桑樹坪二號(hào)井本煤層鉆孔施工困難,煤層透氣性差,瓦斯抽采濃度低,流量小。通過在桑樹坪二號(hào)井北區(qū)3號(hào)煤層頂板砂巖中實(shí)施頂板梳狀長(zhǎng)鉆孔并進(jìn)行分段水力壓裂,以提高礦井瓦斯防治效果,探索適合礦井的瓦斯防治技術(shù)手段。采用前進(jìn)式分支孔工藝施工完成1個(gè)鉆孔,主孔長(zhǎng)度588m,施工8個(gè)分支孔,總進(jìn)尺1 188m,其中,煤層段227m,巖層段961m,鉆孔主孔距煤層頂部0～3.28m。共分4段進(jìn)行水力壓裂,累計(jì)注水2 012m3,最大泵注壓力8.74 MPa。施工完成后3個(gè)月內(nèi)鉆孔日均抽采瓦斯純量約1 500m3,壓裂鉆孔百米鉆孔瓦斯抽采純量是水力割縫鉆孔的1.2倍,是常規(guī)鉆孔的4.0倍。初步證明了頂板梳狀長(zhǎng)鉆孔水力壓裂技術(shù)在煤礦瓦斯防治領(lǐng)域的適用性。 

【文章來源】：中國(guó)礦業(yè). 2020,29(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

桑樹坪二號(hào)井山西組地層柱狀圖

通過在3號(hào)煤層頂板堅(jiān)硬巖層中順層施工定向長(zhǎng)鉆孔并向下開分支，進(jìn)行煤層頂板梳狀長(zhǎng)鉆孔分段水力壓裂施工。設(shè)計(jì)鉆孔主孔長(zhǎng)580m，主孔施工層位距3號(hào)煤層0～5.0m，巖性主要為砂質(zhì)泥巖、細(xì)粒砂巖，在主孔水平段每隔60m開分支，共施工分支孔8個(gè)，單分支孔長(zhǎng)50m。鉆孔開孔點(diǎn)位于煤層，開孔傾角7°，方位角0°，在孔深約80m附近開始順層施工。鉆孔采用二級(jí)孔身結(jié)構(gòu)，一開孔深60m，孔徑193mm，下入Φ146mm無縫鋼套管60m，水泥砂漿帶壓封孔，二開定向鉆進(jìn)。為保證水力壓裂施工效果，采用分段水力壓裂技術(shù)工藝，水力壓裂液選擇為清水。水力壓裂封隔器設(shè)計(jì)座封位置如圖2所示。2.2 施工機(jī)具

本項(xiàng)目采用螺桿馬達(dá)定向鉆進(jìn)結(jié)合回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)兩種工藝方法，清水排渣鉆進(jìn)工藝成孔。螺桿馬達(dá)進(jìn)行定向孔鉆進(jìn)時(shí)，整個(gè)鉆具不回轉(zhuǎn)，只有螺桿鉆具轉(zhuǎn)子帶動(dòng)鉆頭回轉(zhuǎn)破碎煤（巖）鉆進(jìn)，實(shí)時(shí)調(diào)整螺桿鉆具工具面向角，實(shí)現(xiàn)鉆孔軌跡拐彎定向的目的。正常定向鉆進(jìn)時(shí)，每3.0 m對(duì)鉆孔進(jìn)行一次參數(shù)測(cè)定，根據(jù)測(cè)定的參數(shù)和已掌握的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)情況，調(diào)整鉆進(jìn)方向，力求鉆孔按照設(shè)計(jì)軌跡和要求鉆進(jìn)。本次施工采用前進(jìn)式分支孔工藝（圖3），也稱從外向內(nèi)開分支孔，即在主孔鉆孔的同時(shí)進(jìn)行分支孔施工。3.2 工程施工

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]趙固二礦本煤層定向長(zhǎng)鉆孔水力壓裂增透技術(shù)研究[J]. 李國(guó)棟,鄭凱歌,陳冬冬.  煤炭工程. 2019(07)
[2]沁水盆地煤層氣資源潛力及開發(fā)利用前景[J]. 劉思彤,鄭志紅,庚勐,焦建,高煖,吳家萍.  中國(guó)礦業(yè). 2019(07)
[3]鄂爾多斯盆地南北部侏羅系煤層含氣性差異分析[J]. 賈秉義,晉香蘭.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2019(04)
[4]韓城礦區(qū)構(gòu)造控煤樣式與構(gòu)造控煤模式[J]. 孫學(xué)陽,夏玉成,李成,苗霖田,李鵬強(qiáng).  西安科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(01)
[5]趙固二礦千米定向煤鉆孔區(qū)域瓦斯治理關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 郭艷飛,魏國(guó)營(yíng),李學(xué)臣,張清田.  河南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(02)
[6]定向長(zhǎng)鉆孔超前預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域治理技術(shù)[J]. 賈明魁,李學(xué)臣,郭艷飛,李國(guó)棟.  煤礦安全. 2018(12)
[7]韓城礦區(qū)碎軟煤層頂板梳狀孔水力壓裂瓦斯抽采工程實(shí)踐[J]. 王建利,陳冬冬,賈秉義.  煤田地質(zhì)與勘探. 2018(04)
[8]綜放工作面瓦斯抽采最優(yōu)鉆孔參數(shù)研究[J]. 齊慶杰,祁云,張建國(guó),周新華.  中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2018(06)
[9]碎軟煤層井下多點(diǎn)定向長(zhǎng)鉆孔水力壓裂技術(shù)[J]. 李延軍.  煤礦安全. 2018(06)
[10]煤與瓦斯突出礦井通風(fēng)系統(tǒng)災(zāi)害演變仿真研究[J]. 李宗翔,王天明,王雙勇,王雅迪.  煤炭學(xué)報(bào). 2017(04)

碩士論文
[1]韓城礦區(qū)瓦斯賦存規(guī)律及致災(zāi)危險(xiǎn)性分區(qū)[D]. 任亞平.西安科技大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3526068