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钻井⼯程理论与技术课后题简答题答案第⼀章钻井的⼯程地质条件1.简述地下各种压⼒的基本概念及上覆岩层压⼒、地层孔隙压⼒和基岩应⼒三者之间的关系。
答：静液压⼒：是由液柱⾃⾝的重⼒所引起的压⼒，它的⼤⼩与液体的密度、液柱的垂直⾼度或深度有关。
地应⼒：钻井⼯程施⼯之前存在于地下某点的应⼒状态为原地应⼒状态。
地层孔隙压⼒：岩⽯孔隙中流体所具有的压⼒。
也称地层压⼒。
上覆岩层压⼒：是指由上覆岩层重⼒产⽣的铅垂⽅向的地应⼒分量。
该处以上地层岩⽯基质和岩⽯孔隙中流体的总重⼒所产⽣的压⼒。
基岩应⼒：是指由岩⽯颗粒间相互接触⽀撑的那⼀部分上覆岩层压⼒。
也称有效上覆岩层压⼒或⾻架应⼒。
地层破裂压⼒：地层某深度处的井壁产⽣拉伸破坏时的应⼒地层坍塌压⼒：地层某深度处的井壁产⽣剪切破坏时的应⼒上覆岩层的重⼒是由岩⽯基质（基岩）和岩⽯孔隙中的流体共同承担的，即上覆岩层压⼒是地层压⼒与基岩应⼒的和2、简述地层沉积⽋压实产⽣异常⾼压的机理。
答：在稳定沉积过程中，若保持平衡的任意条件受到影响，正常的沉积平衡就被破坏。
如果沉积速度很快，岩⽯颗粒就没有⾜够的时间去排列，孔隙内流体的排出受到限制，基岩⽆法增加它的颗粒与颗粒之间的压⼒。
由于上覆岩层继续沉积，负荷增加，⽽下⾯基岩的⽀撑能⼒没有增加，孔隙中的流体必然开始部分地⽀撑本来应由岩⽯颗粒所⽀撑的那部分上覆岩层压⼒，从⽽导致了异常⾼压。
3、简述在正常压实的地层中岩⽯的密度、强度、孔隙度、声波时差和dc指数随井深变化的规律。
答：所以随井深的增加，地层中岩⽯密度逐渐变⼤，⽽岩⽯的孔隙度变⼩。
随着井深的增加，岩⽯的强度增⼤。
在正常地层压⼒井段，随着井深增加，岩⽯的孔隙度减⼩，声波速度增⼤，声波时差减⼩。
在正常地层压⼒情况下，机械钻速随井深增加⽽减⼩，d指数随井深增加⽽增⼤。
所以dc指数也随井深的增加⽽增⼤。
4、解释地层破裂压⼒的概念，怎样根据液压实验曲线确定地层破裂压⼒。
答：在井下⼀定深度的裸露地层，承受流体压⼒的能⼒是有限的，当液体压⼒达到⼀定数值时会使地层破裂，这个液体压⼒称为地层破裂压⼒。
地质螺旋钻杆的品质与应用领域
我公司生产设备全部采用先进的自动化数控加工设备，生产效率高、质量稳定，有效保证了钻杆产品批量生产的优秀品质。
螺旋叶片结构的差异化设计，对钻探地质条件的适应范围更加广泛。
高螺旋叶片的结构设计，适用于中硬以上地质条件的深孔钻探施工；地螺旋叶片的结构设计，适用于松软地质条件、松软煤层的钻探与瓦斯抽放的钻孔施工。
具有高效排渣、钻孔成孔率高，不易卡钻的特有优势。
大大提高了钻探施工的生产效率，是煤矿高效钻探施工、节能降耗的首选产品。
施工抽放钻孔安全技术措施一、工程概况：为了保证工作面回采时瓦斯得到有效治理，根据工作需要，现我单位需在巷、巷距切眼60米至A2#横川范围内施工一排顺层钻孔，提前对工作面进行区域瓦斯抽放，为了确保该工作安全顺利进行，特制定本措施。
二、施工组织：项目负责人：安全负责人：技术负责人：三、钻机类型、施工参数、施工工艺和工艺流程：1、采用SGZ某-3型、ZDY-1900S型、ZDY-6000S型钻机、CMS1-4200/80型深孔钻车、ZQSJ-90A型防突钻机进行施工。
2、钻孔布置区域和详细设计参数参见通风科提供的《工作面顺层钻孔补孔设计图》。
巷A2导线点以北34米至切眼以南60米处布置一排顺层钻孔，钻孔设计方位角97°，钻孔倾角-1至-3°，开孔高度1.3至1.5米，钻孔长度共设计两个区域，第一区域设计长度155米，第二区域长度130米，钻孔间距2米。
切眼距43182巷以东20米至切眼距巷以西20米处布置一排钻孔，钻孔设计方位角187°，钻孔倾角-2至-5°，开孔高度1.3至1.5米，钻孔设计长度60米。
