碎软煤层定向钻进技术：提高钻孔效率与成孔率的新突破

"碎软煤层定向钻进技术研究与应用" 在煤炭开采中，碎软煤层的瓦斯治理是一项重要的安全任务。针对碎软煤层定向钻孔存在的问题，如深度浅、施工效率低下以及频繁发生的钻孔事故，本文介绍了一种基于无线随钻测量系统的复合定向钻进技术。这项技术旨在提高钻孔的深度和施工效率，同时减少事故的发生。 钻进装备系统通常包括钻机、钻具、泥浆泵和无线随钻测量系统等组成部分。无线随钻测量系统通过泥浆脉冲信号传递数据，实时监测钻孔轨迹，其工作原理是利用钻井液（通常是清水）作为传输介质，将钻头位置和倾斜角度等信息编码成压力变化，通过钻孔传递到地面接收器，从而实现对钻孔方向的精确控制。这种系统的特点在于能实时反馈钻孔信息，提高了钻孔的定向精度和安全性。 在碎软煤层的定向钻进试验中，运用此技术完成了5个本煤层定向钻孔，最深达到324米。与传统的滑动定向钻进技术相比，该技术的综合钻进效率提升了50%以上，钻孔成孔率提高至60%，显著改善了钻孔的质量和稳定性。由于钻孔返渣效果好，减少了钻孔内的积渣问题，降低了钻具卡钻和埋钻的风险，使得钻孔施工更加顺畅，有利于瓦斯抽采的全面覆盖，对于碎软煤层的瓦斯治理具有重要意义。 碎软煤层定向钻进技术的难点主要在于钻孔壁的稳定性。煤层的节理裂隙构造和松软破碎特性容易导致钻孔壁坍塌，而单一的清水介质携带渣石的能力有限，难以有效清除钻孔内的积渣。随着钻孔深度增加，钻孔壁受到的机械扰动和水力侵蚀加剧，形成“渣楔”，增加了钻进阻力和孔内积渣现象。此外，近水平钻孔时，冲洗介质无法形成垂直液柱平衡地层压力，钻孔壁易失稳，进一步增加了钻孔事故的可能性。 为解决这些问题，文中提出的无线随钻测量系统和复合定向钻进技术提供了有效的解决方案。通过实时监控和精确控制钻孔轨迹，可以减少钻孔壁的不稳定性和积渣问题，提高钻孔的成孔率和施工效率，从而更好地服务于碎软煤层的瓦斯抽采治理，确保煤矿的安全开采。