反井钻机的认识与应用

对反井钻机钻井工艺的认识和应用

摘要：对反井钻井工艺中的准备工作要求、钻机稳装、钻机控偏、导孔防堵以及钻杆换接几个突出问题进行了剖析，并指出相应的预防措施和处理办法。

关键词：反井钻井；钻井工艺；处理方法

煤矿井下进行反井施工作业时，由于利用机械钻井具有成井质量好、速度快、围岩受损小且效率高、劳动强度比较低、更为重要的是职工安全有可靠的保障，完全避免了职工受炮烟和冒顶危险，因而反井钻机在煤矿反井施工作业中得到广泛应用。2015年大河边煤矿成功应用反井钻机施工2个矸石仓。在实际工作中有许多工艺细节需待处理好，方能使钻井工作顺利开展，这些工艺问题有：钻前准备、钻机安装、导孔开孔、钻机控偏、导孔防堵、钻杆换接、扩孔开孔等等，其中钻前准备、钻前安装、钻进控偏与导孔防堵、钻杆换接这5个工艺问题比较突出。

一、钻前准备

1、硐室开凿：根据井的倾角和钻机型号来开凿硐室和浇注硐室底板。硐室底板要求平整，浇注底板时应留地脚螺栓安装孔（二次浇灌），以便钻机安装。为了排出导向孔钻进时排出的岩渣，浇注基础时应浇300×300mm（长）的排水沟，水沟应具有一定坡度，便于排渣。如巷道没有水沟还须

挖一个水窝子安设潜水泵。

2、排渣方式：根据井深确定冲洗液的压力和流量。煤矿井下一般用清水排渣，水压在2Mpa左右，若水压小可以在安设一台液压泵，以保障有足够的水压排出导孔钻进时的岩渣。

二、钻机稳装

1、反井钻机在开钻前，首先必须先将其固定在基础上，钻机调平后，将上支撑用加长杆支设到巷道顶板，防止钻进过程中机身晃动。

2、技术要求及注意事项：选定钻孔地点后，按主机基础图进行施工，该基础必须水平，特别是在基础坑上预留的二次浇灌的上平面水平尤为重要，并要有足够的强度，主机架用8棵地脚螺栓二次浇灌在基础中。螺栓与钻机地脚板的连接必须牢固，基础混凝土厚度不得小于300mm，强度不得低于200#标准强度。对于底板松软围岩，就应当加大基础的面积和厚度，混凝土厚度可以增加到700mm以上。N+1317矸石仓底板为凝灰岩，遇水易软化，混凝土厚度选择为700mm；在钻进过程中基础都有变形现象。

三、钻机控偏

1、钻机偏斜。在钻井工程中，由于各种原因造成已钻孔中心线与钻机主轴线相交或主机偏移而使这两条线相交，这样钻机便产生偏斜，如果在钻进中偏斜率（钻机导向孔中

心线与钻机主轴轴线的斜率）超过允许值，就会产生偏斜，反井钻机在正常情况下和偏斜情况下的工作状态是不一样的。偏斜后要达到正常钻进速度时，所需推拉力及扭矩力大大增加，振动加剧。钻机偏斜有一个明显的特征，换接钻杆时，下卡瓦会上不进去造成换不了钻杆。钻机偏斜会造成钻不到预定地点，造成偏孔。

2、控偏技术。根据实践经验，实施以下措施可以有效的防止钻井偏斜率产生：（1）采取正确有效地稳装。（2）用短钻杆、低轴压、慢钻速开孔，直到第一根稳定钻杆全部进入导孔后，可酌情加大轴压，提高钻速，在钻进深度超过3m 后，再按才能按正常参数钻进。（3）钻机钻杆必须与钻头连接丝拧紧。（4）导向开孔使用导向。（5）在钻进过程中每钻进10m加1根稳定器。（6）在钻进过程中密切注意岩层的变化，在不均质岩层中钻进因低速钻进。（7）钻进时经常检查，及时紧固松动的稳装构件，如果一旦出现超偏斜，必须及时调正。

四、导孔防堵

1、防堵原因：选择的排渣方式的排渣能力不够，水压和流量不够是主要原因。

2、解决办法：钻进速度要与排渣能力相匹配，排渣能力需大于钻进产生的岩屑能力。

五、换接钻杆

1、换接钻杆过程，对钻机操作人员和换钻杆作业人要求很高，要求他们谨慎、相互配合的非常熟练和默契；在换接钻杆过程中经常会出现以下几点困难：（1）钻杆卸不下来，（2）下卡瓦卡不进去。

2、解决办法

（1）钻杆卸不下来；在上钻杆的时候，在钻杆之间加一个用直径6mm的钢筋加工成的钢圈。

（2）下卡瓦上进去；下卡瓦上不进去说明钻机机身不正，需重新调平机身。

六、注意事项：

扩孔要用1MPa的压力水冷却刀盘和刀具，以避免刀具切削岩石时产生火花，并实行先开水，后开钻，先停钻后关水的措施。钻机在安装、调试和维修过程中年，出现液压油泄露时，应立即停止钻机严禁工作，及时处理泄露，当钻进深度超过20m时，每钻完一根钻杆，需停机排渣2min。