浅谈随钻测斜纠偏技术在横山堡矿井冻结孔施工中的应用

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1、浅谈随钻测斜纠偏技术在横山堡矿井冻结孔施工中的应用：文章通过随钻测斜纠偏技术在横山堡矿井冻结孔施工中的应用实例，在采用随钻测斜纠偏技术后，冻结孔施工的速度及质量有了很大的提高，在节约了施工成本的同时，取得了良好的经济效益及社会效益。　　关键词：冻结造孔；随钻测斜；纠偏技术　　：TU74：：　　　　横山堡煤矿隶属新汶矿业集团内蒙古能源有限责任公司，位于内蒙古鄂尔多斯市鄂托克前旗上海庙镇。井田南北长约5.9Km，东西宽约2.8Km，面积为9.15K㎡。　　横山堡煤矿副井采用冻结施工，井筒冻结段深度为398m，钻孔个数

2、60个.其中主冻结孔为梅花孔布置300m/20个、398m/20个,开孔间距1.26m。质量要求为：①表土段0～250m靶域半径≤400mm；②岩石段250～398m靶域半径≤800mm；③表土段孔间距0～250m≤2000mm；④岩石段250～398m孔间距≤3200mm。　　根据横山堡矿井井筒副井检查孔揭露的地质情况显示：地层自上而下有第四系、新近系、石炭系，其中第四系：深度34.0m，岩性为松散的砂土层。新近系：深度248.95m，厚度为214.95m，岩性主要为松散及半固结的砂质粘土，下部有砾石层5层：深

3、度190.35～194.75m、深度202.2～203.7m、深度218.55～219.9m、深度228.15～232.55m，在底部有厚砾石层深度233.4～248.95m。石炭系太原组：深度354.85m包括（基岩风氧化带深度275.1m，厚度26.15m）。石炭系土坡组：深度674.45m，厚度319.6米以粉砂岩为主，含少量植物化石，致密、脆硬。　　在冻结造孔施工过程中发现，基岩风氧化带以上地层，钻孔施工进尺速度快，（一个满班进尺在100～150m左右）钻孔的偏斜容易控制，其偏值能够控制在2‰的范围内，使

4、用螺杆定向纠偏效果好，易处理，钻具的稳斜效果也很理想。但是在进入250米以后，钻孔偏斜明显增加，单根钻杆的钻进偏值增加100mm～200mm。通过钻孔取芯的岩芯分析其主要原因为基岩段岩石倾角大（最大为40°）钻孔的测斜顶角达到80′～150′，岩性坚硬，不利于螺杆纠偏。由于整个井盘的岩石倾角方位不统一，为了保证钻孔的质量，只得增加钻进过程中的测斜次数。以随时掌握钻孔的偏斜参数。而这么大的顶角对钻孔施工来说是非常困难的，螺杆定向纠偏的次数骤增，但是其纠偏效果却很不理想，极大的延长了单孔施工的周期，300m的冻结孔施

5、工在72小时内即可结束，而398m的钻孔则要10～12天，平均每天的进尺不到40m。而有的钻孔偏值超限，顶角过大后，使用螺杆纠偏也无法保证钻孔质量，只得使用水泥浆封孔，待得硬化以后再行处理，这样一来，施工进度无法保证，拖延工期在30天左右，势必严重影响工期。　　为了更好的施工以达到理想的效果，经研究并进行专家论证后决定使用由北京海蓝科技开发有限公司开发的YST系列有线随钻测斜仪对冻结孔进行测斜纠偏。　　YST系列有线随钻测斜仪具有测斜功能，其测斜仪的方向参数测量主要由2根探管、1台接口电源箱、1台司钻显示器、1台

6、计算机、1台打印机、连接电缆和抗压筒、引靴组件、定向减震器、加长杆、上下堵头等来完成，纠偏工具主要由无磁钻具、螺杆钻具组成。其性能参数如下表所示。　　项目名称参数　　井斜INC±0.2°　　方位AZ±1.5°　　工具面TF1(井斜＞10°重力高边)±1.5°　　工具面TF1(井斜≤10°磁性高边)±1.5°　　工作温度范围+6℃~125℃　　预热时间30min　　YST系列有线随钻测斜仪的司钻显示器是测斜仪的终端显示器之一，主要通过其在地面上观察井眼方位和井斜角，同时观察到工具面角，以利于随时调整螺杆钻具弯接头的

7、方位。可以根据所施工冻结孔定向纠偏的参数需要，在地面进行定向钻具钻头的方向修正，消除螺杆钻具纠偏时钻具因反扭矩大而形成的偏差，做到实时监控，并且螺杆钻具纠偏的米数可以控制，不会出现少打（螺杆钻具纠偏米数少而导致纠偏不成功）或者多打（纠偏过量，钻孔偏值反向增加过快）的情况。能极好的控制钻孔的顶角发展，对螺杆纠偏后的正常钻进有很好的促进作用。极大的提高了螺杆定向纠偏的成功率，增加钻机工作效率，其在岩石段的定向纠偏效果尤其显著。以下是在施工7号钻孔（孔深398m）的360～372m时使用螺杆纠偏和375～386m时使用

8、随钻纠偏后的钻孔测斜数据的对比如下表。　　　　　　　　通过这2组数据的对比，我们可以很清楚的发现，使用：文章通过随钻测斜纠偏技术在横山堡矿井冻结孔施工中的应用实例，在采用随钻测斜纠偏技术后，冻结孔施工的速度及质量有了很大的提高，在节约了施工成本的同时，取得了良好的经济效益及社会效益。　　关键词：冻结造孔；随钻测斜；纠偏技术　　：TU74：：　　　　横山堡煤矿隶属新汶矿业集