定向斜孔鉆探施工技術

摘要:羅元勘探區地層陡，多在60o～80o，施工定向孔可以增大鉆孔遇層角，獲得代表性強的地質資料，有效控制煤層并減少鉆探工程量。

關鍵詞:定向 鉆探 技術

1 使用設備

1.1 北京海藍公司:YST-25型有線隨鉆儀，精度:頂角±0.2°方位±0.5°，工具面±1.5°。

每工作500小時或放置半年以上不使用，均需校驗。

1.2 重慶地質儀器廠:TCH-2000型恒速測井絞車，配1.5KW變頻調速電動機。

1.3 德州石油機械廠:7LZ95單彎螺桿鉆，1°一根，1.5°二根，2°一根，5LZ95單彎螺桿鉆，0.75°一根。

1.4 山東萬達電纜廠:ф5.6單芯承壓電纜1500米。

1.5 ф105無磁鉆鋌:1根9.5m。

1.6 大通經水籠頭:1套。

1.7 ф118造斜牙輪鉆頭:30只。

2 施工對象

羅元勘探區地層陡，多在60°～80°，施工定向孔可以增大鉆孔遇層角，獲得代表性強的地質資料，有效控制煤層并減少鉆探工程量。

3 施工技術

第一步以羅元39-2孔為試驗孔，進鉆時間為2003年12月。該孔設計孔深620米，直孔段285m，斜孔段335m，設計頂角20°，方位角179°。

將該孔孔身結構設計為四開。

一開:為了防止新地層坍塌，拉槽，設計孔徑為ф190，下入ф140護壁套管。

二開:直孔段，孔徑ф118mm。

三開;造斜段，孔徑為ф118mm。設計造斜強度0.3°/m，造斜段長65m。

四開:穩斜取芯段:孔徑為ф94mm。

實際施工中，一開采用ф94mm孔徑取芯鉆進至風化帶下完套基巖后，測井擴孔為ф190mm。擴孔鉆具組合為:ф190mm鉆頭+ф121mm鉆鋌(2根)+ф68mm鉆鋌(4立根)+ф50mm鉆桿。使用“雙聚”護壁鉆進，泥漿比重為1.03～1.07，粘度21～26S，PH值8，含砂量≤4%。

二開:采用ф94mm鉆頭取芯鉆進至290m，擴孔至ф118mm。鉆具組合為:ф118mm鉆頭+ф108mm鉆鋌+ф68mm鉆鋌+ф50mm鉆桿。使用低固相泥漿護壁鉆進，泥漿比重為:1.03～1.05，粘度23～28S，PH值8～9，含砂量≤2%。

三開造斜段:采用ф118mm造斜鉆頭+7LZ95螺桿鉆+ф105mm無磁鉆鋌+ф73mm鉆桿的鉆具組合，使用低固相潤滑泥漿護壁鉆進48m。使用螺桿鉆彎度為1.5°和1°兩種，平均造斜率0.42°/m。鉆進參數為:轉速165r/min，泵量700L/min，鉆壓1500～2000Kg泵壓6～7Mpa，造斜終止深度338m，頂角20°，方位角177°。

四開:穩斜取芯段，采用ф94mm孔徑取芯鉆進，鉆具組合為ф94mm鉆頭+ф89mm巖芯段管+ф68mm鉆鋌+ф50mm鉆桿。使用低固相潤滑泥漿護壁鉆進。泥漿比重1.03～1.05，粘度23～28S，PH值8～9，含砂量≤2%。使用鉆進參數:壓力表顯示鉆壓1.2～2T，轉速120～150r/min。泵量150L/min。

鉆進過程中，為減少起下鉆次數，增加鉆進時間，提高回次進盡，我們采用了ф89mm×8厚皮巖芯管，同時采用了以下的技術措施:

3.1 為了減少鉆具磨損，堅持使用優質低固相潤滑泥漿:

3.2 起下鉆具，一穩二慢，以防止巖芯脫落和孔壁拉槽;

3.3 當出現巖芯脫落時，采取巖芯管追至孔底，嚴禁使用無芯鉆頭掃孔;

3.4 使用卡簧卡取巖芯， 防止巖芯脫落;

3.5 經常檢查鉆具，發現鉆鋌接頭磨損增大，立即更煥;

3.6 根據鉆具磨損情況，采取上下倒換，發現鉆具磨損超限，立即淘汰。

在該孔穩斜取芯鉆進過程中，總計起下鉆具141回次，未發出現異常情況，順利施工至終孔，終孔測井:頂角21°。方位角185°。

第一個試驗孔結束后，我隊組織了四臺鉆機于2004年2月進入羅元地區定向施工。目前定向鉆孔施工9個孔，已完工6個孔，獲得了該地區螺桿鉆造斜鉆進的技術參數指標:

已完工的6個孔全部中靶，中靶精度和其它質量指標均達到地質要求，6個定向鉆孔驗收為特級孔。

4 定向技術在潘北地面預注漿“S”孔的應用

潘北煤礦地面預注漿“S”孔，設計孔深712米，井身結構為:

一開:405米，孔徑ф215mm，下入ф178mm護壁套管;

二開:405-415米直孔段，孔徑ф130mm;

三開:415-520米造斜段，孔徑ф130mm，鉆孔平移14米，靶域為直徑ф4m的圓，設計造斜率0.25-0.3°/m;

四開:520-712米，直孔段，孔徑ф130mm。定向造斜段設計為:造斜率0.3o/m，頂角13～15°，采用先增斜后降斜的施工方法進入預定靶域。

施工中，使用我隊新購進的YST-25型隨鉆定向儀進行定向施工。鉆具組合為:ф130mm鉆頭+7LZ95螺桿鉆+ф105mm無磁鉆鋌+ф73mm鉆桿;使用螺桿鉆為1°，1.5°和2°三種。

鉆進參數:鉆壓1.2-2T，轉速165r/min，泵量600L/min，泵壓4-5mPa。

在該地區，1o螺桿鉆造斜強度為0.2-0.25°/m，1.5°螺桿鉆為0.25-0.45°/m，2°螺桿鉆為0.3-0.5°/m。

潘北煤礦5個“S”孔均已中靶，達到設計要求。