冻结造孔工程中防斜打直技术的相关运用

马峰良

【摘 要】在冻结造孔工程中，井斜问题一直是其一大难点，给工程施工造成一定的影响。本文就以陕西麟北煤业开发有限责任公司园子沟冻结造孔施工为例，分析了冻结造孔工程中防斜测斜的相关技术，以及冻结造孔工程中纠斜打直技术的运用。

【关键词】冻结造孔工程；防斜；纠斜；技术

前言

随着社会主义市场经济的不断发展，煤炭冻结造孔工程得到迅速发展，随之对钻井技术要求越来越高。目前，井斜是钻井施工中的一大难题，传统的钟摆钻具、塔式钻具、偏轴钻具等技术已不能满足现代钻井要求，为此，要积极开发井下专用防斜打直工具和技术。而影响井斜的因素有地层自然倾斜、钻具组合、钻井参数等，在冻结造孔工程中运用防斜打直技术要充分考虑到这些因素，提高钻井效率。

一、冻结造孔工程中钻孔防斜技术

陕西麟北煤业开发有限责任公司园子沟煤矿位于陕西省宝鸡市麟游县西北部，行政区划隶属两亭镇及酒房乡管辖。矿井拟采用立井开拓，建设规模600万吨/年。

（一）设备安装质量控制

在把设备移动到孔位后，要认真仔细找到钻机的正确位置，使转盘中心、钻孔中心和游动滑车提升中心呈 “三点一线”，然后对设备进行稳固安装，保证开孔垂直度，对开孔关进行把关。

（二）选择正确的钻具组合

1.在进行施工前，要选择正确的钻具组合。钻井施工基本要求是要直，因此进行开孔的粗径钻具要直，同时要选择合适配套的专用井下钻具组合，增强钻具的稳定度和导向性，从而减小孔壁缝隙，减小下部钻具弯曲，做好防斜初步工作。

2.对钻具的相关要求。严禁使用弯曲、变形或质量有问题的钻具，钻具进行连接后要保证其同心度，同时开孔所用的粗径钻具要直且长度要够。

（三）严格把控钻井施工质量

在进行钻进施工时，要依据进尺速度和钻孔柱状图把握钻层，换层钻进时要科学的调整钻压，当软层转变为硬层时，要适当的降低钻压，等钻进0.5m后恢复到正常钻压；当硬层转变为软层时，要适当减小压力，降低钻速。同时除了根据地层状况掌握钻压外，还要掌握钻速和泵量。在进行砂层钻进时，钻速要快给进；在进行粘土层钻进时，钻速要慢给进（主要是防范快进时出现泥包钻头的问题）；在进行基岩钻进时，要采用高钻压低钻速；在下钻接近孔底时，要慢放，不能使用墩钻，且孔底钻压是钻铤在孔内总总重量的75%～80%，使用悬吊钻进。

（四）冻结造孔工程测斜方法

在冻结造孔工程中进行测斜工作时，要时不时的对钻孔偏斜情况进行检查，要每钻进30～50m就测斜一次，且在容易出现偏斜情况的地层加多测斜次数，而且要每隔50m绘制钻孔实际纠偏方位图指导施工。园子沟冻结造孔工程测斜设备为：冻结孔上面0～100m段使用光学对点器，100m以下段使用JDT-VA型陀螺测斜仪。其具体测斜方法如下：

1、灯光测斜：0～100m段，采用经纬仪及其配套设施进行。

2、陀螺测斜：100m以下段测斜选用JDT-VA型陀螺仪测斜。正常钻进每30～50m布置一个测点，并根据实际情况作适当的测点调整。在表土层和岩石的交界面要另外布置一个测点，且在容易偏斜地层增加测点。陀螺仪测斜同一点，必须上下复测，发现疑点要重新测量，确保测斜资料的可靠性。

3、钻孔偏斜方针：以防为主，纠偏为辅。提高施工人员综合素质，严格按照施工标准和技术进行施工，且要加强全面监管。施工时，技术人员要研究了解易偏斜地层及易偏斜原因，并找到相应的防偏方法和措施，及时指导施工人员进行防斜纠斜工作。

二、冻结造孔工程中的钻孔纠斜打直技术

目前，螺杆钻具是冻结造孔工程中防斜打直最有效的方法，采用JDT-5A型（或JDT-6A型）陀螺定向仪及5LZ146-7.0型螺杆钻具定向纠偏。在园子沟冻结造孔工程中就采用了定向纠偏的方法，且园子沟工程采用的是5LZ146×7.0型和5LZ130×5.0型螺杆钻具定向纠偏。

（一）螺杆钻具的结构及工作原理

1、螺杆钻具的结构和工作原理

螺杆钻具主要由南旁通阀、马达、万向轴和传动轴四部分构成。螺杆钻具的工作原理就是把液体的压力能转化为转动的机械能，带动下面的钻工进行向钻孔偏斜的反方向造斜工作，实现纠斜打直。

2、螺杆钻具的作用

螺杆钻具由四部分组成，每一个部件都有各自的作用，缺一不可。南旁通阀在马达的上面，主要有阕体、阀芯、阀座、弹簧和滤套等部件，其作用主要是在起下钻工作时，对钻柱内外空间进行连接，达到保持内外压力平衡的目的；马达是螺杆钻具的动力结构，其作用主要是通过泥浆的冲刷，使转子在定子中进行偏心转动，达到把泥浆压力转化为机械能的目的；万向轴的功能主要是把马达传输出来的偏心转动转化为定轴转动；传动轴，顾名思义，其主要功能就是把万向轴传输过来的运动传给下面的钻头。

（二）螺杆钻纠偏的影响因素

地层、定向设计安装角、钻进参数等都会影响到螺杆钻纠偏打直的效果。具体来说，定向精度决定纠偏打直成败，纠偏钻进时弯接头度数和钻进段长很大程度上影响纠偏打直效果等。所以为了保证纠偏打直质量，要做到下面几点：一是对钻孔进行仔细精确的测斜，保证定向正确，并全面研究钻孔偏斜情况，提出相适应的定向方案或设计。二是对螺杆钻具的弯度进行严格的控制，一般来说，冻结造孔工程多采用1°，1.25°，1.5°的螺杆钻具进行纠偏打直工作。三是工作人员在使用陀螺定向仪进行定向时，要严格按照标准操作，避免出现误差。四是对钻进严格控制，一般来说，钻压在8000～12000N，钻进段长在4～7m。五是纠偏后的测试工作，根据测斜结果使用相应的钻具组合和钻进参数。其中，定向纠偏打直的钻具组合一般是钻头、螺杆钻具、钻铤、钻杆和立轴。园子沟工程选择的钻具组合是Φ190mm三牙轮钻头+Φ159mm钻铤+Φ89mm钻杆+立轴。

三、结束语

总而言之，井斜是钻井施工中的一大难题，在运用相关防斜打直技术进行防斜打直时，要把地层、钻具组合、钻进参数等影响因素考虑进去，根据不同地区的具体情况，采用合理有效的防斜打直措施，提高钻进质量。

参考文献：

[1]葛士友.在冻结造孔工程中防斜、纠斜之探索[J].科学时代，2011（3）

[2]刘艳玲.钻井防斜打直技术探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2012（2）