钻进范文10篇

摘要：页岩气是指附存于富有机质泥页岩或高碳泥页岩及其夹层中，由于有机质的吸附作用，以吸附和游离状态为主要存在方式的一种非常规天然气。相对于常规天然气，由于页岩气具有低孔低渗的特点，岩性致密，给页岩气的钻探带来了难度。为了解决页岩气井的钻探中井壁的稳定性差的问题，需采取相应的护壁技术，详细介绍了钻井液护壁技术、套管固井护壁技术和其他特种护壁技术。

关键词：页岩气钻探；护壁技术；钻井液护壁技术；套管固井护壁技术

1概况

中国页岩气广泛存在于海相及陆相沉积盆地中，含气页岩层段时代从古生界分布至新生界，储集层地质条件较为复杂。我国富有机质页岩TOC含量较北美低，海相页岩热演化程度普遍偏高，陆相页岩则普遍偏低，且含气量偏低，埋深偏大。地形多为山地、丘陵等复杂地表，构造复杂，受构造条件影响大，发育断裂，保存条件较差。

2页岩气钻井钻进难度

页岩气储层的页理发育，具有层理和天然裂隙等薄弱面，非均质性和各向异性强。泥页岩中一般含有蒙脱石、伊利石、高岭石、绿泥石等粘土矿物。粘土矿物含量越多，发生地层坍塌的可能性愈大。蒙托石吸水膨胀率高达90%~100%，而伊利石吸水膨胀率仅有2.5%，混层矿物吸水膨胀率按蒙脱石所占的比例多少而定，比例大者吸水膨胀较大。由于粘土矿物吸水膨胀产生的压力，若不加以抑制，则会大大的超过岩石的胶结强度极限而引起井塌而带来井壁稳定性差的问题，为了解决页岩气井钻探的井壁稳定性差等问题，需采取科学合理的钻进护壁解决措施，提高页岩气井钻探的质量。

摘要:煤矿开采工作并非其他工业或农业生产可比，开采过程中安全要求较高，一旦出现问题，不仅仅会损失物资财产，还会对施工人员、采矿人员的生命安全产生直接威胁。井下定向钻进技术应用得好，能够在很大程度上提高煤矿安全生产，因为煤矿井下定向钻进技术对于煤矿的地质勘探工作具有重要的支撑作用，能够降低采矿风险。当然，应用井下定向钻进技术时也不能对安全问题置之不理。

关键词:煤矿;井下定向钻进技术;矿井地质勘探

近些年我国的煤矿井下综合开采技术应用较好，提高了煤矿生产的安全性和采矿效率。井下煤层地质构造对勘探的影响非常大，如果做不好这方面的工作，煤矿井下综合开采技术就无法高效应用。在煤矿地质勘探中，经常使用地质雷达等方法。应用这些方法可以精准掌握断层、陷落柱等地质构造，但是针对高于5m的断层，这些方法无法有效应用，即便应用了，探测准确度也不是很理想。因此，煤矿井下定向钻进技术对5m以下的断层进行地质勘探时，应用优势特别明显，钻孔轨迹可以有效控制。这一技术在使用过程中还存在一些问题，需要再具体应用时根据现场情况逐一解决。

1定向钻进技术概述

1．1工作原理

煤矿生产中的井下定向钻进技术是利用水力将矿渣排出洞穴之外，然后一边钻进一边测量，是一种专门用于钻孔的施工工艺。这种技术利用泥浆泵的压力，将水输送到钻头的底部，然后通过钻头和孔壁形成的空隙，用水力将矿渣排出，钻头转动对煤层产生旋转切割的动力来源于孔底的螺杆马达旋转。在这个施工过程中，跟随钻头随时进行的测量系统能够对钻头底部的活动姿态参数进行及时测量、及时调整。施工人员设计好施工参数，钻头的角度能够根据原先的预定设计，参考现实施工情况，进行角度、力度等方面的调整，直到达到预定的钻孔轨迹为止。当然，定向钻进技术也有一定的局限性，硬度系数高于5的稳定煤层比较适用于此项技术。孔底螺杆马达等器具是定向钻进技术的主要工具，孔洞部位的监视器完成实时测量工作，并控制螺杆马达的钻进方向，使钻孔的变化轨迹与预定目标一致。