3、钻孔施工参数、施工工艺修改，仍执行本措施。
4、施工工艺4.1SGZ某-3型钻机4.1.1采用∮50的普通光面钻杆配合∮94钻头施工，采用水排渣施工工艺。
4.1.2移钻方法，采用起吊设备起吊搬家作业。
4.1.3工艺流程：移机定位→开孔（采用∮113钻头开孔至1米处）→安装孔口导引装置→钻进→接续钻杆→继续钻进→到位（或遇进钻困难）退钻→连孔抽放。
4.2ZDY-1900S型钻机4.2.1采用∮63.5普通光面钻杆配合∮94钻头施工，采用水排渣施工工艺或者采用∮89螺旋钻杆配合∮113钻头施工，采用螺旋排渣施工工艺。
4.2.2移钻方法，采用起吊设备起吊或履带行走的方式进行移动和搬家作业。
4.2.3工艺流程：移机定位→开孔（采用∮113钻头开孔至1米处）→安装孔口导引装置→钻进→接续钻杆→继续钻进→到位（或遇进钻困难）退钻→连孔抽放。
螺杆钻具在修井作业当中的应用作者：刘敬党来源：《科学与财富》2019年第11期摘要：在修井作业当中，螺杆钻具目前使用还不被修井人员所认可，而在钻井、侧钻当中使用已经非常广泛，经过认真的研究和探讨实践发现，总结了螺杆钻具的操作一些具体要求，螺杆钻具以它独特的性能优势，在修井作业当中定会发挥出举足轻重的作用，完全能弥补小修作业设备不能完成大修工作的欠缺因素，并且能够达到安全、环保，可避免井下各种事故的发生。
供修井作业技术人员借鉴参考。
关键词：修井；螺杆钻；使用一，前言目前在修井作业当中，除了在磨灰、磨树脂以外，螺杆钻具使用非常少，有的磨灰和磨树脂的工作都不能较好的完成，还要重新上动力设备和钻杆去磨，这样不但增加了劳动时间，而且还大大的浪费了生产成本，因此，能清醒的了解螺杆钻具，让它在井下作业生产中，发挥它的举足轻重的作用非常必要。
使用5LZ-120×7Y直螺杆在处理沈18-22井磨铣井下套变中，工作平稳，进尺较快，使用效果非常好，完全可弥补小修设备不能完成大修工作的欠缺因素，并且能发挥出它独具的性能优势。
二，螺杆钻具的基本结构原理螺杆钻具是一种把液体的压力能转换为机械能的能量转换装置，由旁通阀、马达、TC轴承、推力轴承、万向轴、传动轴和防掉装置等组成，当高压液体进入钻具时，迫使转子在定子中转动（定子和转子组成了马达），马达产生的扭矩和转速通过万向轴传递到传动轴和钻头及磨铣工具上，达到旋转磨铣钻进的目的。
三，螺杆钻具的规格主要规格目前国内有11种（按外径分为Ф73、Ф89、Ф95、Ф102、Ф120、Ф165、Ф172、Ф197、Ф203、Ф215、Ф244）；各种规格均有直体、单弯、同向双弯、异向双弯、井口可调角度等结构形式，各种规格主要技术参数都与各自的结构、泵压、排量、钻压、井温、工作时间、地层性质等因素有关。
四，螺杆钻具操作时应注意的问题1，对修井液的要求螺杆钻具的马达为容积式，马达的输入流量和作用于两端的压力降差决定了钻具的基本性能。
1.松软、低透、突出煤层瓦斯治理关键技术1.1. 深孔安全钻进技术1.1.1.深孔安全钻进的意义瓦斯抽放是瓦斯治理和利用的主要方式。
打钻是瓦斯抽放的基础和关键。
目前国内松软突出煤层打钻存在两个突出问题，一是深孔钻进困难，瓦斯抽放消突时难以消除回采工作面前方的“空白带”，见图错误！未找到引用源。
-1。
二是存在钻孔瓦斯燃烧事故隐患，今年新丰矿“5.2”事故就属典型的钻孔瓦斯燃烧事故。
登封煤田煤层属典型豫西“三软”煤层，调研发现市辖各矿普遍存在上述问题，因而引进深孔安全钻进技术对保障安全生产意义重大。
图错误！未找到引用源。
-1采煤工作面空白带示意图1-空白带2-抽放钻孔3-回采巷道4-采煤工作面开切眼1.1.2.“钻穴”理论松软突出煤层深孔钻进困难的原因是复杂的，很多专家学者对此进行过概括性描述：喷孔、卡钻、吸钻、塌孔、抱钻和煤炮等。
