CN115093839A - 一种煤矿钻探系统及方法及钻井液 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种钻井液，采用钠土浆液，钠土和水的质量体积比为1.47‑1.74kg/cm3。本发明还提供一种煤矿钻探系统，包括上述的钻井液，钻井液能够用于煤矿钻探系统的钻进冲洗；与此同时，本发明还提供一种采用上述钻井液的煤矿钻探方法。在煤矿钻探过程中，钻井液进入钻孔中，将孔底以及塌孔段的碎岩屑冲洗带出钻孔，并对孔壁进行泥浆护壁，润滑钻孔，解决现有技术中用清水钻进破碎岩层、水敏岩层时及顺层钻探时的塌孔抱钻问题，提高钻孔质量，保证煤矿钻探的顺利施工。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿钻探技术领域，特别是涉及一种煤矿钻探系统及方法及钻井液。
背景技术
煤矿防治水钻探过程中采用常规钻探工艺过破碎岩层、压力集中区、顺层钻探及水敏岩层时，钻探工艺存在：钻孔开孔段岩层较破碎、压力大，发生不返水情况及塌孔严重，反复提钻扫孔后返渣持续较多，为乒乓球大块状及片状岩块，后续钻孔常塌孔堵死。
钻进煤底板过水敏性粉砂岩时，岩性遇水膨胀抱钻严重，钻孔不返水，且提不出钻具或扭断钻具，经常出现钻具掉进孔中，造成废孔的现象。
针对以上出现的问题，首先要解决如何保护孔口位置煤底页岩破碎带，避免钻孔塌孔严重；其次解决如何通过破碎带及水敏岩性区块，保证钻孔平滑度，进而保证钻探正产施工达到设计孔深。
现有钻探技术为开孔时用大孔径钻具施工，提钻后迅速下入小孔径套管进行护壁，但效果不明显，因开孔位置压力集中，页岩层破损，顺层施工时，采用此工艺成功率偏低，时常遇到钻孔越钻进钻孔越浅，因下部已塌孔，套管根本下置不到位置，即使下置部分套管，但孔底塌孔段未能有效通过，钻探施工时仍然无法钻进。孔口块段通过后，遇到下部水敏岩层及破碎带时，采用加大冲洗液流量，或用风力代替冲洗液等方式方法，很难让钻孔返渣正常，此塌孔段、遇水膨胀块段，很难正常钻进。
因此，如何改变现有技术中，煤矿钻进过程中遇破碎带及水敏岩性区块时钻进困难以及钻孔质量无法保证的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种煤矿钻探系统及方法及钻井液，以解决用清水钻进破碎岩层、水敏岩层时及顺层钻探时的塌孔抱钻问题，提高钻孔质量，保证煤矿钻探的顺利施工。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种钻井液，包括钠土和水，所述钠土和所述水的质量体积比为1.47-1.74kg/cm3。
本发明还提供一种煤矿钻探系统，包括上述的钻井液，所述钻井液能够用于所述煤矿钻探系统的钻进冲洗。
优选地，所述的煤矿钻探系统还包括：
精浆池，所述精浆池能够用于盛放所述钻井液；
钻杆，所述精浆池与所述钻杆远离钻头的一端相连通。
优选地，所述精浆池与所述钻杆之间设置泥浆泵，所述泥浆泵能够将所述钻井液泵入所述钻杆中，以使所述钻井液沿所述钻杆进入钻孔内。
优选地，所述泥浆泵的进口利用第一连通管与所述精浆池相连通，所述泥浆泵的出口利用第二连通管与所述钻杆相连通。
优选地，所述第一连通管与所述第二连通管均为高压胶管。
优选地，所述泥浆泵连接有耐震压力表。
优选地，所述的煤矿钻探系统还包括沉淀池，所述钻孔的泥浆出口与所述沉淀池相连通。
优选地，所述沉淀池连接有粗浆池，所述粗浆池与所述精浆池相连通。
本发明还提供一种煤矿钻探方法，将上述的钻井液输送至钻孔中进行冲洗。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明的钻井液，采用钠土浆液，钠土和水的质量体积比为1.47-1.74kg/cm3。本发明还提供一种煤矿钻探系统，包括上述的钻井液，钻井液能够用于煤矿钻探系统的钻进冲洗。与此同时，本发明还提供一种采用上述钻井液的煤矿钻探方法。
在煤矿钻探过程中，钻井液进入钻孔中，将孔底以及塌孔段的碎岩屑冲洗带出钻孔，并对孔壁进行泥浆护壁，润滑钻孔，解决现有技术中用清水钻进破碎岩层、水敏岩层时及顺层钻探时的塌孔抱钻问题，提高钻孔质量，保证煤矿钻探的顺利施工。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的煤矿钻探系统的示意图。
其中，1为精浆池，2为钻杆，3为钻孔，4为泥浆泵，5为第一连通管，6为第二连通管，7为耐震压力表，8为沉淀池，9为粗浆池，10为钻机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种煤矿钻探系统及方法及钻井液，以解决用清水钻进破碎岩层、水敏岩层时及顺层钻探时的塌孔抱钻问题，提高钻孔质量，保证煤矿钻探的顺利施工。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
