露天煤矿松散地层钻孔护壁技术研究.pdf

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1、·36·露天采矿技术2015年第6期DOh10．13235~．cnki．hcm．2015．06．012露天煤矿松散地层钻孔护壁技术研究邵明利，陈秀荣(内蒙古煤矿设计研究院有限责任公司，内蒙古呼和浩特，010010)摘要：针对露天煤矿松散地层的特性，提出了一系列钻孔护壁技术方案。这些方案来源于实验室内模拟，并大都在工程实践中得以应用，并取得了良好的效果。对大部分露天矿松散地层的钻探工作具有一定的指导意义。关键词：露天煤矿；松散地层；钻孔；护壁中图分类号：TD231文献标志码：B文章编号：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松散地层钻孔稳定性分析总之，钻孔稳定问题是非常复杂的，是多种因素综合作用的结果。由于松散地层的特殊性，可能会同在钻探

4、施工过程中，钻孔的形成破坏了地层原时发生多种钻孔事故，必须引起钻探技术人员的高地应力的平衡状态，引起井壁围岩应力重新分布，进度重视。而导致井周应力集中。井壁围岩应力受到以下因素的影响：原地应力状态、井内泥浆液柱压力、地层孔2钻孔护壁技术研究隙压力、岩石特性和井眼几何形状等。伴随着这些因钻孔稳定性影响因素很多，且相互之间的作用素的变化，井周围岩应力状态也在不断地变化。当围相当复杂。虽然地层岩石的性质及地应力的存在是岩应力大于岩石强度时，井壁围岩就可能发生坍塌客观事实，不可改变。但施工中可以从钻探工艺方面崩落、缩径或地层破裂等失稳问题【1]。采取措施防止钻孔失稳，包括采用合理的钻具组合、松

5、散地层的钻孔稳定性问题主要有以下几种：结合地层选择泥浆、规范的机械操作等[21。如果钻井①钻探施工中的机械震动、摩擦等导致钻孔发工艺方面采取的措施不当，将会导致孔内复杂情况生掉块、垮塌现象；②钻探过程中起、下钻发生的压的发生和发展。力激动作用导致钻孔发生垮塌现象；③钻井液循环2．1钻具组合优化压力导致地层孔隙增大，钻孔发生泥浆漏失现象；④根据钻探工作的施工目的，每一个钻孔都需要水敏性地层遇水后发生膨胀现象，导致钻孔缩径、卡针对地层进行钻具组合优化设计【31。一般来说，第四钻；⑤易溶蚀地层遇水后发生溶蚀现象，导致钻孔垮系松散堆积地层经常作为一开来设计，钻孔到达基孔或泥浆漏失。岩时需要下第

6、1层套管。随后在继续钻探的过程中，可能还需再下几层套管。下套管的合理时机要根据收稿日期：2015—01—09作者简介：邵明利(1985一)，男，山东枣庄人，工程师，硕钻孔结构进行全面分析，既要顺利完成钻孑L，又要尽士，2010年毕业于中国地质大学(武汉)地质工程专业，现量保证其经济性。因为套管的成本较高，所以在可能在内蒙古煤矿设计研究院有限责任公司从事露天矿设计方的情况下都是需要回收的。为了配合套管尺寸和终面的工作。孔孔径，还要选择相应的钻头尺寸。l墨固露天采矿技术2015年第6期·37·综上所述，在钻孔施工前最好收集到该区域的岩石的力学性状。而对于溶蚀性地层，泥浆会溶解岩地层柱状图或

7、剖面图。在深人分析地层结构后，需要石中的部分颗粒，形成新的孔隙或延伸原有裂隙，降合理设计钻孔结构和优化钻具组合。做好以上技术低岩石的强度。工作，才能在整体上保障钻孔的顺利施工。5)泥皮。泥皮的质量直接影响到泥浆的失水量2．2泥浆选择和护壁效果。泥浆之所以在专业上被称作“液体套根据地层的岩性特征、结构特征及选用的钻具管”，就是因为泥皮的护壁效果。优质的泥浆往往能特征，技术人员可以选择合适的泥浆体系。泥浆的性在孔壁上形成一层渗透性差、韧性强的泥皮。