河南理工大学瓦斯抽采创新团队（孙玉宁，省级研究团队）在广泛调研科学论证的基础上，提出的“钻穴”理论，既合理解释了松软突出煤层打钻困难的原因，又为深孔安全钻进技术研究提供了理论支持。
“钻穴”是指在煤层打钻的过程中，由地应力、瓦斯压力、钻杆扰动力和煤体力学性能等四个因素共同作用造成的钻孔局部直径远远大于钻孔理论直径的准充填型洞穴。
“钻穴”处于准充填状态的推断依据是：流体排渣系统情况下“钻穴”内要求最小流速来保证流体搬运能力。
如果“钻穴”内部是空旷的，“钻穴”内的流体速度将会下降，钻屑就会在“钻穴”内聚集。
因此，“钻穴”内部不可能是空旷的，而是上部留有排渣通道的准充填状态，见图错误！未找到引用源。
-2。
图错误！未找到引用源。
-2“钻穴”内流体排渣路线示意图1-钻杆2-钻孔3-“钻穴”4-“钻穴”内煤渣5-排渣路线在流量、最小排渣流速一定的情况下，钻穴是否堵塞与最小排渣通道高度h有关。
理论推导知，钻穴截面积越大，最小排渣通道尺寸h越小，见图错误！未找到引用源。
-3。
当h小于3倍钻渣颗粒直径时，即发生钻孔堵塞（三角拱原理），见图错误！未找到引用源。
一、常规钻井（直井）钻具组合：BIT钻头；DC钻鋌；SDC 螺旋钻鋌；LZ螺杆钻具；SJ双向减震器；DP钻杆；HWOP加重钻杆；STB或LF钻具稳定器；LB随钻打捞杯；DJ震击器；1、塔式钻具组合：Φ444.5mmBIT×0.50m+Φ229mmDC×27.24m +Φ203mmDC×54.94m+Φ165 mmDC×54.51m+Φ139.7mmDPΦ311.1mmBIT×0.40m+Φ229mmDC×54.38m+Φ203mmDC×82.23m+Φ165m mDC×81.83m+Φ139.7mmDPФ311.1mmBIT×0.32m+Ф244.5mm LZ×9.50m+Ф229mmDC×45.40m+Ф203 mmDC×73.13m+Ф165mmDC×81.83m+Ф139.7mmDPΦ311.1mmBIT×0.30m+Φ229mm SJ×6.62m+Ф229mmDC×53.94m+Ф203mm DC×81.75m+Ф165mmDC×81.83m+Ф139.7mmDP钻头FX1951X0.44 m（Φ311.1mm）＋6A10/630×0.61 m＋9″钻铤×52.17m （6根）＋6A11/5A10×0.47 m+ 8″钻铤×133.19m（9根）＋410/5A11×0.49 m＋61/2″钻铤×79.88m（9根）＋51/2″HWOP×141.88m（15根）＋51/2″钻杆（＊＊根）＋顶驱Φ215.9mmBIT×0.25m+430/4A10+Ф165mmSDC×161.56m+4A11/410+Ф165 mmDJ×8.81m+411/4A10＋61/2″钻铤×79.88m（9根）＋51/2″HWOP×141.88m （15根）＋51/2″钻杆（＊＊根）＋顶驱2、钟摆钻具组合：Φ660.4mmP2×0.50m+730/NC61母+Φ229mm SJ×9.24m+Φ229mmSDC×1 8.24m+730/NC61公+26″LF+731/NC61母+Φ229mmSDC×9.24m+730/NC61公+ 26″LF+731/NC56母+Φ203mmDC×94.94m+410/NC56公+Φ139.7mmDP+顶驱Φ444.5mmGA114×0.50m+730/NC61母+Φ229mmSJ×9.24m+Φ229mm SDC ×18.24m+171/2″LF+Φ229mmSDC×9.24m+171/2″LF+NC61公/NC56母+Φ2 03mmDC×121.94m+8″随震+8″DC×18.94m+410/NC56公+Φ127mmH WOP×141. 94m +Φ139.7mmDP+顶驱Φ311.1mmBIT×0.46m+Φ229mmDC×18.08m+Φ308mmLF×1.82m+Φ203 mmDC×9.10m+Φ308mmLF×1.51m+Φ229mmDC×27.32m+203mmDC×73.13m+Φ178mmDC×81.83m+Φ139.7mmDP+顶驱Φ311.1mmDB535Z×0.50m+630/NC61母+Φ229mmSJ×9.24m+Φ229mm SDC×18.24m +NC61公/NC56母+121/4″LF + NC56 公/ NC61母+Φ229mm SDC×9. 24m +NC61公/NC56母+121/4″LF+Φ203mmDC×121.94m+8″随震+8″SDC×27.9 4m+410/NC56公+Φ139.7mmHWOP×141.94m +Φ139.7mmDP+顶驱Φ311.1mmDB535FG2×0.50m+630/731+95/8″LZ+Φ229mmSJ×18.64m+ 12 1/4″LF ++Φ229mm SDC×9.24m +121/4″LF+Φ203mmDC×148.94m+410/NC56公+Φ139.7mmHWOP×141.94m +Φ139.7mmDP+顶驱Φ215.9mmBIT×0.33m+Φ172mmLZ×8.55m+Φ165mmSDC×1.39m+Φ165mmSD C×1.39m+Φ214mmSTB×1.38m+Φ165mmDC× 236.14m+Φ139.7mmHWOP×141.94 m +Φ139.7mmDP+顶驱3、满眼钻具组合：Φ311.1mmH136×0.30m+121/4″LF +NC56 公/ NC61母+Φ229mmSJ×9.24m+NC61公/NC56母+121/4″LF + NC56 公/ NC61母+Φ229mm SDC×18.24 m+NC61公/NC56母+121/4″LF+Φ203mmDC×121.94m+8″随震+8″SDC×18.94m +410/NC56公+Φ139.7mmHWOP×141.94m +Φ139.7mmDP+顶驱Φ215.9mm牙轮BIT×0.24m+Φ190mm LB×1.10m+Φ214mmSTB×1.39m+Ф16 5mm SDC×1.39m+Φ214mmSTB×1.40m+Ф165mm DC×8.53m+Φ214mmSTB×1.39m+Φ165mm SJ×5.08m+Ф165mm DC×244.63m+Φ139.7mmHWOP×141.94m +Φ139.7m mDP+顶驱Φ215.9mm牙轮BIT×0.24m+Φ214mmLF×1.49m+Ф165mmSDC×1.39m+Φ21 4mmLF×1.40m+Ф165mmDC×8.53m+Φ214mmLF×1.39m+Φ165mm SJ×5.08m+Ф16 5mmDC×244.63m+Φ139.7mmHWOP×141.94m +Φ139.7mmDP+顶驱Φ215.9mm牙轮BIT×0.25m+Φ214mmSTB×1.50m+Ф165mmSDC×1.38m+Φ2 14mmSTB×1.40m+Ф165mmDC×8.81m+Φ214mmSTB×1.40m+Ф165mm SJ×6.11m+Ф165mmDC×229.22m+Φ139.7mmHWOP×141.94m +Φ139.7mmDP+顶驱二、定向井（水平井）钻具组合：1、直井段钻具组合：采用塔式钻具组合、钟摆钻具组合、满眼钻具组合。
2015年17期 175浅谈螺杆钻具在钻井作业中的作用及使用方法丁 毅西部钻探青海钻井公司，甘肃 敦煌 736202摘要：螺杆钻具是如今钻井作业中十分重要的工具。
在石油勘探和油田开发过程中钻井一向十分重要，因为钻井工作是勘探和开发过程中最重要的一个环节，而螺杆钻具就是钻井工作中不可或缺的器具，本文就对螺杆钻具的作用进行了讨论，也就螺杆钻具的使用进行了讨论分析。