1项目概况

某水利枢纽中心，周边区域范围内降水稀少、生态环境脆弱、水资源长期短缺，已成为制约当地区域经济发展和生态环境保护的重要因素之一；该水利枢纽中心的建设，能够为区域经济发展与建设提供有效可靠的水资源支撑。建设期间对场地进行的地下水勘查项目中，通过采用先进的地下水勘查钻探技术，先后施工完成了9眼80oITI～1000m深度范围的水文地质勘探孔，为掌握该区域地下水的情况获得了重要原始实测资料。

2场地地质条件

该施工场地周围开阔平坦，海拔大致处于1300rn～1500m范围内，是典型的黄土塬区地貌。区域内地层时代跨度相对广泛，但主要以第四系、白垩系和寒武系分布最广，具体如下。

1)寒武系：为浅红色及紫红色岩性的砂砾岩、石英砂岩，可见厚度约800m～1000rll。

2)白垩系：白垩系在整个场地范围内均有广泛分布，以鲜红色粗砂砾红层和杂色岩石为主。

摘要：煤矿井下作业的实施中，为了可以针对较远距离煤层进行实际走势的探勘，同时探查出陷落柱和采空区等某些异常的地质状况，合理减少因地质构造而导致的矿井生产安全问题，应对定向钻进技术加以运用。该项技术拥有作业灵活、精度较高等特点，在煤矿井下地质勘探工作的开展中，有着良好的应用。文章对定向钻进技术做出概述，论述了矿井地质勘探中该项技术的应用，以供参考。

关键词：煤矿井；定向钻进；地质勘探

煤矿开采是一项较为特殊的工作，该项作业的施工和工作人员的生命安全之间存在高度的关联性，如果作业中出现问题，不但会导致煤矿开采企业的经济效益受到一定的影响，还会威胁煤矿开采工人的安全。因此，加强煤矿开采中先进技术的应用是确保开采作业人员生命安全的基础，而定向钻进技术是一种比较先进的煤矿开采技术，可以为煤矿开采工作人员的安全提供保障，值得推广应用。

1定向钻进技术概述

定向钻进技术属于新型的煤矿开采技术，在矿井勘探工作的开展中具有较为广泛的应用[1]。我国煤矿勘探工作的开展中，定向钻进技术比较重要的应用便是针对抽采煤矿井下瓦斯等相关毒性气体的防治，同时该项技术的应用可以有效确保煤矿井下勘探工作的有序推进，创造一个比较安全的作业施工环境，给煤矿井下开采工作的开展提供了有力保障。具体应用该项技术的过程中，通常是将相关的工艺设备、测量工具及其井下作业工具加以结合，借助对钻孔运动轨迹不断做出适当的动态性调整，确保钻头可以顺沿指定的方向到达预先设计的目标位置，从而有效提升实际工作开展的效率，缩减作业施工成本，获取较为理想的效果，针对后续作业施工起到一定的参考与指导作用，从而明显提高作业施工的安全性。相较于过往所采用的常规钻探作业技术来讲，定向钻进技术在分支孔的施工中通常存在如下优势：①实施伴随钻探工作的开展进行勘探相关信息的计算与保存。②以较小的误差计算并创建出地层结构中相应的三维坐标，然后应用定向分支技术对这一点的坐标进行计算，借助多个三维坐标的创建，整体的三维模型便得到了较为有效的创建，实现了针对这一区域地质结构的勘探，产生的误差比较小。③借助已经完成作业施工的众多地质钻孔和实揭煤层剖面的比较，探寻地质钻孔相应的偏斜规律，对其中的相关影响因素加以分析，利用实践验证的比较，可以更加准确地确立地质钻孔偏斜所具有的规律性。

2矿井地质勘探中煤矿井下定向钻进技术的应用分析

1工程概况

为了重点查明左岸岩体内断层分布情况、坝基基本地质条件与水文地质条件，地质工程师布置了与水平方向夹角为30°倾斜角、320°方位角的钻孔，该孔设计孔深100m，终孔孔径不小于91mm。钻孔取芯要求为:弱风化带岩体采取率达85%以上，微新岩体达90%以上。

