煤田地质钻探中的常见问题与对策分析

煤田地质钻探中的常见问题与对策分析

贺建雄

国能神东煤炭地测公司 内蒙古 鄂尔多斯 017209

摘要：合理挖掘和利用煤炭资源，对促进我国经济平稳增长，扮演着至关重要的角色。要保证煤炭开发的数量符合预定的目标，就必须对钻探技术进行实质性的提升，确保其能够适应各种不同地形的挑战。如今，煤炭产业成了推动经济向前发展的关键支柱。伴随着居民生活质量的逐步提高，对煤炭资源的需求也日益上升。本文将针对煤炭地质勘查过程中，遇到的普遍问题及解决策略进行仔细分析，以供参考。

关键词：煤田；地质钻探；使用

1. 煤田地质钻探中的常见问题
   1. 护壁方面的技术问题分析

在煤矿区域勘探过程中，主要遇到两类地质结构：沉积岩层和水敏性层。沉积岩层因地质构造较复杂，常见的问题包括应力分布不均导致的地层重压增大，这可能会引起钻探过程中的孔壁坍塌或岩石脱落。对于水敏性层而言，其本身较为脆弱，在钻头操作和循环冲洗液的影响下，容易引起孔壁脱落。尤其是当这些层含有较高泥土成分时，在钻探作业中很容易遇到孔壁由于吸水而膨胀，继而导致孔壁脱落或孔径缩小的问题。因此，如何维持钻探过程中孔壁的稳定性，成为了煤田地质勘查技术面临的一个重大挑战。

1.2安全方面的技术问题分析

在进行任何工作时，安全保障是不可或缺的一环。特别是在煤田地质钻探领域，安全隐患居于技术问题的首位。钻探活动中孔内事故频发，其原因多样，其中人为错误占据了大部分。这通常是因为施工人员难以完全遵守技术规范，或者在面对现场具体情况时，不能灵活调整操作方法，导致了如钻具断裂、钻头脱落、岩心被卡压或异物进入钻孔等一系列事故。这些事故大多是操作不当引起的。

自然条件也是造成钻探事故的一个因素，岩层的自然特性和变化往往难以准确预测，这增加了事故预防的难度。因此，为了降低安全风险，钻探作业中应当尽最大努力减少这类孔内事故的发生，避免可能的安全问题。重视和加强这方面的管理是非常必要的。

1.3设备方面的技术问题分析

煤田地质钻探不仅依靠尖端技术，还需倚重质量上乘的设备。然而，根据目前的情况，工作中使用的设备往往不能满足实际要求。此外，日常操作中对设备进行升级和维护的重视程度不够，使得设备性能未能充分发挥，从而对煤田地质钻探的效果产生不利影响。
2.煤田地质钻探的优化途径

2.1护壁问题的应对方法

在煤田地质钻探活动中，加强护壁工作至关重要，这涉及到了保障钻探孔壁稳定性的综合措施。为了有效促进护壁工作，核心步骤之一包括向地层精确注入适当量的泥浆。通过这种方式，孔壁表面可以形成一层致密的“水泥皮”，它对粘土的吸水膨胀属性起着有效控制作用。此举不仅严格限制了泥浆的失水量，而且明显降低了井壁坍塌事故的风险[1]。

泥浆的选择在此过程中十分关键，特别是那些具有较低相对密度和较高粘度的水泥浆。它们在钻孔内形成的液柱压力，有助于抵抗地层压力，确保稳定性。由于水分含量较低，那些对水敏感的地层难以从泥浆中吸收足够的水分进行水化膨胀，从而有效避免了孔壁的坍塌。此外，这种特殊水泥浆的高切力和低流动性，使得它流入裂隙时遇到更大的阻力，减缓了流速，并在没有钻具搅动的情况下，更易于形成网状结构增强裂隙内的阻力。

由于这种阻力的增大和流速的减缓，水泥浆能够在裂隙中缓缓深入，随着其进一步进入裂隙，所遭遇的阻力和粘度也随之增加。当水泥浆在裂隙内所受到的液柱压力与其遇到的阻力达到平衡时，流动会停止，达到了封堵漏洞的目的。如此一来，不仅极大地提升了钻探作业的安全性，还保证了作业效率和质量，是煤田地质钻探技术中不可或缺的一个环节[2]。

2.2安全问题的应对方法

在煤田地质钻探的安全管理领域，提升钻探人员的安全教育和技能培训是至关重要的。这不仅涉及到增强作业人员的安全意识，还包括在施工过程中严格遵循钻探规程，以有效地控制并预防各种潜在的孔内危险。第一，打捞措施。在面对钻具断裂或者丢失的情况时，通过使用专门的失锥工具进行打捞，可以有效地恢复或替换损坏的钻具，从而及时处理断裂事故[3]。第二，提升。对于卡钻、埋钻或是夹击等事故，通过使用提升工具，可以有效地将钻具从困境中解救出来，避免了进一步的设备损失或是作业延误。第三，串动措施。当孔内发生掉块或其他导致钻具受挤的事故时，通过反复提升和降低钻具，可减缓或消除挤压，维持孔内正常状态。第四，扫除。钻具在某区域的活动受限时，通过反复摆动、清扫并提升钻具，可以有效地清理阻碍物，保证钻探作业的顺利进行。第五，冲洗。在处理埋钻情况时，通过使用冲洗液循环冲洗，可以有效地排除孔内障碍，确保钻探工作的持续性和效率。第六，敲打。面对钻具周围的挤夹情况较为浅显时，通过敲打手段减少周边的挤压力，使钻具产生振动，从而达到松动被困钻具的效果。以上细化的操作方法，不仅可以减少事故发生的几率，还能够在事故发生时迅速采取有效措施，避免事态扩大，保护人员和设备的安全。

2.3设备问题的应对方法

在当前的设备使用过程中，我们面临着多种挑战，这些挑战若不解决，会严重影响设备在煤田地质钻探中的性能和效率。为了确保设备能够在这一关键工作中发挥最大作用，必须采取一系列措施对其进行优化和更新。首先，需要对现有设备进行彻底的检讨，目标是识别出那些能耗过高的机器。这些低效机器不仅增加了运营成本，而且对环境造成了不必要的负担。因此，淘汰这些机器并置换成高效节能的设备变得尤为重要。选择这类设备不仅能降低能源消耗，还能减少对环境的影响，与当前全球加强环保的趋势相吻合。其次，不仅要在设备选择上下功夫，日常的保养和维护也同等重要。良好的保养维护不仅能延长设备的使用寿命，还能保证其在高强度工作条件下的性能稳定。这意味着定期检查设备的运行状况，及时更换磨损零件，以及采用先进的技术提升设备的整体性能，都是提高钻探效率，减少故障率的关键因素。

结语:煤田地质钻探是一项技术要求极高的工作，其专业性和复杂性要求工作人员不仅要具备深厚的理论知识，还要有丰富的实践经验。在日复一日的钻探操作中，无可避免地会遇到各种各样的技术难题。面对这些问题，施工人员不能视而不见，更不能采取治标不治本的应对措施。相反，而是必须采取积极的态度，通过系统地分析和总结这些问题，找出根本原因，进而采取有效的解决方案。

参考文献：

[1]翟锋锋,雷跃,卿家兵.煤田地质钻探中钻孔漏失及堵漏问题分析[J].中国石油和化工标准与质量,2021,41(24):141-142.

[2]席静文.关于加强煤田地质钻探过程质量控制的探讨[J].内蒙古煤炭经济,2021,(20):181-183.

[3]周子忠.煤田地质钻探中设备的维护与保养[J].内蒙古煤炭经济,2021,(10):193-194.