关键词：螺杆钻具；钻井；开采；机械设备 中图分类号：TE921 文献标识码：A 文章编号：1671-5799(2015)17-0175-011 前言螺杆钻具在钻井作业中有着良好的应用，其钻速高且钻杆的磨损小，使用寿命较传统钻探工具优势明显，在如今工程钻探中却是能够发挥重要的作用。
螺杆钻具如今的使用越来越广泛，并且在未来工程钻井，原油开采等方面都有着十分良好的前景，对其作用和使用方法进行探讨也有着相当的必要性。
2 螺杆钻具作用概述螺杆钻具（PDM drill ）其本身就是一种以钻井液为动力的现代钻井工具，利用钻井液的压力能到钻具机械能的转换来实现高效的钻井作业。
而钻井液的压力能就来自于钻井液在马达进出口的压力差。
楼尴钻具作为一种渐进空腔型容积式孔底动力机，一般能够通过泥浆和清水作为动力介质的钻井液，实现能量转换，通过螺杆钻直接带动连接在其孔底传动轴上的岩心管和钻头回转，整个钻杆柱仅作为输送高压工作介质的通道和支撑钻头反扭矩的杆件，不作回转运动。
通过实践研究和工程领域的实际应用发现螺杆钻具确实相对从前一些传统的钻探工具有明显的优势，钻杆的磨损小且钻速高就能够提高定向打孔的工作效率，并一定程度上减小成本。
一般来说在使用螺杆钻具时必须要逐渐的增加钻压，逐渐使其马达压力逐渐下降到标准规定的中上线才能够最大限度的发挥钻具的作用，有效的发挥出最大限度的扭矩作用。
但是一定确保钻压不能够无限制的提升，一定确保钻压控制在推荐的最大钻压范围以内才能够尽可能的保护钻具，因为过大的钻压不仅不会更多的带来效率反而会导致传动轴的损坏和设备滞动，进而导致马达的严重损坏，造成损失。
地质螺旋钻杆的生产工艺及使用条件地质螺旋钻杆具有抗疲劳强度高，抗剪切强度高等特点，下面来介绍一下地质螺旋钻杆的生产工艺及使用条件。
一、生产工艺地质螺旋钻杆是在地质钻杆高扭矩性能的基础上，采用单螺旋叶片或双螺旋叶片，经预应力缠绕工艺加工焊接而成。
钻杆杆体选用优质地质合金钢管，钻杆接头选用优质合金结构钢，经真空调质处理，大大提高了抗疲劳强度和抗剪切强度。
选用先进的摩擦焊焊接生产工艺，钻杆具有抗弯强度高，焊接牢固等特点。
超低螺旋的螺旋叶片设计使得地质螺旋钻杆具有扭矩大，排渣速度快，钻孔成型好，不易卡钻的特点。
二、适用条件直径Φ73以下的地质螺旋钻杆可与各种全液压钻机直接配套使用，利用钻机直接夹装钻杆螺旋外圆钻进和更换钻杆，方便快捷，大大降低了操作人员的劳动强度。
在超松软高压煤层条件下的钻孔，采用套钻施工工艺时，可选用直径为90、113、133、146的大螺旋地质钻杆，便捷实现岩心管的铺设安装。
三、使用用途地质螺旋钻杆是尾部带有缧纹的钢管，用于连接钻机地表设备和位于钻井底端钻磨设备或底孔装置。
钻杆的用途是将钻探泥浆运送到钻头，并与钻头一起提高、降低或旋转底孔装置。
地质螺旋钻杆必须能够承受巨大的内外压、扭曲、弯曲和振动。
在油气的开采和提炼过程中，钻杆可以多次使用。
光管和原钢管材在经过多次加工步骤后被制成钻杆。
首先，通过钢管加厚工序的处理，光管外表面向内弯，钢管管壁加厚。
下一步，进行螺纹加工并镀上能够增加强度的铜。
然后进行非破坏性质量控制检验，随后进行钢管管体接头的焊接。
而后，管体会经历焊接热处理和焊接最终处理，以消除焊接残余压力。
在对成品钻杆进行渡漆和包装前要对钢管成品进行其他的一些检测，包括硬度测试，压力测试和非破坏性测试。
地质螺旋钻杆的长度一般在九米左右。
摘要：螺杆钻具是一种井下动力钻具，它是由高压泥浆驱动的容积式马达，把液压能转化为钻头转动所需的动能。
它具有结构简单、过载性能好、在小井眼和转盘不易加扭矩时也能得到大的扭矩和功率，钻进快，已广泛应用于垂直钻井、定向钻井、水平钻井、直井和修井作业中。
随着钻井工程的快速发展，螺杆钻具也有了长足的发展，目前国产螺杆钻具在国内市场已基本上占有主导地位，已较好地满足了我国钻井工程的需要，但还存在许多不足之处。
