高位定向长钻孔水力输送对接筛管护孔技术研究 被引量：2

1

作者 张金宝 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期255-264,共10页

保障高位定向长钻孔在工作面回采过程中的稳定抽采是实现“以孔代巷”的前提,而采用筛管完孔是维持钻孔稳定的有效护孔措施。为了实现高位定向长钻孔全孔段筛管护孔的工程应用,开发了钻孔内水力输送分组筛管自主对接完孔工艺技术,配套... 保障高位定向长钻孔在工作面回采过程中的稳定抽采是实现“以孔代巷”的前提,而采用筛管完孔是维持钻孔稳定的有效护孔措施。为了实现高位定向长钻孔全孔段筛管护孔的工程应用,开发了钻孔内水力输送分组筛管自主对接完孔工艺技术,配套研制了ø95 mm筛管悬挂装置、ø95 mm玻璃钢筛管、ø100 mm封堵短节、ø140 mm钻头通水堵头以及ø95 mm分组筛管对接装置,并在皖北矿区两个煤矿的不同工作面顶板高位钻孔进行了水力输送分组筛管完孔现场试验。试验结果表明:玻璃钢筛管质量轻推送阻力小,可在倾角17°~26°的钻孔内人工连接长100 mø95 mm玻璃钢分组筛管,分组筛管输送过程中水压为1.0~1.5 MPa,输送到位时水压降为0.5 MPa以下,在泵量200~390 L/min下,分组筛管水力平均输送速度可达150~260 m/min,试验期间分组筛管输送到位时泵压变化明显,前后两组筛管对接可靠,可有效实现到位报信,成功实现ø153 mm高位定向钻孔内ø95 mm筛管的全孔段护孔,2个钻孔的筛管水力输送试验深度分别达到501、522 m,工作面回采120 d累计抽采瓦斯纯量分别为139945、176139 m^(3)。钻孔内水力输送对接筛管护孔技术为高位定向长钻孔全孔段大直径筛管护孔提供了可实现的技术解决方案,有助于保障高位定向长钻孔的瓦斯抽采效果,为煤矿井下“以孔代巷”的瓦斯治理模式革新提供技术支撑。 展开更多

关键词 高位定向钻孔 筛管护孔 水力输送 以孔代巷 瓦斯抽采

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采空区瓦斯抽采高位钻孔施工技术及发展趋势 被引量：124

2

作者 孙荣军 李泉新 +1 位作者 方俊 许超 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第1期94-99,213,共7页

为了解决采用专用巷道和埋管法抽采工作面采空区瓦斯存在的施工成本高、效率低等问题,基于顶板高位钻孔抽采采空区和上隅角瓦斯抽采技术原理,提出由预抽钻孔和高位钻孔构建的煤与瓦斯共采体系,分析了现有回转钻进技术和滑动定向钻进技... 为了解决采用专用巷道和埋管法抽采工作面采空区瓦斯存在的施工成本高、效率低等问题,基于顶板高位钻孔抽采采空区和上隅角瓦斯抽采技术原理,提出由预抽钻孔和高位钻孔构建的煤与瓦斯共采体系,分析了现有回转钻进技术和滑动定向钻进技术施工高位钻孔的优点和不足,介绍了最新开发的复合定向及大直径回转扩孔钻进技术方法与试验应用情况,高位定向钻孔成孔深度达到1 026 m,成孔直径达到153 mm;同时针对当前高位定向钻孔存在的一次成孔直径小、二次回转扩孔速度慢、裸孔完孔易堵塞瓦斯抽采通道等问题,提出大直径一次成孔技术、复合扩孔钻进技术和筛管完孔技术的发展趋势,以进一步提高高位定向钻孔的一次成孔直径、钻进效率、钻孔深度和钻孔利用时间,降低施工风险,提高高位钻孔经济性和瓦斯抽采效果。 展开更多

关键词 采空区瓦斯抽采 高位钻孔 复合定向钻进 大直径一次成孔 复合扩孔 筛管完孔技术

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新型瓦斯抽采钻孔设备及下放筛管技术研究 被引量：13

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作者 郭昆明 肖丽辉 +1 位作者 冯大钧 李克松 《煤炭工程》 北大核心 2014年第1期50-52,55,共4页

针对突出松软煤层区域治理中暴露的本煤层钻孔钻进难、塌孔、抽采周期短、抽采浓度衰减快这一瓶颈问题，课题组研发了一套新型的钻进工艺及设备，并与河南煤层气开发与利用公司合作，在平煤十矿进行现场试验，通过与传统钻孔工艺对比，... 针对突出松软煤层区域治理中暴露的本煤层钻孔钻进难、塌孔、抽采周期短、抽采浓度衰减快这一瓶颈问题，课题组研发了一套新型的钻进工艺及设备，并与河南煤层气开发与利用公司合作，在平煤十矿进行现场试验，通过与传统钻孔工艺对比，新型工艺具有成孔率高（成孔率可达100％）、筛管下放率高（可达98％以上）、操作方便快捷、节省成本、减小劳动强度等特点，提高了瓦斯的抽采浓度和抽采周期（浓度提高3～4倍，日平均抽采量提高8倍以上），实现了煤矿的安全生产，具有良好的经济效益。 展开更多

关键词 新型工艺 松软煤层 成孔率 下放筛管 瓦斯浓度

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松软煤层瓦斯抽采钻孔不提钻下入筛管技术 被引量：22

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作者 陈功胜 高艳忠 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第5期592-596,共5页

针对在松软煤层中成孔后孔壁易坍塌,造成瓦斯抽采通道堵塞的问题,通过分析钻孔的护壁方法,提出将不提钻筛管下入技术应用于松软煤层瓦斯抽采钻孔护壁中,并研制出配套的钻头、钻杆、孔底悬挂装置等设备,对PVC筛管的结构进行了设计,最后... 针对在松软煤层中成孔后孔壁易坍塌,造成瓦斯抽采通道堵塞的问题,通过分析钻孔的护壁方法,提出将不提钻筛管下入技术应用于松软煤层瓦斯抽采钻孔护壁中,并研制出配套的钻头、钻杆、孔底悬挂装置等设备,对PVC筛管的结构进行了设计,最后通过井下工业性试验,证明在松软煤层瓦斯抽采钻孔护壁中应用不提钻筛管下入技术工艺先进和技术可靠,与提钻后裸孔下筛管相比,该技术可以缩短钻孔下筛管时间,提高钻孔筛管下入率和抽采效果. 展开更多

关键词 瓦斯抽采 通道堵塞 护壁方法 工业性试验 松软煤层 不提钻技术 筛管 钻头

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基于松软煤层不提钻筛管下入技术的瓦斯抽采 被引量：12

5

作者 高艳忠 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第9期115-118,共4页

针对在松软煤层中成孔后孔壁易坍塌,造成瓦斯抽采通道堵塞的问题,分析了现有钻孔护壁方法存在的不足,提出不提钻筛管下入技术应用于松软煤层瓦斯抽采钻孔护壁中,并研制出配套的钻头、钻杆、孔底悬挂装置等设备,对PVC筛管的孔隙结构进行... 针对在松软煤层中成孔后孔壁易坍塌,造成瓦斯抽采通道堵塞的问题,分析了现有钻孔护壁方法存在的不足,提出不提钻筛管下入技术应用于松软煤层瓦斯抽采钻孔护壁中,并研制出配套的钻头、钻杆、孔底悬挂装置等设备,对PVC筛管的孔隙结构进行优化设计。井下工业性试验验证了不提钻筛管下入技术在松软煤层瓦斯抽采钻孔护壁应用中的先进性和可靠性,并与提钻后裸孔下入筛管相比,该技术可以缩短钻孔下入筛管时间4~5 h,提高了钻孔筛管下入率28%~38%和抽采纯量50%。 展开更多

