定向鉆進(jìn)技術(shù)在礦井探放水孔中的運(yùn)用

定向鉆進(jìn)技術(shù)具有鉆進(jìn)快、施工精度高等優(yōu)點(diǎn)，是井下高產(chǎn)高效鉆孔施工的主要技術(shù)手段。隨著鉆進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，我國的鉆井精度和鉆井速度顯著提升，在礦井中的應(yīng)用范圍也不斷的擴(kuò)大。定向鉆進(jìn)技術(shù)在水平鉆井和斜向鉆井中有著較強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢，以其鉆井精度和鉆井速度取得了礦井應(yīng)用中的一致好評。在煤礦開采中，凡新開采的礦區(qū)都要進(jìn)行超前探測，對開采區(qū)域應(yīng)用定向鉆進(jìn)技術(shù)做探水和防水工作，因此定向鉆進(jìn)技術(shù)就為礦井探放水提供了重要的技術(shù)保障，對于預(yù)防煤礦開采中的水害有著重要的意義。
　　1 定向鉆進(jìn)概述
　　定向鉆進(jìn)是指在鉆探中借助自然造斜的規(guī)律和人工造斜的方法，為鉆探設(shè)定延伸的軌跡，從而達(dá)到鉆井目標(biāo)的方法，具有鉆探質(zhì)量高、花費(fèi)小、防斜與糾斜率低的優(yōu)勢，因此可以在一定程度上提高鉆探的準(zhǔn)確性，減少任務(wù)工作量。定向鉆進(jìn)技術(shù)主要應(yīng)用于障礙物界外施工、山高陡坡移位開鉆、海上平臺(tái)開鉆、陡峭傾斜礦體碳鉆、復(fù)雜巖層碳鉆等活動(dòng)，礦井的探放水就是典型的定向鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用。
　　2 影響定向鉆進(jìn)的因素
　　2.1 鉆進(jìn)長度
　　定向鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用中，由于鋼桿的強(qiáng)度有限，鋼桿會(huì)隨著鉆井長度延長而出現(xiàn)彎曲或者損壞的現(xiàn)象，并且當(dāng)鉆井的長度越長，鋼桿的柔性愈大，產(chǎn)生的推理就越小，從而導(dǎo)致鉆井出現(xiàn)偏移現(xiàn)象。
　　2.2 傾角大小
　　定向鉆井技術(shù)還受鉆井斜度的影響，當(dāng)鉆井傾角愈大，鉆井所受的阻力越大，推理隨之減小，導(dǎo)致鉆桿發(fā)生向上的彎曲，從而發(fā)生鉆井偏移的現(xiàn)象。
　　3 定向鉆進(jìn)的應(yīng)用
　　3.1 確定鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)
　　定向鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用前應(yīng)該確定鉆機(jī)鉆壓、泵量、泵壓、轉(zhuǎn)速等參數(shù)。定向鉆進(jìn)的過程中，當(dāng)鉆井孔深增加時(shí)，需要適當(dāng)?shù)脑黾铀姐@進(jìn)的壓力。一般鉆孔每增加20m，鉆研表增加200千克，鉆壓表增加2-5MPa。當(dāng)鉆進(jìn)的過程中遇到硬度較大的巖層，應(yīng)該適當(dāng)?shù)恼{(diào)增鉆頭的角度，減低泵量，以便及時(shí)調(diào)整鉆頭的軌跡方向，一般泵量為90 L/min時(shí)泵壓為1 MPa，降低泵量需要根據(jù)鉆頭遇到的巖層軟硬調(diào)整。當(dāng)鉆井的過程中需要改變鉆井軌跡或者軌跡糾偏時(shí)，可以通過調(diào)整轉(zhuǎn)速參數(shù)來實(shí)現(xiàn)。一般轉(zhuǎn)速為100～ 200 r/min，但隨著孔深的增加鉆機(jī)可能會(huì)出現(xiàn)孔跡便宜，此時(shí)可通過提升轉(zhuǎn)速來改變向心力，調(diào)整鉆頭軌跡。
　　3.2 調(diào)整鉆井參數(shù)
　　定向鉆進(jìn)施工中，鉆機(jī)會(huì)受地層、孔深等因素發(fā)生軌跡偏移，此時(shí)應(yīng)該通過調(diào)整相關(guān)參數(shù)來糾正偏移的軌跡，包括增加轉(zhuǎn)速改變向心力、調(diào)節(jié)鉆頭軌跡的角度、選擇組合鉆具等情況，并持續(xù)關(guān)注鉆孔的斜側(cè)工作，及時(shí)糾正偏離的軌跡。
　　3.3 選擇鉆具
　　定向鉆井技術(shù)具有不同的鉆具，鉆孔的施工可以根據(jù)條件的需要選擇合適的鉆具，當(dāng)需要鉆孔上仰時(shí)，需要選擇鉆頭強(qiáng)度較大的鉆具，當(dāng)需要鉆孔保持直鉆時(shí)，鉆具參數(shù)設(shè)置為孔內(nèi)居中的位置，并選擇凹式復(fù)合片鉆頭，當(dāng)鉆孔向下是，需要設(shè)置鉆孔軌跡向下，選擇下部削切力強(qiáng)度較大的鉆頭。
　　4 定向鉆進(jìn)技術(shù)在礦井探放水孔中的實(shí)踐運(yùn)用
　　4.1 施工目的
　　在礦井探放水孔鉆進(jìn)中應(yīng)用定向鉆進(jìn)技術(shù)就是為了做好放水超前探測和礦井的瓦斯抽采，防治礦井挖掘的中出現(xiàn)的瓦斯安全問題和水害。
　　4.2 施工內(nèi)容
　　礦井探放水孔定向鉆井包括設(shè)置礦井煤層的定向孔，探放水孔的深度一般大于300m；設(shè)置一個(gè)頂板定向孔，主孔深大于400m；設(shè)置底板定向孔，主孔深度也大于400m。
　　4.3 施工要求
　　按照施工規(guī)范，技術(shù)人員首先需要確定定向鉆進(jìn)的施工現(xiàn)場，確定采區(qū)和施工煤層。施工煤層煤層厚度范圍0.8～6.7m，平均厚度（4.3±0.7）m，純煤平均厚度（4.0±0.5）m，煤厚變異系數(shù)22.6%，此時(shí)為穩(wěn)定厚煤層。穩(wěn)定厚煤層定向鉆進(jìn)孔設(shè)置為20個(gè)，分支孔60個(gè)，總計(jì)進(jìn)尺8500m。大于300m的頂板梳狀鉆孔10 個(gè)，滿足主孔深度大于400m的兩個(gè)，分別應(yīng)用定向鉆進(jìn)技術(shù)解決了偏向問題，完成了施工預(yù)測的目標(biāo)。
　　5 結(jié)語
　　綜上所述，伴隨定向鉆進(jìn)技術(shù)與裝備的不斷發(fā)展，定向鉆進(jìn)技術(shù)憑借其鉆進(jìn)迅速、施工精度高等特征優(yōu)勢，近年來在礦井下鉆孔施工中得到廣泛推廣。定向鉆井技術(shù)在礦井探訪水孔中的應(yīng)用首先應(yīng)該做好鉆進(jìn)預(yù)測，保證鉆進(jìn)方向準(zhǔn)確，這樣才能保障礦井探放水的準(zhǔn)確性，提早得做好礦井水害預(yù)防工作。礦井探放水工作必須先做到科學(xué)的預(yù)測和探索，探清楚后做好防水工作，按照定向鉆進(jìn)技術(shù)鉆進(jìn)放水孔，有效的排除礦井中的水流量，保障礦井開采的安全。