩芯的堵塞，而且在快速的钻孔过程中，岩芯的损耗和掉落都相对于普通金刚石要少，可以在快速钻孔过程中，保持较高的稳定性，确保岩芯的采取率达到92%左右，从而也保证了煤田钻孔的高质量。

（二）合理选择钻井液。煤田地质和钻孔的深度是选择钻井液的重要考虑因素，对于浅井而言，孔壁的压力较小，比较容易处理;而对于深井而言，孔壁的压力随着深度的增加而升高，因此要选择膨胀的土泥浆作为钻井液材料，它的粘度和密度可以有效地保持高层孔壁的稳定性，可以有效地实现钻井勘探工作。

（三）提高了钻井过程的安全性能。由于这种双管金刚石钻头的高质量，钻头掉落和损耗的可能性大大降低，因而，在钻进过程中，钻头的高压也不会对孔壁产生较大的振动，不会导致孔壁塌陷;而且，钻头在高速钻进过程中，它的回转率也很平稳，减少了钻头折断率，保证了施工过程的便捷操作，减少了维修设备的时间和次数，提升了钻井的安全性和稳定性。

（四）提升了钻井过程的成本效率比。由于绳索取芯工艺的稳定性能，钻头在钻孔过程中的损耗减少，更换钻头的数目也大幅降低，而且由于其与孔壁的间隙小，钻头折断的可能性可降低，从以上来看，钻头的设备成本和维修成本都能够大幅地降低;另一方面，由于绳索取芯工艺采用双管金刚石钻头，它不提钻芯的特性使单纯钻孔的时间增加，增进了钻孔效率，也为地质勘探提供了有益的钻孔参数等指标。

三、绳索取芯工艺在煤田钻探过程中的注意要点

（一）地质岩层环境特性。地下岩层的构造层次是复杂的，在煤田钻探的过程中，要考虑地下岩层的颗粒大小对钻孔的影响，颗粒和硬度大小不同的岩层之下，其所需的“泵量”有所区别，颗粒大，则所需的泵量大;颗粒小，则所需的泵量小。

（二）钻头的不同选择事项。地下岩层的地质条件、钻孔速度都是选择钻头时应该考虑的因素，由于在钻探过程中，钻头在地下岩层钻进时，高速的状态会使钻头和岩壁之间产生高热，过高的旋转速度之下的温度急剧升高，需要大量的冲洗液流进行冷却，以防止钻头因为高温而烧坏，造成钻头的严重损耗。

（三）冲洗液的选择。岩层的不同地质条件也影响冲洗液的选择，由于冲洗液粘性和密度的不同，在钻进过程中携带的岩石磨粒也不同，一般来说，地质松软的岩层，可以选择较大“泵量”的清水冲洗;而地质密实的岩层，则选择较小“泵量”的高粘度冲洗液。这也是煤田钻探过程中的关键环节之一。

（四）绳索取芯工艺钻进过程中要把握的环节。施工人员和技术人员在煤田钻探过程中，进行绳索取芯工艺钻进时，要注意依照工艺流程进行，仔细观察异常情况，随时调节钻压和“泵量”，在施工进行中，尤其要注意以下几点：1、在钻孔开始进行时，要仔细观察有没有岩心堵塞的情况，若发现存在堵塞状况，则应该马上打探岩心，否则一旦钻具进入堵塞的岩心后，导致泵压骤然上升，发生不可知的意外情况。2、在打捞器伴随冲洗液进入钻孔时，要保持打捞器的下降速度，基本保持在1.5-2m/s，待听到轻微的撞击声后，就可以大致估算打捞器到井底的时间间隔。3、用打捞器的钢丝绳缓慢进入孔中，根据冲洗液从钻杆中溢出的现象，可以判断打捞成功。4、打捞成功取出的内管总成，必须要放平，避免调节螺杆因没有摆平而墩弯。5、在仔细查明钻杆内确无岩心时，才能缓慢开启钻机，并开启泵机，使内管进入钻孔内，以避免出现卡塞的现象。

四、结束语

地下岩层的地质条件复杂，不同岩层的密度和粘度各不相同，在煤田钻探过程施工过程中，绳索取芯钻井工艺是常用的工艺方法，在实施阶段，要综合考虑不同岩层的地质环境和泥浆的黏度，选取区别于普通金刚石钻头的双管金刚石钻头，并选择合适的冲洗液，根据不同情况调节泵量，观察岩心堵塞情况，在确保无阻塞的前提下，再进行钻孔作业，把握绳索取芯工艺的工艺原理，保证煤田钻探过程中的低成本损耗，增加钻井过程中的稳定性和安全性。从而，保证钻孔的高质量，提升煤田钻探的成本效益率。

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