在对螺杆钻具的基本原理和结构功能分析之后，并对改进措施和今后的发展提出了自己的一点看法。
关键词：螺杆钻具；基本原理；钻具失效；钻具改善目录1 绪论 (3)1.1研究的目的和意义 (3)1.2国内外发展概况及趋势 (3)2 螺杆钻具的基本原理 (4)2.1螺杆钻具的基本原理与结构特征 (4)2.1.1 工作原理 (4)2.1.2 螺杆钻具结构 (5)2.2螺杆钻具的性能特点与工作特性 (7)2.2.1 螺杆钻具的性能特点 (7)2.2.2 螺杆钻具的工作特性 (8)3 螺杆钻具的失效分析 (9)3.1螺杆钻具失效主要原因 (9)3.1.1失效的结构因素 (9)3.1.2失效的工艺因素 (10)3.1.3失效的使用因素 (10)3.2螺杆钻具技术改进措施 (11)3.2.1 壳体防脱 (11)3.2.2 壳体防断 (11)3.2.3 传动轴防断防掉 (12)4 螺杆钻具的参数计算及设计要点 (12)4.1螺杆马达的工作原理的进一步介绍 (12)4.2螺杆钻具的设计要点 (13)4.2.1 螺杆钻具的总体设计 (13)5 结论 (14)1 绪论1.1 研究的目的和意义螺杆钻具又称定排量马达，是一种容积式井下动力钻具，是目前最广泛使用的一种井下动力钻具，主要用于定向井、水平井的造斜及扭方位施工，一部分也用于直井反扣或侧钻作业中。
螺杆钻具具有功率大、转速低、扭矩大、压降小、容易启动等优点，目前被油田广泛应用。
认知和研究螺杆钻具让更多的人了解螺杆钻具的基本原理、结构、失效形式、以及改进方法。
松软煤层钻孔成孔、护孔及高效抽采工艺研究与应用1 实施前状况及存在问题1.1 实施前状况**矿是高瓦斯矿井，所采煤层为3#煤，煤层分为硬质煤层和松软煤层。
目前，在松软煤层施工瓦斯抽放钻孔主要采用的工艺有两种：一种是光面圆形钻杆配合水力排渣，另一种是螺旋钻杆通过螺旋排渣。
在松软煤层中施工的抽放钻孔，普遍存在钻进困难、钻孔成孔难度大，塌孔、堵孔、卡钻、顶钻、掉钻等现象，抽放效果不理想，严重影响矿井正常的生产衔接。
如何解决煤质松软区段钻进成孔问题是矿井瓦斯抽采的一大难题。
1.2 存在的问题1.2.1 不同类型钻杆施工钻孔时成孔困难1.2.1.1 水力光面圆形钻杆施工在松软煤层中施工时，循环水对于孔壁的冲刷、浸泡破坏作用相当严重，钻孔极易破碎塌孔，由于地应力、瓦斯压力、钻杆震动等因素，在钻进过程中经常出现局部塌孔、堵孔现象，成孔极其困难。
同时因钻孔塌孔、堵孔，导致水力排渣通道堵塞，轻者卡钻、掉钻，严重时因摩擦发热引起煤和瓦斯燃烧，酿成重大安全事故。
1.2.1.2 螺旋钻杆施工螺旋钻杆施工时采用干钻进没有水的润滑，长时间和煤体进行干摩擦容易产生高温甚至火花，使摩擦力增大，钻杆老化，易发生掉钻事故。
采用干钻进施工，现场煤尘飞扬不易控制，作业环境恶劣，且煤粉容易被抽采系统的负压带进管路，增加瓦斯抽放管路自重，造成管路坠落事故，严重威胁抽采系统安全运行。
螺旋钻杆采用插接式连接，钻杆在钻进过程中摆动大，造成钻孔偏离中心，孔壁不平直，增加钻进时的阻力，同时孔壁受钻杆摆动影响而破坏，容易出现钻孔塌孔、堵孔等现象。
退钻时滞留在孔内的煤渣多，减少孔内的有效抽采面积，影响钻孔抽采效果。
1.2.2 钻孔孔壁稳定性差，容易出现塌孔无法抽采井下松软煤层中施工的裸眼钻孔，煤壁稳定性差，在钻孔施工到位退钻后，钻孔孔壁短时间内将出现坍塌，堵塞孔内通道，导致堵塞段以里无法抽采。
2 改进目的2.1在松软煤层中，采用光面圆形钻杆和螺旋钻杆钻进时，均出现塌孔、堵孔、卡钻、掉钻等异常情况，无法继续施工，严重制约矿井瓦斯抽采工作的顺利开展。
光钻杆用途光钻杆是一种用于地质钻探的工具，主要用于石油、天然气和矿产勘探、采矿等行业。
