破碎地层取心钻具研究现状及展望

数十年来,国内外专家学者针对破碎地层取心技术做了大量的研究,在提高岩心采取率、增加回次进尺、降低进心阻力、提高机械钻速等方面取得了显著成效。但针对破碎地层岩心频繁卡堵的解决方法研究相对较少,虽然以JamBuster为代表的解堵取心工具,通过增加衬管的方法在一定程度上缓解了岩心卡堵情况、增加了回次进尺,但仍未从根本上解决卡堵问题。本文总结了近年来国内外针对破碎地层取心的研发现状,分析了其中存在的不足,提出了几点发展完善建议。

漏失地层近水平钻孔水力反循环取心试验

基于煤矿井下陷落柱、小断层等地质异常体精确探查对漏失地层近水平孔取心钻进的迫切需要,采用双壁水力反循环连续取心技术进行井下地质异常体探查,分析其技术原理及特点,研制配套的ø89/42 mm双壁取心钻杆和反循环取心钻头,并在某地面矿山进行功能性试验,共施工完成3个近水平取心钻孔,单孔最高取心率为83.6%,最大回次进尺69 m,平均钻进效率为3.61~6.26 m/h。针对漏失地层冲洗液漏失严重的问题,提出双壁取心钻具的结构改进优化方案,采用改进后的取心钻具岩心上返通道返水流量和流速大幅提升,最后指出该套反循环取心施工中出现的钻孔环空排渣及岩心卡堵问题并提出了针对性的解决方案,包括采用正反循环排渣法解决钻孔环空排渣问题和采用中心通道打水解卡方法解决岩心卡堵问题。试验表明:该套双壁取心钻具满足煤矿井下地质异常体探查的施工需要,为煤矿井下地质异常体探查提供新的技术途径。

煤矿井下近水平钻孔反循环取心先导性试验研究

取心钻探是煤矿井下地质异常体精准探查的主要技术手段。为确保反循环连续取心技术能够在煤矿井下顺利开展,进行了地面及井下先导性试验研究,分析了Φ89mm/42mm反循环取心钻具在近水平钻孔施工过程中取心效果、卡堵情况及地层适应性,总结了一套适用于近水平钻孔反循环取心施工的钻进工艺参数、施工过程中岩心卡堵的判别方法及相应的解卡方案,指出了该套反循环取心钻具在施工过程中出现的问题及原因,并有针对性的提出了改进措施,指出其应用于煤矿井下可能预见的其他问题并给出相关建议,为煤矿井下近水平钻孔水力反循环取心技术的开展提供参考。