2地质条件

攀枝花银江水电站左岸地层主要有下元古界变质岩系，震旦系上统碳酸盐岩二叠系下统阳新组碳酸盐岩，上统峨眉山玄武岩，三迭系上统～白垩系的碎屑岩类，并有不同时期的岩浆岩广泛出露。区内侵入岩主要有晋宁期石英闪长岩、辉长岩、斜长花岗岩、闪长岩，华力西期正长岩、花岗岩、辉长岩等类型。下元古界构成本区基底，其它地层形成盖层。第四系河流冲积、洪积在河床中广泛分布，崩塌堆积和残坡积零星分布山麓地带。岩体裂隙发育，查阅相关区域地质资料，取芯多为碎屑状及小碎块状，区域内的断层对斜孔钻探施工有一定的影响。

3钻孔实施

3．1施工准备

本文作者：倪林祥

一、影响金刚石钻头充分发挥技术经济指标的因紊

1.钻头微烧引起拉槽,金刚石孕镶钻头在钻压的作用下,以一定的线速度运动,‘可以简单地把钻头和岩石视为一摩擦系统,金刚石钻头胎体的温升就是由于钻头端面在岩石表面作相对位移时,由摩擦功而引起的。因此,温升的速度、高低与压力、线速度成正比,和冷却条件(包括钻头水马力,水口数和胎体壁厚)成反比。孕镶金刚石钻头出现拉槽,即形成“0”形圈(图3)的原因是,当冲洗液流经钻头内径,通过水口和金刚石出刃与岩石间的微隙通道,由于传导和对流作用,将热量带走,在胎体壁内外径向产生温度梯度(见图2)。如图2所示的相对高温区的瞬时温升达到金刚石石墨化的温度时,便出现微烧现象。其表现是钻头端面发黑,或者粘着一层薄薄的岩粉。由现场观察发现,微烧现象多半出自地层软硬变化,钻压忽大忽小,时效忽快忽慢,或者在硬岩层中强力钻进,一般在进尺平稳时很少发生。如果微烧现象不能及时发现,并采取相应的技术措施,恶性循环的结果,必然导致“o”形圈的形成。但是,金刚石层消耗到一定程度后,出现“0”形圈则不在此列。2.钻头异常磨损(1)目前各厂出产的钻头,内外径公称尺寸不一,其变化范围在协38.5一协39.5之间,造成互换性差,尤其在硬岩层中钻进,若有残留岩心,用小内径钻头套扫;抑或在硬碎岩层中钻进,岩心碎块脱落,磨损内径边缘,形成内台阶(图5)。(2)双管接头的补强合金镶嵌不牢,落入孔底,抑或孔口管与裸孔连接处出现台阶,或孔壁“探头石”未及时清理,每当下钻时,碰撞胎体,造成崩落,磨损钻头外径边缘,形成外台阶(图6)。偶尔亦出现拉槽现象(图3)。(3)金刚石出露状态不好,有残留岩心,钻具振动,造成钻头内外径边缘磨损(图7)与岩石接触面积增加。况,或钻杆连接处漏水,送入孔底冲洗液量不足,抑或短时间停泵,造成轻烧或严重烧钻事故。4.钻头与岩心管丝扣加工精度不高,受扭力作用后,拧得太死,采用管钳卸扣,或者把钢体夹扁,抑或将胎体夹裂。5.钻机按装不牢,钻具震动历害,或者在硬岩层中钻进,仍采用大泵量,产生脉动现象,破坏了钻头在孔底的正常工作条件。6.制造方面的原因。在操作过程中经常出现的有以下几方面:(1)在压制成形的过程中,粉末中压力分布是不均匀的。由于颗粒间彼此摩擦,相互楔住,以及一些使颗粒移动困难的因素,而使压力在模具侧壁方向的传递,比在压制方向的传递要小得多,粉末与模壁间存在摩擦,会使胎体在高度上出现显著的压力降。沿中轴线产生压力梯度,在低压烧结条件下较为明显。由于压力分布不均匀,压制密度亦不同,层间的硬度HRc则有差异。在实际操作中可以看到,前几个回次高度磨耗较少,尔后消耗很快,也是其中因素之一(图s)。(2)胎体未烧透,工艺不稳定,没有形成粉末冶金要求的假合金,或钢体清洗不净,造成胎体脱落或掉块。(3)保径天然金刚石或聚晶深入到孕镶层中(图ga、b)形成硬支点,或者内外径补强金刚石未紧贴周边(图10),造成钻头过早缩径或扩径。(4)表镶钻头的金刚石包镶不牢,严重脱粒,或孕镶钻头金刚石浓度不匀,密集部分出现脱粒或剥离现象。7.表镶钻头使用不合理,中一粗粒(2o一40粒/克拉)金刚石钻头一般只宜于在中硬以下的完整岩层中钻进,当时效降低,金刚石磨纯,基本不进尺,就应停用回收(占成本费50%)再用。但由于片面追求钻头进尺,在金刚石失去切削能力的情况下,仍采用强力钻进,致使金刚石压碎,降低其利用率。上面列举的影响金刚石钻头技术经济指标的因素,是现场最常出现的,有的往往被人们所忽视。归纳起来可分为三方面:第一是地层因素,第二是操作因素(其中也包括管理因素);第三是制造因素。除地层因素之外,只要采取相应的技术措施,便可得瓢改善。下面就四个地质队所用的孕镶钻头分别按非正常磨损(其中包括拉槽、异常磨损、烧钻等)和正常磨损统计如下,进行分析,便可看出问题的严重性。表内列举的52个钻头,总进尺2936.22米。平均钻头进尺56.34米。其中正常磨损的钻头27个,占51.92%,进尺2330米,占79.3%,平均钻头进尺82.59米,非正常磨损钻头25个,占48.08%,进尺606.22米,占20.7%,平均钻头进尺24.08米。正常磨损的钻头进尺是非正常磨损的3.73倍。表中所列数据是由7一9级的片麻岩类和花岗岩类得到的。如果将非正常磨损的钻头平均进尺由24.08米提高到平均进尺56.34米,每米纯钻头成本(按240元/个计算)由10元/米左右降到4,5元/米左右,经济效果将很显著。由此可见,减少钻头非正常磨损,是当前提高金刚石钻进技术经济指标的关键。