它由管杆、光纤和传感器组成，利用光纤传输数据，可实时监测钻井过程中的各种参数变化，提供钻井数据如温度、压力、流量等，从而提高钻井的安全性和效率。
光钻杆的主要用途如下：1. 钻井监测与控制：光钻杆可以实时监测钻井过程中的各种参数变化，如井底温度、井壁压力、钻头旋转速度等，从而帮助钻井工程师了解钻井过程中的动态情况，并及时采取相应措施，确保钻井操作的顺利进行。
2. 井下地质勘探：光钻杆可以通过传感器测量井内地层的物理参数，如电阻率、泥浆密度等，从而帮助地质学家了解井下地层的性质并判断有无矿产存在。
这对于矿产勘探和石油、天然气等地下资源的开发具有重要意义。
3. 远程监控与数据传输：光钻杆通过光纤传输数据，可实现远程监控和数据传输。
钻井工程师可以通过电脑或手机等设备实时监测钻井过程中的各项参数变化，并及时掌握井下情况。
同时，光钻杆还可以将数据传输给数据中心，便于数据分析与存储，为钻井工程提供科学依据。
4. 技术研发与创新：光钻杆的出现也为钻井工程的技术研发和创新提供了新的方向和可能性。
通过光纤传输信号，可以实现高速数据传输和远程操作，从而改变了传统钻井工具只能进行近距离、低速数据传输的局限。
光钻杆的使用还可以通过提高钻井效率，降低勘探成本，提高资源开采率等方面带来经济效益。
总结来说，光钻杆是一种将光纤技术应用于钻井过程中的创新工具，具有实时监测、远程监控和数据传输等功能，可以提高钻井的安全性和效率，帮助地质勘探和资源开发，并为钻井工程的技术创新提供新的可能性。
随着光纤技术的不断发展和成熟，相信光钻杆在未来将有更广阔的应用前景。
光面钻杆和螺旋钻杆在不同条件下的优势互补
任军亮
（晋城煤业集团成庄矿抽放工区山西晋城048021）
摘要：本文对光面钻杆和螺旋钻杆在成庄矿不同煤体条件下的应用进行分析和对比，对正常煤体中光面钻杆钻进和对松软煤层中螺旋钻杆钻进技术进行了介绍，并对两种钻杆的优缺点进行分析研究。
关键字：光面钻杆螺旋钻杆不同条件对比分析
近年来，随着成庄矿生产规模的扩大和开采深度的加深，为了避免瓦斯事故的发生，成庄矿采取了在本煤层中施工钻孔预抽放瓦斯，释放瓦斯压力。
钻孔深度决定着瓦斯抽采的范围和效率。
由于我矿煤层赋存条件不同，四五盘区煤层透气性差，煤质松软，甚至有动力现象或突出危险性，松软突出煤层在我矿可采煤层中占有很大比例，深孔钻进的难易程度差别很大。
使煤层预抽钻孔成孔难度大，容易出现塌孔和卡钻现象，造成钻孔成孔率低，成孔深度浅。
掉钻现象严重，致使瓦斯抽放效果不理想，影响了我矿安全生产工作的正常进行。
所以如何解决煤质松软区段钻进成孔问题是我矿施工抽放钻孔的一大难题。
下面就我矿在瓦斯抽放钻孔施工中使用的工艺和遇到的问题进行简单的分析并对几种不同工艺存在的优缺点进行比较。
目前我矿存在有两种施工工艺：
一、水力光面钻杆施工工艺
顾名思义，水力成孔工艺就是以水作为循环介质，通过注浆泵输送高压水冷却润滑钻具，水流将钻渣从钻杆和钻孔壁之间的空隙中排出排出煤粉。
优点：这种方式在煤的硬度系数较高的煤层中钻速度快、操作简单，排渣效果好，工艺比较成熟。
由于是水力施工，洁净，污染小，巷道煤尘少，工作面环境好，不会对工人呼吸器官造成伤害。
其使用方便的优点得到了行业的认可。
缺点：在松软煤层中钻进时，循环水对于孔壁的冲刷，浸泡等破坏作用相当严重，钻孔极易破碎塌孔，于地应力、瓦斯压力、钻杆震动等因素，在钻进过程中经常出现局部塌孔抱钻杆现象，成孔极其困难。
此时水力排渣通道堵塞，轻者卡钻、丢钻，严重时因摩擦发热引起煤和瓦斯燃烧酿成重大安全事故。
另外，由于是水力施工，在钻孔和煤体中难免会有水遗留在煤体和钻孔中，当连接抽放管路时，抽放管路里的负压会把钻孔和煤体中的剩余水份抽出，造成管路积水，这样就又给抽放系统带来一定的隐患和处理上的麻烦。
二、螺旋钻杆施工工艺
通过松软煤层钻进实践不断的探索，螺旋钻进技术得到了认可。