请参考图1，图1为本发明的煤矿钻探系统的示意图。
本发明提供一种钻井液，包括钠土和水，钠土和水的质量体积比为1.47-1.74kg/cm3。
本发明的钻井液采用钠土浆液，钠土和水的质量体积比为1.47-1.74kg/cm3，在钻探过程中能够起到冲洗携带大块岩屑及岩粉的作用，如果钠土浆液过稀，则无法将碎岩屑冲洗出钻孔3。
本发明的钻井液的浆液配料表如下：
与此同时，本发明还提供一种煤矿钻探系统，包括上述的钻井液，钻井液能够用于煤矿钻探系统的钻进冲洗。在钻探过程中，钻井液将将孔底以及塌孔段的碎岩屑冲洗带出钻孔3，并对孔壁进行泥浆护壁，润滑钻孔3，保证钻探施工的顺利进行。
具体地，煤矿钻探系统还包括精浆池1和钻杆2，精浆池1能够用于盛放钻井液；精浆池1与钻杆2远离钻头的一端相连通。钻探施工时，精浆池1中的钻井液经由钻杆2进入钻孔3中，将钻孔3中的碎岩屑冲洗带出钻孔3。此处需要解释说明的是，钻杆2连接有钻机10，以使钻杆2能够顺利工作，因本发明不属于对钻机10以及其他钻探设施作出新的改进，因此此处不再赘述。
为了使钻井液能够顺利进入钻孔3中，精浆池1与钻杆2之间设置泥浆泵4，泥浆泵4能够将钻井液泵入钻杆2中，以使钻井液沿钻杆2进入钻孔3内，从而将钻进过程中孔底的碎岩屑冲洗带出钻孔3。
在本具体实施方式中，泥浆泵4的进口利用第一连通管5与精浆池1相连通，泥浆泵4的出口利用第二连通管6与钻杆2相连通，保证钻井液的顺利输送，第一连通管5与第二连通管6均为高压胶管，保证泥浆泵4的工作可靠性，提高钻井液的输送安全系数。
为了检测泥浆泵4的泵压，泥浆泵4连接有耐震压力表7。此处需要说明的是，通过对泥浆泵4的档位流量进行调节，以进一步增强钻井液的冲洗效果，本具体实施方式中，泥浆泵4初始采用最低档小流量泵量(35L/min)为钻孔3冲洗，待钻孔3冲洗正常后，泥浆泵4的泵压稳定在4MPa上下时，挂入高档，流量控制在60L/min上下实施正常钻探施工，在实际应用中，还可以根据具体工况调整泥浆泵4的档位流量。
更具体地，煤矿钻探系统还包括沉淀池8，钻孔3与外部环境相连通，钻孔3的泥浆出口与沉淀池8相连通，冲洗后的钻井液由钻孔3的泥浆出口回流至地面，进入沉淀池8中进行沉淀，回流的钻井液中携带大量岩粉、岩屑，对淀池中沉淀的岩粉、岩屑进行过滤打捞。
进一步地，沉淀池8连接有粗浆池9，过滤后的钻井液进入粗浆池9中，粗浆池9与精浆池1相连通，过滤后的钻井液在粗浆池9中进而二次沉淀后，回流至精浆池1中，回收利用，节约钻探成本。
更进一步地，本发明还提供一种煤矿钻探方法，将上述的钻井液输送至钻孔中进行冲洗，将孔底以及塌孔段的碎岩屑冲洗带出钻孔3，并对孔壁进行泥浆护壁，润滑钻孔3，解决现有技术中用清水钻进破碎岩层、水敏岩层时及顺层钻探时的塌孔抱钻问题，提高钻孔质量，保证煤矿钻探的顺利进行。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种钻井液，其特征在于：包括钠土和水，所述钠土和所述水的质量体积比为1.47-1.74kg/cm3。
2.一种煤矿钻探系统，其特征在于：包括权利要求1所述的钻井液，所述钻井液能够用于所述煤矿钻探系统的钻进冲洗。
3.根据权利要求2所述的煤矿钻探系统，其特征在于，还包括：
精浆池，所述精浆池能够用于盛放所述钻井液；
钻杆，所述精浆池与所述钻杆远离钻头的一端相连通。
4.根据权利要求3所述的煤矿钻探系统，其特征在于：所述精浆池与所述钻杆之间设置泥浆泵，所述泥浆泵能够将所述钻井液泵入所述钻杆中，以使所述钻井液沿所述钻杆进入钻孔内。
5.根据权利要求4所述的煤矿钻探系统，其特征在于：所述泥浆泵的进口利用第一连通管与所述精浆池相连通，所述泥浆泵的出口利用第二连通管与所述钻杆相连通。
6.根据权利要求5所述的煤矿钻探系统，其特征在于：所述第一连通管与所述第二连通管均为高压胶管。
7.根据权利要求4所述的煤矿钻探系统，其特征在于：所述泥浆泵连接有耐震压力表。
8.根据权利要求4所述的煤矿钻探系统，其特征在于：还包括沉淀池，所述钻孔的泥浆出口与所述沉淀池相连通。
9.根据权利要求8所述的煤矿钻探系统，其特征在于：所述沉淀池连接有粗浆池，所述粗浆池与所述精浆池相连通。
10.一种煤矿钻探方法，其特征在于：将权利要求1所述的钻井液输送至钻孔中进行冲洗。
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