煤炭工程 ›› 2026, Vol. 58 ›› Issue (6): 104-110.doi: 10.11799/ce202606014
含水碎软煤层气动定向钻进关键技术及工程应用
刘 飞
中煤科工西安研究院(集团)有限公司,陕西 西安 710077
摘要:
为解决碎软煤层气动定向钻进遇局部出水地层时塌孔、卡钻、排渣受阻频发的工程难题,提升复杂含水煤层成孔与瓦斯抽采水平,剖析了出水环境下钻渣运移规律与钻进故障形成机理,研发形成由超前地质探查、多参数监测预警、复合排渣工艺组成的成套气动定向钻进技术体系,优化集成了大功率定向钻机、高压制氮机、气动螺杆钻具等配套关键装备,并在山西华阳二矿开展现场试验。应用该成套技术完成7个定向钻孔施工,全部顺利成孔,最大孔深506m,350m以上钻孔5个,累计进尺3363m;筛管完孔后历经160d瓦斯抽采,管路瓦斯浓度稳定在67%,累计抽采瓦斯56.06m3。试验结果表明:钻孔环空“气-液-固”多相流动态失衡导致的环空排渣效率骤降、气体循环能量损耗,是造成气动定向钻进受阻的主要因素;所构建的“地质探查-风险预警-高效排渣”技术体系及配套装备,可有效降低钻渣黏附与环空堵塞风险,提升成孔质量与瓦斯抽采效果。
中图分类号: