CN103643893A - 煤矿井下突出煤层段筛管钻进工艺 - Google Patents

煤矿井下突出煤层段筛管钻进工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN103643893A
CN103643893A CN201310703767.6A CN201310703767A CN103643893A CN 103643893 A CN103643893 A CN 103643893A CN 201310703767 A CN201310703767 A CN 201310703767A CN 103643893 A CN103643893 A CN 103643893A
Authority
CN
China
Prior art keywords
drilling
kelly
sleeve pipe
mesh sleeve
drill rod
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201310703767.6A
Other languages
English (en)
Inventor
金新
童碧
王毅
汪金业
侯红
彭涛
王建彬
魏宏超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Research Institute Co Ltd of CCTEG
Original Assignee
Xian Research Institute Co Ltd of CCTEG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Research Institute Co Ltd of CCTEG filed Critical Xian Research Institute Co Ltd of CCTEG
Priority to CN201310703767.6A priority Critical patent/CN103643893A/zh
Publication of CN103643893A publication Critical patent/CN103643893A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

一种煤矿井下突出煤层段筛管钻进工艺，包含如下步骤：准备步骤：计算穿越突出煤层段的长度；开孔步骤：通过钻机钻进至开孔深度后，安装孔口管并封孔固定；同步钻进步骤：采用筛管钻进钻具组合进行钻进至设计孔深，所述筛管钻进钻具包含主动钻杆和筛眼套管，所述筛眼套管包围于所述主动钻杆的外侧，所述筛眼套管的后端和主动钻杆之间设有传扭装置；钻杆退出步骤：反转所述主动钻杆1～2圈以使所述传扭公接头脱离所述传扭母接头，退出主动钻杆，将筛眼套管留置在突出煤层段；由此，本发明在施工至设计孔深后，反转主动钻杆并退出，将钻进和下筛管两种工艺过程合二为一，提高了安全性与效率，降低了成本，解决了现有技术中存在的问题。

