张福涛

(中国煤炭科工集团西安研究院有限公司，陕西 西安 710077)

松软煤层穿层孔挠性钻具强造斜机理与过程研究

张福涛

(中国煤炭科工集团西安研究院有限公司，陕西 西安 710077)

增加松软煤层穿层孔煤孔段的长度可以提高穿层孔单孔瓦斯抽采效果，利用挠性钻具组合施工煤孔段可以达到延长煤孔段的目的。本文建立了挠性钻具施工的力学模型，研究了强造斜的运动学特征，并提出了造斜过程的运动学曲线；根据力学模型及运动学特征，研究了强造斜钻进工艺，尽可能增加钻孔煤层钻遇率。

松软煤层；穿层孔；挠性钻具；造斜；瓦斯抽排

0 引言

穿层钻孔是一种用于治理松软煤层瓦斯问题的有效方法之一，被广泛应用于松软突出煤层的防突、消突治理[1]，穿层钻孔煤层钻遇率是影响单孔瓦斯抽采效果和区域瓦斯治理效果的关键参数。从20世纪90年代中期开始,专业技术人员设想在抽放瓦斯穿层孔的施工过程中使用受控定向钻进技术,使穿层孔中煤孔段发生弯曲,在岩石孔段长度基本不发生变化的前提下,增加其在煤层中的钻遇率,则可以减少工作量,节约成本,提高瓦斯抽放效率,缓解煤矿生产的被动局面[2]。近20年来主要是利用稳定组合钻具来实现较强造斜钻进，2012年我公司研制了挠性钻杆及配套强造斜钻头、稳定器等组成强造斜挠性钻具组合，从钻具受力状态进行分析挠性钻具造斜机理，并研究造斜过程中的运动特征，进而总结出一套挠性钻具强造斜钻进工艺,改变钻孔轨迹，增加钻孔在煤层中的钻遇率，保障瓦斯抽采效果。……