二、提高金刚石钻进技术经济指标的途径

提高金刚石钻进技术经济指标涉及的范围很广,本文仅着重分析与钻头有关的问题。1.根据本矿区的岩性合理选择钻头,目前有的地质队采用数理统计的办法,以所钻的岩层为基础,按钻头技术参数(如金刚石品级、粒度、浓度、胎体硬度等),分别统计钻头进尺、时效、回次长度等,进行认真分析研究,然后确定钻头选型,并根据各类岩层的分布情况,有计划地定购钻头,设专人管理、发放,不是泛泛地而是有针对性地制订切实可靠的技术措施。遇到难于钻进的岩层,请研究部门或制造厂协助解决。2.适当控制时效,这里所指的只限于在7一9级的中硬、中等研磨性的岩层中钻进,其时效一般都比较高。如果仍盲目追求机械效率,必然要加大压力,提高转速,势必造成岩粉过多,堵塞出露良好的金刚石出刃的通道,产生微烧,结果是“欲速则不达”,钻头寿命大大缩短了。至于时效应控制在什么范围内,应以钻头进尺长、不轻烧、而又具有相当的时效为限度,例如7一8级的片麻岩,一般控制在2.5一2.0米/时。因此,每次起下钻仔细观察钻头磨损情况,测量钻头高耗,这是非常重要的,只有这样才能制订合理的时效和高耗的控制范围。统计一些长寿命的钻头发现一个很有趣的现象,高耗的增量与进尺增量之比的正切,在同类岩层中,近似于常数。如钻头技术参数为:金刚石品级一JR3,粒度60一80目,浓度100%,HRc42,钻进参数为:压力600一500公斤,转速600一700转/分,泵量50一3-升/分。在7一8级的石榴子透辉岩和花岗岩中钻进,进尺219.79米,回次进尺5.11米,时效3.13米,当钻到160米处,时效高达5.2米,逐步轻烧,影响钻头进尺。此外,还要强调一点,钻头经济效果的好坏,不只取决于钻头,而是以每米消耗的综合成本来衡量的。在某些特殊需要的情况下,例如在漏失地层,润滑剂耗量大,或孔斜严重的孔段,钻杆磨损大,需要采用快速通过,在不引起微烧的前提下,而对总成本降低有利,那末提高钻进效率,纵然钻头寿命有所缩短还是合算的。3.目前我国各厂家生产的钻头,在7一9级中等研磨性岩层中钻进,取得了回次和钻头进尺都比较高的效果,适于绳索取心钻进,应逐步推广这一新技术。据北京101队在片麻岩中采用绳索取心钻进表明,平均钻头进尺为61.00米,每米成本为29.46元,普通双管平均钻头进尺为23.70米,每米成本为43.76兀。4.为改善钻头在孔底的工作状态,即提高钻头在孔底的稳定性,在岩心管的异径接头处和钻杆的适当部位装上稳定器。5.功56孕镶钻头的水口应不少于8个,亦可在胎体内外径(如表镶钻头)加铣棱槽,其壁厚可缩小1毫米左右,这种结构的钻头较之于常规结构的钻头拉槽现象要少得多。6.国内所采用的天然金刚石孕镶料,多以不成晶形的低品级刚果型金刚石或回收后的金刚石碰碎而成,其中一部分呈片状,它们在孕镶层中切削能力较差,如果经过予处理,严格分选,效果要好得多。郑州厂的天然孕镶钻头能取得较好的效果与此有关。此外对人造金刚石进行严格分选,物尽其用.确保钻头质量是非常必要的。7.有的地质队根据不同岩层,定出钻头进尺,实行超产奖励的经济管理办法,提商了钻头寿命,降低了成本。这也说明,只要改进管理,金刚石钻头仍有潜力可挖。8.目前各地质队都保存有大量用过的金刚石钻头,其中大部分可回收表、孕镶料或补强料。只要经过回收处理,便可变座为用。

三、结束语

解决方案

想要利用和发挥绳索取心技术的优势，就必须将压水试验和绳索取心钻进两个工序进行整合。我院对此做了大量的研究，提出了不提大钻压水试验方案［4］。基本思路是:充分利用绳索取心钻杆内径大的特点，将栓塞通过钻杆内径下入到试验段，采用气或水使栓塞膨胀从而封闭试验段。操作方法是:钻完一个试验段(一般为5m)，取出岩心，然后将钻杆提离孔底6m，将栓塞通过缆绳下入到试验段上部，然后使栓塞膨胀，封闭钻杆和孔壁，利用钻杆作为过水通道进行压水试验。该方法的主要问题:一是没有现成的栓塞可用，必须重新设计加工;二是提放、膨胀栓塞的缆线较多，操作方法上需要重点研究。栓塞是进行压水试验的关键设备，为此，研究设计加工了专用压水试验栓塞及附件。在研究专用栓塞之初，考虑的是利用水对栓塞进行膨胀，即液压栓塞［5］(见图1)，其优点是膨胀介质容易获得，栓塞密封性能要求不是很高，膨胀过程中基本没有压缩，试段封闭比较稳定可靠。但是在试制中发现:在地下水位较深的钻孔进行压水试验时，由于膨胀管路的水柱较高，而又没有地下水位的抵消，栓塞很难卸压恢复原状，根据统计，当地下水位达到60m，栓塞很难恢复原状了。当地下水位达到100m左右时，水压式栓塞基本不能使用。因此放弃了液体而改用气体作为栓塞的膨胀介质，即气压栓塞［6，7］，见图1。气压栓塞与液压栓塞其结构是相同的，它们的主要区别在于:一是膨胀胶囊的介质不同，液压栓塞是用液体作为胶囊的膨胀介质，而气压栓塞则是用气体作为胶囊的膨胀介质;二是充填介质的设备不同，液压栓塞是用泵将液体压入胶囊进行膨胀，气压栓塞的充气设备则是气瓶。气压栓塞的特点是充气过程简单，只需要打开气瓶阀门，控制好压力即可。卸压过程基本不受地下水位的影响，栓塞可以快速复原。而且气压栓塞的适应范围比水压栓塞要宽，栓塞卸压时间远少于水压栓塞。图1液(气)压栓塞研制成功的专用压水试验栓塞结构为:栓塞胶囊分为两段，上胶囊位于钻头内台阶上部，膨胀后封闭钻杆，下胶囊穿过钻头进入钻孔压水试段的封堵部位，膨胀后封闭压水试段。该栓塞的结构和材质安全、耐用，密封性好，膨胀与复原性好，不变形。试验操作接近常规的试验方法，地质和操作人员均容易接受。研究了压水测试仪压力传输电缆和高强度充气管组合的提升方法。这种方法可以将钻孔压水综合测试仪压力传输电缆，作为主要承重绳，高强度充气管作为辅助承重绳，很好地解决了试验时缆线缠绕问题。经实践检验，绳索取心钻进技术结合专用栓塞和钻孔压水试验综合测试仪，进行水利水电工程钻探、压水试验，取得了十分理想的效果。针对目前绳索取心钻具不适应水利水电勘探需要的问题，可考虑从以下2个方面解决:(1)在现有钻具的基础上，研制一种适合水利水电勘探需求的钻具，这可以从根本上解决钻具规格不能满足水利水电工程需求的问题;(2)在选用现有钻具的基础上，对钻进规程进行深入研究，通过对钻孔结构、钻进方式、钻压、泵量等的选择、调整，寻找最优钻进参数［8］。第一种方案涉及到管材规格的改变，投入成本非常高，没有太大的现实意义。从应用角度一般应选择第二种方案，通过对钻进参数的优化，在可接受范围内，提高机械钻速，当然其机械钻速和常规钻探方法相比仍然会偏低。对绳索取心钻进中冲洗液的问题，可从3个方面进行考虑:一是可以通过增大钻头外径的方法予以解决，将96mm的外出刃增加到98mm;二是研究配制一种既满足水利水电勘探水文地质试验要求，又具有良好的润滑作用的冲洗液，可以解决该问题，但缺点是从冲洗液材料的选择、配方以及地层的千变万化等需要做大量的试验，需花费大量的时间、人力和物力，实施起来难度大;第三种方案是从操作入手，如注意观察钻进时的回水、声音、钻机震动等情况，对不同情况和问题分别采取措施。如处理沉淀采用特制的沉淀打捞器，钻至强漏失地层时，将小流量的钻进回水从钻杆边缘注入孔内，这种综合的处理方法，通常能获得较好的效果。

