露天煤礦松散地層鉆孔護(hù)壁技術(shù)研究.pdf

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1、·36·露天采礦技術(shù)2015年第6期DOh10．13235~．cnki．hcm．2015．06．012露天煤礦松散地層鉆孔護(hù)壁技術(shù)研究邵明利，陳秀榮(內(nèi)蒙古煤礦設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古呼和浩特，010010)摘要：針對(duì)露天煤礦松散地層的特性，提出了一系列鉆孔護(hù)壁技術(shù)方案。這些方案來(lái)源于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬，并大都在工程實(shí)踐中得以應(yīng)用，并取得了良好的效果。對(duì)大部分露天礦松散地層的鉆探工作具有一定的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：露天煤礦；松散地層；鉆孔；護(hù)壁中圖分類(lèi)號(hào)：TD231文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號(hào)：1671—9816(2015)06—0036—04Researchonloosestratumdril

2、lingwallprotectiontechnologyinopen-pitcoalmineSHAOMingli，CHENXiurong(InnerMongoliaCoalMineDesignandResearchInstituteCo．，Ltd．，Huhehaote010010，China)Abstract：Accordingtothecharacteristicsofloosestratumintheopen-pitcoalmine，theauthorpresentsaseriesoftechnologyschemesondrillingwallprotection．Thesesc

3、hemesarederivedfromsimulationinlaboratory，appliedinengineeringpracticeandobtainedgoodefect，whichhasacertainguidingsignificancetodrillingworkofloosestratumformostopen—pitmines．Keywords：open-pitcoalmine；loosestratum；drilling；wallprotection1松散地層鉆孔穩(wěn)定性分析總之，鉆孔穩(wěn)定問(wèn)題是非常復(fù)雜的，是多種因素綜合作用的結(jié)果。由于松散地層的特殊性，可能會(huì)同在鉆探

4、施工過(guò)程中，鉆孔的形成破壞了地層原時(shí)發(fā)生多種鉆孔事故，必須引起鉆探技術(shù)人員的高地應(yīng)力的平衡狀態(tài)，引起井壁圍巖應(yīng)力重新分布，進(jìn)度重視。而導(dǎo)致井周應(yīng)力集中。井壁圍巖應(yīng)力受到以下因素的影響：原地應(yīng)力狀態(tài)、井內(nèi)泥漿液柱壓力、地層孔2鉆孔護(hù)壁技術(shù)研究隙壓力、巖石特性和井眼幾何形狀等。伴隨著這些因鉆孔穩(wěn)定性影響因素很多，且相互之間的作用素的變化，井周?chē)鷰r應(yīng)力狀態(tài)也在不斷地變化。當(dāng)圍相當(dāng)復(fù)雜。雖然地層巖石的性質(zhì)及地應(yīng)力的存在是巖應(yīng)力大于巖石強(qiáng)度時(shí)，井壁圍巖就可能發(fā)生坍塌客觀事實(shí)，不可改變。但施工中可以從鉆探工藝方面崩落、縮徑或地層破裂等失穩(wěn)問(wèn)題【1]。采取措施防止鉆孔失穩(wěn)，包括采用合理的鉆具組合、松

5、散地層的鉆孔穩(wěn)定性問(wèn)題主要有以下幾種：結(jié)合地層選擇泥漿、規(guī)范的機(jī)械操作等[21。如果鉆井①鉆探施工中的機(jī)械震動(dòng)、摩擦等導(dǎo)致鉆孔發(fā)工藝方面采取的措施不當(dāng)，將會(huì)導(dǎo)致孔內(nèi)復(fù)雜情況生掉塊、垮塌現(xiàn)象；②鉆探過(guò)程中起、下鉆發(fā)生的壓的發(fā)生和發(fā)展。力激動(dòng)作用導(dǎo)致鉆孔發(fā)生垮塌現(xiàn)象；③鉆井液循環(huán)2．1鉆具組合優(yōu)化壓力導(dǎo)致地層孔隙增大，鉆孔發(fā)生泥漿漏失現(xiàn)象；④根據(jù)鉆探工作的施工目的，每一個(gè)鉆孔都需要水敏性地層遇水后發(fā)生膨脹現(xiàn)象，導(dǎo)致鉆孔縮徑、卡針對(duì)地層進(jìn)行鉆具組合優(yōu)化設(shè)計(jì)【31。一般來(lái)說(shuō)，第四鉆；⑤易溶蝕地層遇水后發(fā)生溶蝕現(xiàn)象，導(dǎo)致鉆孔垮系松散堆積地層經(jīng)常作為一開(kāi)來(lái)設(shè)計(jì)，鉆孔到達(dá)基孔或泥漿漏失。巖時(shí)需要下第

6、1層套管。隨后在繼續(xù)鉆探的過(guò)程中，可能還需再下幾層套管。下套管的合理時(shí)機(jī)要根據(jù)收稿日期：2015—01—09作者簡(jiǎn)介：邵明利(1985一)，男，山東棗莊人，工程師，碩鉆孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面分析，既要順利完成鉆孑L，又要盡士，2010年畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)工程專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)量保證其經(jīng)濟(jì)性。因?yàn)樘坠艿某杀据^高，所以在可能在內(nèi)蒙古煤礦設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司從事露天礦設(shè)計(jì)方的情況下都是需要回收的。為了配合套管尺寸和終面的工作。孔孔徑，還要選擇相應(yīng)的鉆頭尺寸。l墨固露天采礦技術(shù)2015年第6期·37·綜上所述，在鉆孔施工前最好收集到該區(qū)域的巖石的力學(xué)性狀。而對(duì)于溶蝕性地層，泥漿會(huì)溶解巖地層柱狀圖或

7、剖面圖。在深人分析地層結(jié)構(gòu)后，需要石中的部分顆粒，形成新的孔隙或延伸原有裂隙，降合理設(shè)計(jì)鉆孔結(jié)構(gòu)和優(yōu)化鉆具組合。做好以上技術(shù)低巖石的強(qiáng)度。工作，才能在整體上保障鉆孔的順利施工。5)泥皮。泥皮的質(zhì)量直接影響到泥漿的失水量2．2泥漿選擇和護(hù)壁效果。泥漿之所以在專(zhuān)業(yè)上被稱(chēng)作“液體套根據(jù)地層的巖性特征、結(jié)構(gòu)特征及選用的鉆具管”，就是因?yàn)槟嗥さ淖o(hù)壁效果。優(yōu)質(zhì)的泥漿往往能特征，技術(shù)人員可以選擇合適的泥漿體系。泥漿的性在孔壁上形成一層滲透性差、韌性強(qiáng)的泥皮。