Description

煤矿井下突出煤层段筛管钻进工艺
技术领域
本发明涉及煤矿钻进的技术领域，尤其涉及一种煤矿井下突出煤层段筛管钻进工艺。
背景技术
随着煤矿开采深度的逐步加深和开采范围的进一步扩大，瓦斯等级升高的趋势日益明显，煤与瓦斯突出危险性日趋严重，为了保障安全生产，对于强突煤层瓦斯预抽主要采用顶（底）板穿层钻孔和高位钻孔等，现有的这种在顶（底）板穿层钻孔的施工中，一般采用大直径钻头一次性成孔，然后提钻下入小直径筛管封孔、固孔后，进行瓦斯抽采，但这种技术存在如下缺陷：
1、在施工时虽然采取了边打边抽、孔口封堵等措施，但由于突出煤层段瓦斯含量高、压力大，施工时经常诱发瓦斯和煤喷孔，造成瓦斯超限事故，甚至能引起孔突或更大事故，施工安全性低。
2、钻孔施工完成后提钻、由于强突煤孔段钻孔裸露，突出危险性增大，现场存在较大的安全隐患。
3、提钻下入套管比较费时、效率低下。穿层钻孔中突出煤层段比较短，常规工艺需要全孔段下入套管进行护孔防突，费用比较高。
4、由于常规成孔方法的特点，造成了成孔过程中安全隐患突出，效率低，费用高。
为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种煤矿井下突出煤层段筛管钻进工艺，以克服上述缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于：现有的在顶（底）板穿层钻孔的施工中，容易诱发瓦斯和煤喷孔，造成瓦斯超限事故，安全性低，且需要进行护孔防突，费用比较高，效率低。
为解决该技术问题，本发明公开了一种煤矿井下突出煤层段筛管钻进工艺，其特征在于包含如下步骤：
准备步骤：进行钻孔设计，计算穿越突出煤层段的长度；
开孔步骤：通过钻机钻进至开孔深度后，安装孔口管并封孔固定；
同步钻进步骤：采用筛管钻进钻具组合进行钻进至设计孔深，所述筛管钻进钻具包含主动钻杆和筛眼套管，所述筛眼套管包围于所述主动钻杆的外侧，所述主动钻杆的前端伸出所述筛眼套管并设有第一钻头，所述筛眼套管的前端设有第二钻头，所述筛眼套管的后端和主动钻杆之间设有传扭装置，其中，所述传扭装置包含位于主动钻杆外周的传扭公接头和位于所述筛眼套管内周的传扭母接头；
钻杆退出步骤：反转所述主动钻杆1～2圈以使所述传扭公接头脱离所述传扭母接头，退出主动钻杆，将筛眼套管留置在突出煤层段。
其中：在所述同步钻进步骤中包含有实时检测步骤，所述实时检测步骤包含当施工孔深达到设计深度或排渣由煤变成岩后，则停止同步钻进步骤，进入钻杆退出步骤。
其中：在所述钻杆退出步骤中包含有脱离判断步骤，通过检测回转压力和起拔压力，在反转时当回转压力和起拔压力存在明显下降，则表明传扭公接头与传扭母接头分离。
其中：第一钻头位置比第二钻头的位置突出50mm～150mm。
其中：所述主动钻杆的周缘上设有至少一个对中器，所述对中器为所述主动钻杆周缘上的突出环部。
其中：所述筛眼套管上布置有多个相互间隔的筛眼，所述筛眼套管的外壁上铆接一定数量的弹簧钢片。
通过上述结构可知，本发明的煤矿井下突出煤层段筛管钻进工艺具有如下技术效果：
1、利用主动钻杆带动筛眼套管钻进，施工至设计孔深后，反转主动钻杆并退出，将钻进和下筛管两种工艺过程合二为一，提高了安全性与效率，降低了成本，解决了现有技术中存在的问题。
2、抑制了钻孔中的突出范围，降低了突出危险性。施工完成后，筛眼套管留置在突出煤孔段，解决了原有技术存在的突出防治“盲区”，提高了现场人员的安全保护。
3、使用一次性成孔技术，简化了工艺流程，节省了施工时间，提高了钻进效率。
4、只在突出煤孔段留置筛眼套管，节约了施工材料，降低了施工成本。
本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。
附图说明
图1为本发明煤矿井下突出煤层段筛管钻进工艺的示意图；
图2为本发明筛管钻进钻具的结构示意图；
图3为本发明主动钻杆的结构示意图；
图4为本发明筛眼套筒的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，本发明的煤矿井下突出煤层段筛管钻进工艺包含如下步骤：
准备步骤：计算穿越突出煤层段的长度，可选的是，该长度根据所需的钻孔孔深、顶板或底板的岩层厚度、倾角、方位角来进行计算；
开孔步骤：通过钻机钻进至开孔深度后，安装孔口管并封孔固定；
同步钻进步骤：采用筛管钻进钻具组合进行钻进至设计孔深后，参见图2-图4，所述筛管钻进钻具包含主动钻杆1和筛眼套管5，所述筛眼套管5包围于所述主动钻杆1的外侧，所述主动钻杆1的前端伸出所述筛眼套管5并设有第一钻头7，所述筛眼套管5的前端设有第二钻头6，所述筛眼套管5的后端和主动钻杆1之间设有传扭装置，其中，所述传扭装置包含位于主动钻杆1外周的传扭公接头3和位于所述筛眼套管5内周的传扭母接头4，由于在钻进旋转时，所述传扭公接头3配合传动所述传扭母接头4，从而主动钻杆1和筛眼套管5一起钻进；
钻杆退出步骤：反转所述主动钻杆1～2圈以使所述传扭公接头3脱离所述传扭母接头4，则退出主动钻杆1，将筛眼套管5留置在突出煤层段；
抽放步骤：根据抽放设计要求连接抽放管路。
其中，在所述同步钻进步骤中包含有实时检测步骤，所述实时检测步骤包含当施工孔深达到设计深度或排渣由煤变成岩后，则停止同步钻进步骤，进入钻杆退出步骤。
其中，在所述钻杆退出步骤中，还包含有脱离判断步骤，通过检测回转压力和起拔压力，在反转时当回转压力和起拔压力存在明显下降，则表明传扭公接头3与传扭母接头2分离。
其中，所述筛眼套管5的长度大于煤孔段长度，第一钻头7位置比第二钻头6的位置突出50mm～150mm。
其中，所述主动钻杆1的周缘上设有至少一个对中器4，所述对中器4为所述主动钻杆1周缘上的突出环部，由此，筛眼套管5可通过主动钻杆4上的对中器4进行对中。
其中，传扭母接头2包含L型槽眼，所述传扭公接头包含焊接的I型销。
其中，所述筛眼套管5上布置有多个相互间隔的筛眼，所述筛眼套管5的外壁上铆接一定数量的弹簧钢片。
由此，本发明的工艺利用筛管钻进钻具组合中的传扭装置、主动钻杆和钻头，通过钻机回转机构提供动力带动主动钻杆回转，第一钻头回转碎岩，主动钻杆通过传扭装置带动特定长度的筛眼套管与第二钻头回转钻进碎岩。钻进至设计孔深后，反转主动钻杆，传扭装置解锁，主动钻杆与筛眼套管分离，退钻，从而将特定长度的筛管留置在突出煤孔段。
由此可见，本发明的优点在于：
1、利用主动钻杆带动筛眼套管钻进，施工至设计孔深后，反转主动钻杆并退出，将钻进和下筛管两种工艺过程合二为一，提高了安全性与效率，降低了成本，解决了现有技术中存在的问题。
2、抑制了钻孔中的突出范围，降低了突出危险性。施工完成后，筛眼套管留置在突出煤孔段，解决了原有技术存在的突出防治“盲区”，提高了现场人员的安全保护。
3、使用一次性成孔技术，简化了工艺流程，节省了施工时间，提高了钻进效率。
4、只在突出煤孔段留置筛眼套管，节约了施工材料，降低了施工成本。
以上所述仅是本发明的优先实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种煤矿井下突出煤层段筛管钻进工艺，其特征在于包含如下步骤：
准备步骤：进行钻孔设计，计算穿越突出煤层段的长度；
开孔步骤：通过钻机钻进至开孔深度后，安装孔口管并封孔固定；
同步钻进步骤：采用筛管钻进钻具组合进行钻进至设计孔深，所述筛管钻进钻具包含主动钻杆和筛眼套管，所述筛眼套管包围于所述主动钻杆的外侧，所述主动钻杆的前端伸出所述筛眼套管并设有第一钻头，所述筛眼套管的前端设有第二钻头，所述筛眼套管的后端和主动钻杆之间设有传扭装置，其中，所述传扭装置包含位于主动钻杆外周的传扭公接头和位于所述筛眼套管内周的传扭母接头；
钻杆退出步骤：反转所述主动钻杆1～2圈以使所述传扭公接头脱离所述传扭母接头，退出主动钻杆，将筛眼套管留置在突出煤层段。
2.根据权利要求1所述的钻进工艺，其特征在于：在所述同步钻进步骤中包含有实时检测步骤，所述实时检测步骤包含当施工孔深达到设计深度或排渣由煤变成岩后，则停止同步钻进步骤，进入钻杆退出步骤。
3.根据权利要求1所述的钻进工艺，其特征在于：在所述钻杆退出步骤中包含有脱离判断步骤，通过检测回转压力和起拔压力，在反转时当回转压力和起拔压力存在明显下降，则表明传扭公接头与传扭母接头分离。
4.根据权利要求1所述的钻进工艺，其特征在于：第一钻头位置比第二钻头的位置突出50mm～150mm。
5.根据权利要求1所述的钻进工艺，其特征在于：所述主动钻杆的周缘上设有至少一个对中器，所述对中器为所述主动钻杆周缘上的突出环部。
6.根据权利要求1所述的钻进工艺，其特征在于：所述筛眼套管上布置有多个相互间隔的筛眼，所述筛眼套管的外壁上铆接一定数量的弹簧钢片。
CN201310703767.6A 2013-12-19 2013-12-19 煤矿井下突出煤层段筛管钻进工艺 Pending CN103643893A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310703767.6A CN103643893A (zh) 2013-12-19 2013-12-19 煤矿井下突出煤层段筛管钻进工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310703767.6A CN103643893A (zh) 2013-12-19 2013-12-19 煤矿井下突出煤层段筛管钻进工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103643893A true CN103643893A (zh) 2014-03-19

Family

ID=50249166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310703767.6A Pending CN103643893A (zh) 2013-12-19 2013-12-19 煤矿井下突出煤层段筛管钻进工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103643893A (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104832208A (zh) * 2015-03-25 2015-08-12 宁夏煤炭勘察工程公司 用于煤矿井下松软煤层中长距离水平钻孔的防塌方法
CN105569568A (zh) * 2016-03-04 2016-05-11 国家安全生产监督管理总局信息研究院 钻顶一体化防突钻机装置
CN105863512A (zh) * 2016-04-13 2016-08-17 中煤科工集团西安研究院有限公司 煤矿井下碎软煤层阶梯跟管复合定向钻进成孔装置及方法
CN106014352A (zh) * 2016-05-18 2016-10-12 中煤科工集团西安研究院有限公司 煤矿井下钻杆外跟管下筛管装置及施工方法
CN106930730A (zh) * 2017-03-10 2017-07-07 太原理工大学 一种废弃矿井采空区煤层气的抽采方法
CN107724981A (zh) * 2017-09-28 2018-02-23 中国煤炭地质总局水文地质局 一种新型起拔套管封孔方法
CN108386141A (zh) * 2018-04-24 2018-08-10 上海兴怡基础工程有限公司 一种复合式多级降水井钻杆
CN110671042A (zh) * 2019-10-14 2020-01-10 中煤新集能源股份有限公司 一种防灭火钻孔套管施工方法
CN111594102A (zh) * 2020-04-14 2020-08-28 淮北矿业股份有限公司 一种矿井用煤段下筛管工艺方法
CN109915087B (zh) * 2019-04-01 2021-04-30 中煤科工集团西安研究院有限公司 煤矿井下定向长钻孔内分段大直径筛管及其下入方法
CN113062687A (zh) * 2021-04-20 2021-07-02 铁福来装备制造集团股份有限公司 一种具有自封孔功能的组合钻具

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1854454A (zh) * 2005-04-29 2006-11-01 中国石油天然气集团公司 一种套管钻井方法
CN101382043A (zh) * 2007-09-07 2009-03-11 中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院 一种套管钻井组合钻头
US20110192614A1 (en) * 2010-02-05 2011-08-11 Tesco Corporation Torque Transmitting Load Shoulder
CN102305022A (zh) * 2011-08-12 2012-01-04 中国地质大学（武汉） 一种打捞式套管钻进钻具
CN103114810A (zh) * 2013-02-02 2013-05-22 中国矿业大学 一种煤层钻孔防塌孔随钻钻进下套筒装置及钻孔方法
CN103452475A (zh) * 2013-09-17 2013-12-18 中煤科工集团西安研究院有限公司 一种煤矿井下松软破碎地层套管护孔成孔方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1854454A (zh) * 2005-04-29 2006-11-01 中国石油天然气集团公司 一种套管钻井方法
CN101382043A (zh) * 2007-09-07 2009-03-11 中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院 一种套管钻井组合钻头
US20110192614A1 (en) * 2010-02-05 2011-08-11 Tesco Corporation Torque Transmitting Load Shoulder
CN102305022A (zh) * 2011-08-12 2012-01-04 中国地质大学（武汉） 一种打捞式套管钻进钻具
CN103114810A (zh) * 2013-02-02 2013-05-22 中国矿业大学 一种煤层钻孔防塌孔随钻钻进下套筒装置及钻孔方法
CN103452475A (zh) * 2013-09-17 2013-12-18 中煤科工集团西安研究院有限公司 一种煤矿井下松软破碎地层套管护孔成孔方法

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104832208A (zh) * 2015-03-25 2015-08-12 宁夏煤炭勘察工程公司 用于煤矿井下松软煤层中长距离水平钻孔的防塌方法
CN105569568A (zh) * 2016-03-04 2016-05-11 国家安全生产监督管理总局信息研究院 钻顶一体化防突钻机装置
CN105863512A (zh) * 2016-04-13 2016-08-17 中煤科工集团西安研究院有限公司 煤矿井下碎软煤层阶梯跟管复合定向钻进成孔装置及方法
CN106014352A (zh) * 2016-05-18 2016-10-12 中煤科工集团西安研究院有限公司 煤矿井下钻杆外跟管下筛管装置及施工方法
CN106930730A (zh) * 2017-03-10 2017-07-07 太原理工大学 一种废弃矿井采空区煤层气的抽采方法
CN107724981B (zh) * 2017-09-28 2019-07-26 中煤地华盛水文地质勘察有限公司 一种新型起拔套管封孔方法
CN107724981A (zh) * 2017-09-28 2018-02-23 中国煤炭地质总局水文地质局 一种新型起拔套管封孔方法
CN108386141A (zh) * 2018-04-24 2018-08-10 上海兴怡基础工程有限公司 一种复合式多级降水井钻杆
CN109915087B (zh) * 2019-04-01 2021-04-30 中煤科工集团西安研究院有限公司 煤矿井下定向长钻孔内分段大直径筛管及其下入方法
CN110671042A (zh) * 2019-10-14 2020-01-10 中煤新集能源股份有限公司 一种防灭火钻孔套管施工方法
CN111594102A (zh) * 2020-04-14 2020-08-28 淮北矿业股份有限公司 一种矿井用煤段下筛管工艺方法
CN113062687A (zh) * 2021-04-20 2021-07-02 铁福来装备制造集团股份有限公司 一种具有自封孔功能的组合钻具
CN113062687B (zh) * 2021-04-20 2023-09-29 铁福来装备制造集团股份有限公司 一种具有自封孔功能的组合钻具

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103643893A (zh) 煤矿井下突出煤层段筛管钻进工艺
CN101649740B (zh) 一种用于瓦斯抽采的地面钻井井身结构
CN102031950B (zh) 煤层顶板梳状瓦斯抽采钻孔的成孔工艺方法
CN104405283B (zh) 一种采动区地面钻l型井抽采瓦斯的工艺
CN105971663B (zh) 一种煤层高压水力割缝压裂的钻孔布置结构及增透方法
CN102094668B (zh) 上抽巷高压水力掏穴卸压消突方法
CN103306714B (zh) 近距离煤层群底抽巷钻孔一孔三用的瓦斯治理方法
CN104763368A (zh) 大直径潜孔锤用孔口密封装置及其反循环施工工艺
CN103510958B (zh) 一种缓倾斜特厚煤层石门揭煤方法
CN102022133B (zh) 区域瓦斯井下高压射流掏穴卸压防突方法
CN110067509B (zh) 可以钻进定向先导孔的反井钻机及定向先导孔的施工工艺
CN110306934B (zh) 双分支顶板大直径高位定向长钻孔的施工方法
CN105697018A (zh) 一种竖井开挖施工工艺
CN101936153A (zh) 水力喷射钻孔卸压开采煤层气的方法
CN108035730B (zh) 一种长距离煤矿巷道顶管掘进方法
CN108468566B (zh) 基于井下束状定向钻孔的矿井老空水精确探放方法
CN210087246U (zh) 一种抽渣机械扩孔钻头
CN203626843U (zh) 一种适合有导井钻进竖井的掘进机
CN104975868A (zh) 基于定向钻进的顶板高位走向大直径长钻孔瓦斯抽采方法
CN103244131A (zh) 隧道掘进机环形梁凿岩装置
CN105089499A (zh) 煤矿井下水力喷射树状钻孔导向装置及导向方法
Zhao et al. Well completion technology using screen pipe for horizontally-intersected well in soft coal seam
CN104088598B (zh) 钻孔泄压式卡钻事故打捞工具及方法
CN103132534A (zh) 承压水地层中冻结管的地下施工方法
CN204326964U (zh) 煤矿井下松软煤层随钻套管定向钻进装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20140319