应用实例

某水利枢纽工程坝段区位于华北地层区，陕甘宁蒙盆地地层分区。出露基岩为中生界三叠系二马营组上段和铜川组下段，为一套陆相碎屑岩系，分布于整个坝址区的河谷及岸坡上，出露厚度约180～220m，最大揭露厚400m左右，岩相变化较大。坝址区基岩岩性可概括为钙质(长石)砂岩类、泥质、钙泥质粉砂岩及少量(砂质)粘土岩3大类。坝区内软弱夹层(泥化夹层)普遍存在，现已发现13层，其厚度及性状不稳定，连续性较差，厚度一般为0.5～2.0cm，夹泥成分一般为粘土岩，少数为砾岩，但其矿物成分仍为粘土矿物，结构类型分泥夹碎屑型、碎屑夹泥型、全泥型3种，是主要工程地质问题之一。由于软弱夹层的存在对工程建设的造价和工程的安全性有重大影响，为查明其分布特征，地质人员对钻孔的要求为:终孔孔径≮75mm;清水钻进;按规定进行压水试验;要求强～弱风化岩石岩心采取率≮95%，微～新岩石岩心采取率≮8%;为了保证不漏失泥化夹层，钻进回次应控制在0.5～1m。对上述要求，如果采用传统的取心钻进方法必须频繁的提钻，再加上每5m做一次压水试验也要提钻，其劳动强度之大、钻进效率之低、钻探成本之高是不言而喻的。为满足地质要求，降低劳动强度和成本，从2010年6月～2011年7月，在该工程区内，应用绳索取心钻进技术结合不提大钻压水试验方法和先进的压水试验综合测试仪、应用特制的沉淀打捞器和自行摸索的操作方法，共完成了800多米钻孔及相应的压水试验。在同工区相同地质条件钻孔中，对4个绳索取心钻孔(S96的钻具，金刚石钻头)和5个普通钻孔(75mm双管钻具，金刚石钻头)的钻进效率进行了统计对比，其结果见表1.由表1可知，绳索取心钻进的平均效率为11.27m/d，普通钻进的钻进效率为9.83m/d，绳索取心的钻进效率比普通钻进高约14.6%。随着孔深的增加其效率增加更明显。绳索取心可以随时提取岩心，能够严格按照0.5m回次提钻，并且一旦钻进出现异常，可迅速捞取岩心，减少岩心的对磨，提高岩心的采取率。通过现场统计分析，绳索取心的岩心采取率比普通双管钻进要高1%～2%，泥化夹层采取率相比更高。图2为绳索取心钻进取出的岩心。图2绳索取心钻进取出的岩心在采取绳索取心钻进加不提大钻压水试验方法后，很好地解决了压水试验问题，避免了频繁地起下钻，极大地减轻了劳动强度。实践表明，绳索取心钻进取心质量好，成本较低，钻进效率高，劳动强度低;压水试验栓塞密封性能好，不提大钻压水试验技术完全能够满足试验要求，操作方便;针对冲洗液问题采取的措施能够发挥良好的效果。