关键词 松软煤层 不提钻筛管下入技术 瓦斯抽采 钻头

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煤矿井下筛管完孔技术在穿层孔中的应用 被引量：4

6

作者 王力 《煤炭工程》 北大核心 2022年第2期78-82,共5页

针对煤矿井下筛管完孔技术在穿层孔完孔中应用时存在的悬挂可靠性差、全孔下入筛管成本高等问题,研究了穿层孔筛管悬挂装置的最优卡爪长度,优选了配套钻头,并在淮北芦岭煤矿进行了现场应用。应用结果表明:当悬挂装置卡爪长度95mm时,在常... 针对煤矿井下筛管完孔技术在穿层孔完孔中应用时存在的悬挂可靠性差、全孔下入筛管成本高等问题,研究了穿层孔筛管悬挂装置的最优卡爪长度,优选了配套钻头,并在淮北芦岭煤矿进行了现场应用。应用结果表明:当悬挂装置卡爪长度95mm时,在常用?103mm孔径的大倾角穿层孔中悬挂可靠,三翼开闭式钻头岩层钻进效率高,中心翼片打开可靠。在相同抽采条件下,施工的70个筛管完孔穿层钻孔比同样数量的裸眼完孔穿层孔瓦斯抽采浓度提高26%,抽采流量提高78%,在9个月的抽采效果考察周期的后期,抽采流量平均增幅还提高了25%,提出了穿层孔煤孔段筛管下入方法,设计了可脱式定位接头,完善了煤矿井下穿层孔筛管完孔技术,为穿层孔煤孔段定位筛管完孔提供了技术思路。 展开更多

关键词 煤矿井下 筛管完孔 穿层孔 煤孔段 可脱式定位接头

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煤层气储层伤害机理与水平井双层管柱筛管完井技术 被引量：10

7

作者 鲜保安 张龙 +6 位作者 哈尔恒·吐尔松 喻鹏 王凯 张亚飞 张洋 王三帅 李宗源 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期122-129,共8页

煤储层具有高吸附性、低渗透性、易压缩与易破碎的特征,煤层气水平井钻完井过程中常常造成煤储层伤害,导致煤层渗透率和单井煤层气产量大幅度降低。通过实验分析,揭示水平井钻完井液中的固相颗粒、流体流动诱导产生的固相成分对煤储层... 煤储层具有高吸附性、低渗透性、易压缩与易破碎的特征,煤层气水平井钻完井过程中常常造成煤储层伤害,导致煤层渗透率和单井煤层气产量大幅度降低。通过实验分析,揭示水平井钻完井液中的固相颗粒、流体流动诱导产生的固相成分对煤储层微裂隙堵塞成因,阐明煤层气水平井钻完井中储层伤害的机理。在此基础上,提出水平井双层管柱筛管完井技术,分析其减轻煤储层伤害的机理,即通过冲管水力冲击作用消除水平井壁钻井液泥饼,清除井壁附近堵塞微裂隙煤粉,并在近井地带产生应力增渗作用。相对于煤层气常规的多分支水平井及分段压裂水平井,水平井双层管柱筛管完井的稳定日产气量、稳产周期均大幅提升。该技术在沁水盆地南部部分区域推广应用显示,3号煤层气井平均日产气量提升到20000 m^(3),同时实现15号煤层气的开发突破,平均日产气量提升到10000 m^(3)以上。研究成果对于降低煤层气水平井钻完井过程中的储层伤害,提高煤层气井产量具有重要的理论和实践意义。 展开更多

关键词 煤层气水平井 储层伤害机理 双层管柱筛管 完井技术 钻完井液

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煤层气T型水平井柔性筛管泵送下入技术研究 被引量：12

8

作者 毕延森 鲜保安 高德利 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期170-175,共6页

为了解决煤层气T型水平井常规管柱无法下入的问题,实现T型水平井筛管完井及洗井作业,探讨煤层气T形水平井柔性筛管泵送下入技术可行性,重点研究煤层气T型水平井柔性筛管泵送下入工艺技术机理。基于井下管柱活塞原理及管柱力学模型,提出... 为了解决煤层气T型水平井常规管柱无法下入的问题,实现T型水平井筛管完井及洗井作业,探讨煤层气T形水平井柔性筛管泵送下入技术可行性,重点研究煤层气T型水平井柔性筛管泵送下入工艺技术机理。基于井下管柱活塞原理及管柱力学模型,提出柔性管柱双层结构设计,形成煤层气T型水平井柔性筛管泵送下入技术。基于煤层气T型水平井管柱力学及井身结构特征优选柔性管柱,结合煤粉控制机理及排采原理对柔性筛管进行参数设计,并采用平板外载荷试验测试柔性筛管抵抗外载荷强度。国际上首次完成煤层气T型水平井柔性管柱下入专用工具及工艺流程设计,形成完整的柔性筛管完井管柱泵送下入技术。研究结果表明:直径112 mm井眼在曲率半径1.8 m的情况下,采用柔性筛管泵送下入技术,可以下入外径63 mm的柔性筛管,双层柔性管柱在下入过程中保持拉伸状态,不发生螺旋弯曲,筛管本体不发生塑性变形,解决煤层气T型水平井筛管下入难题。通过专用泵送下入工具及双层管柱结构可实现筛管下入及洗井作业一体化,消除钻井液对储层的伤害,提高单井产能。 展开更多