螺旋钻进属于干式钻进，它是利用钻机齿筒锁产生的动力通过光钻杆传递给螺旋钻杆至钻头，孔底及孔壁产生的钻屑则由螺旋钻杆排至孔外，实际上螺旋钻杆和钻孔之间组成了一个“螺旋运输机”。
与水力，成孔工艺相比较，螺旋钻进有以下优点：
1．由于螺旋钻杆能及时输出所钻下的煤粉，无重复破碎现象，
而且能减少对煤的扰动，也没有静液柱压力影响孔底煤的破碎，在软煤中钻进效率高。
2.钻进过程中，螺旋钻进不需要冲洗介质，因而减少了配置和输送冲洗液的辅助工作，适合在井下无水或水供应不足的情况下钻进，而减少了孔壁的破坏几率，成孔率高。
3.钻进辅助设备少，减少了工人的劳动强度，提高了钻进效率。
4.钻进过程中振动、噪音少。
减少了钻杆因振动对孔壁的影响。
5.在钻进过程中可有效的避免由于瓦斯含量过大而产生喷孔现象。
由于3#煤层瓦斯大，在钻进过程中多次发生喷孔现象，发生喷孔后，孔内负荷增大，出现卡钻现象，但由于采用钻机能力大，钻杆为插接式连接可反转，顺利的处理了钻孔事故，保证了钻孔的正常进行，
下面是我矿在4224副巷煤体松软地段光面钻杆和螺旋钻杆施工的一个对比图：
图中，蓝色条状代表光面钻杆，钻孔最短的有13米，最长82米，而
紫色条状代表螺旋钻杆，钻孔最短的17米，最长的138米。
效果远远好于光面钻杆。
缺点：钻杆没有水的润滑，长时间和煤体进行干摩擦容易产生高温甚至火花，使摩擦力增大，钻杆容易老化，受煤体条件影响钻进速度要比正常煤体中光面钻杆钻进速度慢很多。
由于是干钻进，施工现场煤尘飞扬，煤尘容易对下风侧人员造成伤害，且煤粉容易被抽放管路的负压带进管路，对管路造成威胁。
螺旋钻杆在钻进过程中，还需要时刻注意钻进压力不能太大，如果钻进松软煤层给进压力太大，螺旋钻头来不及切削便被压入煤层中，致使单位时间内粉量增大，而且螺旋钻杆本身在螺旋过程中，由于螺旋叶片导粉时与煤粉相互作用而使螺旋钻杆产生一个向钻孔方向的力，所以在钻进过程中，钻机的给进压力要适当，这样才能控制好螺旋钻杆的产粉量和排粉量的平衡，保证在钻进过程中能充分的排除煤粉。
给进压力的掌握，需要针对不同钻机、不同煤层特征和排渣条件进行测试和总结。
当钻孔向煤体深部推进时，由于钻孔的排渣距离长，排渣阻力也相应增加，滞留在孔内的沉渣也就越多，孔内的空间也就越少。
因此只要发现孔内空间和孔口排渣量减少，必须停止前进，不能蛮进，这时钻杆应退退进进、来回反复掏空。
此外由于所使用的螺旋钻杆采用插接式连接，所以开始钻孔之前要将钻机稳固好，防止钻机在钻进过程中震动，造成钻杆在钻进过程中摆动或闪动，形成钻孔偏离中心，孔壁不平直，增加了钻进时的阻
力，消弱了前进能力，消弱了前进能力，孔壁受钻杆摆动影响而破坏，增加塌孔、堵孔的形成条件。
而且钻机不稳定造成的钻孔偏心会增加钻杆的充填率，造成排粉不及时，出现堵孔现象。
通过实践证明螺旋钻杆在解决松软煤层钻进成孔问题中具有相当大的优势，能够避免松软煤层钻进成孔过程中所发生的钻孔事故。
通过对比我们可以得出结论，光面钻杆施工工艺在煤的硬度系数较高的煤层中钻速度快、操作简单，螺旋钻杆施工工艺能够满足松软煤层成孔要求，他们各有优点，我矿应该用不同的钻杆施工工艺来解决不同煤体条件下的钻孔施工问题。
总结：对于光面钻杆施工工艺和螺旋钻杆施工工艺在成庄矿的使用中难免会遇到一些问题和难题，这需要我们共同去克服和解决，作为高瓦斯矿井，防止瓦斯突出，加大瓦斯抽采力度是我矿每年安全工作的重要任务。
为此，探讨高效快速且经济有效的高瓦斯抽放钻探工艺，解决上述矛盾问题就显得非常必要。
参考文献：《矿井瓦斯抽放理论与技术》
《瓦斯抽放工》
《螺旋钻杆在特殊条件下的应用》
作者：任军亮；出生年月：1985年12月21日；性别：男；见习技术员；2007年毕业与山西煤炭职业技术学院；现从事瓦斯抽放工作；电话：3616777。