结论及建议

水利水电勘探有自己独有的特点，国土资源、冶金、煤炭等钻探行业的技术、设备相对先进很多，但由于工作环境不同，勘探要达到的目的不同，并不能直接移植到水利水电勘探中来，需要认真思索解决。绳索取心钻进技术在水利水电勘探中的研究，经实践检验取得了良好的钻进效果。特别是自行研制设计完成的不提大钻压水试验方法，将压水试验和绳索取心钻进技术很好地结合起来，很好地解决了绳索取心钻进难以适应水利水电勘探的主要技术难题，为绳索取心钻进技术在水利水电勘探中的推广应用扫除了障碍。

地质的钻探施工，对于钻探设备、钻探工艺、钻探规程和参数、人员操作方式等等都有不同于浅孔施工的要求。

1工程地质钻探的特点及适用条件

在工程地质勘察中，钻探是最基本最常用的勘探手段。不同类型的建筑物，不同的勘察阶段，不同的工程地质条件下，凡是布置勘探工作的地段，一般均需采用钻探方法。与地质找矿钻探相比，工程地质钻探的特点是：

(1)勘探工程钻孔布置，不光要考虑自然地质条件，还需结合工程类型及特点。如水坝一般应顺坝轴线布孔，工业与民用建筑则需按建筑物的轮廓线布孔等。

(2)钻进深度一般不大，除了大型水利工程，深埋隧道以及为了解专门的地质问题(如控测深岩溶)外，孔深均为十余米至数十米，所以经常采用简易钻探法和轻便钻机。

(3)钻孔多具综合性目的，1个钻孔除了需查明地层岩性、地质结构和水文地质条件外，还要作各种试验、取样、长期观测。有些试验往往与钻进同时进行，所以进尺较慢。

目前我国地质勘查钻机普遍采用定量泵与普通液压阀组成的液压系统，钻进功能单一，不适应复杂地层钻进工艺要求。JDD一100型地质勘查钻机由液压驱动，具有回转、振动、冲击、静压多种钻进功能，还可随钻测量地层电阻率、孔隙度等地质参数。钻机如图1所示。

1城市地质勘查钻机钻进性能要求

1．1优化钻进

钻进过程中，各种地层有不同的最优钻进规程参数与之对应。钻压、转速需稳定保持在最优钻进规程参数附近，避免过大的波动。钻机始终以最优规程参数钻进，提高钻进效率。

1．2精确钻进

地质勘查钻孔深度较浅，但地层复杂多样。一次钻进可遇到多种地层，钻机须根据不同地层，及时、准确地调整钻压、转速等参数，使钻进规程参数与地层相适应。

摘要：为保障胡底煤业3#松软破碎煤层中长钻孔的顺利实施，通过理论分析空气钻进原理和钻进工艺参数，对钻进工艺中钻压、转速和供风参数进行详细分析，确定长钻孔施工采用ZDY4000L型钻机，并对配套钻具及设备进行选型，设计长钻孔施工工艺流程。根据中风压空气钻进工艺在1309工作面煤巷掘进面顺层钻孔中的应用效果可知，中风压空气钻进技术在松软破碎煤层中进行长钻孔施工时，钻进效率及成孔率均较高，钻孔效率显著。

关键词：长钻孔；空气钻进；松软破碎煤层

1工程概况

胡底煤业主采3#和9#煤层，3号煤层厚度5.20~5.91m，平均5.67m，煤层倾角3°~10°，平均6°，煤层节理裂隙发育，属松软破碎煤层。矿井为高瓦斯高突出矿井，3#煤层原始瓦斯压力3.83MPa，原始瓦斯含量25m3/t。开采3#煤层时，需大量施工瓦斯抽采钻孔，其中条带抽采钻孔和工作面顺层钻孔长度均较长，属于长钻孔。为保障长钻孔的施工质量及效率，需进行松软破碎围岩长钻孔施工工艺的研究分析。

2空气钻进原理及工艺参数分析

2.1空气钻进原理