关键词 煤层气 T型水平井 柔性筛管 泵送下入工艺 完井工艺

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超短半径水平井液压驱动非金属完井筛管下入长度计算 被引量：5

9

作者 毕延森 鲜保安 +1 位作者 石小磊 高德利 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期818-827,共10页

针对超短半径水平井完井筛管下入过程中摩阻限制了完井筛管下入长度的问题,提出了超短半径水平井液压驱动完井管柱下入技术,设计了由内到外依次为导向管、液压驱动管、非金属完井筛管的完井管柱结构,完成了配套工具设计,建立了管柱力学... 针对超短半径水平井完井筛管下入过程中摩阻限制了完井筛管下入长度的问题,提出了超短半径水平井液压驱动完井管柱下入技术,设计了由内到外依次为导向管、液压驱动管、非金属完井筛管的完井管柱结构,完成了配套工具设计,建立了管柱力学-液压耦合模型。基于某深层煤层气超短半径水平井井身结构数据,应用管柱力学-液压耦合模型进行了数值计算,结果表明相同条件下液压驱动完井管柱下入长度为常规技术完井管柱下入长度的17倍。对数值计算结果进行了多因素正交分析,结果表明完井管柱结构和非金属复合连续筛管与井筒间摩擦系数是对液压驱动完井管柱下入长度影响最大的两个因素。优选了两种适用于不同条件的超短半径水平井液压驱动完井管柱结构,最大下入长度分别为381,655 m。研究结果可为超短半径水平井液压驱动非金属复合连续筛管完井技术提供理论支持。 展开更多

关键词 超短半径水平井 筛管完井 液压驱动 非金属复合连续筛管 下入长度

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碎软煤层双管定向钻具自动加卸系统关键技术与应用 被引量：3

10

作者 李坤 TING Ren 姚亚峰 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期179-186,共8页

为提高双管定向钻进钻孔施工时钻具加装和拆卸的自动化水平,提高装卸效率,开发一种双管自动加卸装置,实现不同工况下钻具的全自动装卸,解决双管定向钻进过程中钻杆和套管的同时加装和拆卸的技术难题,完成装置结构和控制系统的设计,运用... 为提高双管定向钻进钻孔施工时钻具加装和拆卸的自动化水平,提高装卸效率,开发一种双管自动加卸装置,实现不同工况下钻具的全自动装卸,解决双管定向钻进过程中钻杆和套管的同时加装和拆卸的技术难题,完成装置结构和控制系统的设计,运用末端柔顺技术,限制施工过程中装置承受的载荷,明确控制程序关键边界条件,制定不同工况下钻具自动装卸施工工艺流程。在安徽淮北矿业祁南煤矿展开工业性试验,试验顺利完成4个钻孔的施工,共进尺1170 m。试验过程中双管自动加卸装置运行平稳,能够满足不同工况下钻具组合的加装和拆卸需求。将原本需要2~3人密切配合才能完成的钻具组合自动装卸工作,变为依靠程序控制自动完成,钻杆和套管同时装卸和单独装卸平均效率较人工装卸分别提高了350%和110%,保证了双管定向钻进综合施工效率,减少了作业工人数量,降低了工人劳动强度,保障了施工安全。试验结果表明:双管自动加卸装置运行稳定可靠,施工工艺流程合理,装置各项性能满足双管定向钻进需求。研究成果为双管定向钻孔施工钻具的自动装卸提供了技术和装备支撑,为双管定向钻进技术在煤层气开采相关领域的推广应用奠定了基础。 展开更多

关键词 碎软煤层 双管定向钻进技术 自动装卸 双动力头钻机 筛管完孔技术 煤矿井下

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软煤气动螺杆钻具定向钻进技术与装备 被引量：27

11

作者 张杰 王毅 黄寒静 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期36-41,共6页

针对软煤钻进成孔深度浅、钻孔轨迹不可控、易出现瓦斯抽采盲区等问题,发明了气动螺杆钻具定向钻进技术,开发了由气动螺杆钻具、窄体定向钻机、随钻测量系统等组成的煤矿井下气动定向钻进技术装备。其中,气动定向钻进工艺和完孔技术,解... 针对软煤钻进成孔深度浅、钻孔轨迹不可控、易出现瓦斯抽采盲区等问题,发明了气动螺杆钻具定向钻进技术,开发了由气动螺杆钻具、窄体定向钻机、随钻测量系统等组成的煤矿井下气动定向钻进技术装备。其中,气动定向钻进工艺和完孔技术,解决了松软煤层顺层定向钻孔长距离安全成孔和可靠护孔难题。在淮南某矿进行试验,试验钻孔30个,最大孔深300 m,平均见煤率92.9%,并全孔段安设筛管;钻孔抽采瓦斯纯量32万m^3,试验区域煤巷平均掘进效率9.3 m/d,实现覆盖区域煤层安全高效回采。该技术的成功研发探索出软煤横穿工作面递进式瓦斯治理新模式。 展开更多

关键词 软煤 瓦斯治理 气动螺杆钻具 定向钻进 筛管完孔 淮南

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煤层气水平井玻璃钢筛管完井工艺技术 被引量：14

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作者 毕延森 鲜保安 张晓斌 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第5期106-111,共6页

针对钢筛管完井工艺具有维护井壁稳定、高效防砂、防锈耐腐、安全经济、可实现管柱重入完成通洗井等优点,将玻璃钢筛管完井工艺作为一项新的完井工艺,在煤层气水平井裸眼完井、PE筛管完井技术上进行创新设计。试验结果表明:玻璃钢筛管... 针对钢筛管完井工艺具有维护井壁稳定、高效防砂、防锈耐腐、安全经济、可实现管柱重入完成通洗井等优点,将玻璃钢筛管完井工艺作为一项新的完井工艺,在煤层气水平井裸眼完井、PE筛管完井技术上进行创新设计。试验结果表明:玻璃钢筛管较低的摩擦因数更利于管柱下入作业,较高的强度有利于保证水平段通道的完整,实现后期水平井段的通洗井作业,非金属的材质有利于煤矿后期的开采作业安全。玻璃钢筛管以冲管为内管可在整个作业过程中建立泥浆循环,可以有效处理下筛管过程中的遇阻现象,并能实现高压水力喷射洗井,更大限度地降低前期作业过程中对储层的损害。该工艺首次在山西煤层气现场施工32口井,累计筛管下入长度40 862 m,成功率100%玻璃钢筛管完井工艺可以促进煤层气开发。 展开更多

关键词 煤层气 水平井 玻璃钢筛管 完井技术

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煤层气水平井无导眼地质导向钻进技术 被引量：13

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作者 刘明军 李兵 黄巍 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期233-239,共7页

针对目前松软煤层水平段成孔困难、煤层钻遇率较低以及造斜段钻进过程中需要施工导眼井等问题,采用地质导向与几何导向相结合模式,对井身结构优化、钻进参数优选、防塌钻进、多标志层地质导向钻进、水平段井眼轨迹精细化控制等进行研究... 针对目前松软煤层水平段成孔困难、煤层钻遇率较低以及造斜段钻进过程中需要施工导眼井等问题,采用地质导向与几何导向相结合模式,对井身结构优化、钻进参数优选、防塌钻进、多标志层地质导向钻进、水平段井眼轨迹精细化控制等进行研究。在沁水盆地成庄煤矿进行现场应用,钻完井施工顺利,3口水平井都实现无导眼直接一次着陆入靶,水平煤层段累计进尺1604.72 m,煤层钻遇率达到100%,最终水平段下入PE筛管总长度1366 m。完善了煤层气水平井钻完井工艺,为煤层气低成本高效开发钻井施工提供技术借鉴。 展开更多

关键词 地质导向技术 水平井 筛管完井 标志层 井眼轨迹控制 成庄煤矿 沁水盆地

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