专利名称：煤炭工程孔定向钻进方法
技术领域：
本发明涉及钻探工程施工领域的一种方法，尤其是煤矿工程孔定向钻进方法。
背景技术：
钻进工程按其应用领域可分为三类一是勘探(EXPLORATION)领域，以探为主，是 指包括科学钻探(大陆和海洋科学钻探)在内的有目的的勘察地下或海底地质构造、地壳 活动变迁、各类矿产、能源和地下水资源等；二是生产(PRODUCTION)领域，以生产为主，包 括各类生产井孔、观测井孔、开采油气、地热、地下水、盐类矿产和其它矿产，处理污水，观测 地震、地面沉降与地下水污染；三是施工(CONSTRUCTION)领域，用钻进技术进行各项岩土 工程施工和处理，包括各类桩墙基础、井孔隧涵、管线铺埋、钻孔爆破和注浆处理等。十分明 显，所有以上各种不同用途的井孔桩墙等应用领域，往往要求采用不同的钻进工艺。在煤矿 钻孔施工中，人们常采用偏心楔式、扫大孔、垫钻机等手段处理钻孔的偏斜，采用这种方式 存在着钻孔精度低、工序复杂、“大角度狗腿”的出现等不利于下一步钻孔作业等的突出问 题。
发明内容
为了克服现有的定向钻进方法钻孔精度低、工序复杂的不足，本发明提供一种煤 矿工程孔定向钻进方法，该煤矿工程孔定向钻进方法具有钻孔精度高、工序简单、钻孔光滑 有利于钻孔的下一步作业的特点。本发明的技术方案是一种煤炭工程孔定向钻进方法以，包括以下步骤一、设计钻孔轨迹根据工程钻孔要求，设计钻孔轨迹、设计钻进参数；二、确定工程所需要的专用设备、机具及仪器，根据钻孔各阶段的需要对钻进设备 进行组合；三、按步骤一中设计的轨迹及参数进行施工，当一个阶段完成后，测斜仪测量已完 成的钻孔轨迹，分析数据是否与设计的轨迹相同，并预期下一步轨迹；四、在步骤三中若需要纠偏或者修正钻孔的走向，则进行钻孔的钻进设计，然后重 复步骤二的内容，如此往复，直至钻孔完毕；若不需要纠偏或者修正钻孔的走向，则继续钻 下一孔段，直至钻孔完毕。本发明具有如下有益效果该煤炭工程孔定向钻进方法由于每个孔段均进行测斜 数据分析，保证了钻孔精度高，并且工序简单，易于控制，同时还具有以下优点1、在深井 注浆法凿井作业中可实现上部凿井作业，下部同时注浆进行平行建井作业，达到缩短建井 工期目的，并且可以不停产修复生产井筒，用绕过地面、地下障碍物的定向钻孔方法进行处 理，不会破坏井壁；2、用定向纠编的方法可靠地把钻孔纠过来，避免造成经济损失；3、使某 些施工方法更经济、合理、科学，例如丛式探水孔、治水孔、钻进斜井冻结孔，采用定向钻进 方法钻进斜井冻结孔可不钻二排钻孔，而象竖井冻结那样，钻一圈冻结孔，达到减少冻结工 程量，提高钻孔利用率目的；4、可以绕过地面、地下障碍物，钻井抢险救灾应急孔，钻井工程特殊要求钻孔。
附图1是实施例一中东欢坨二号井“S”形群孔定向钻进示意图。
具体实施例方式一种煤炭工程孔定向钻进方法，包括以下步骤一、设计钻孔轨迹1、根据工程钻孔要求，包括孔位、孔深、钻孔精度、地层情况等，设计所需要的钻孔 轨迹，包括直孔段、造斜段、稳斜段、降斜段等；2、设计钻进参数，如钻压、转速、钻井液性能、流量、泵压等；二、确定工程所需要的专用设备、机具及仪器，包括钻机、钻杆、扶正器、专用接头、 斜向器、钻头、井下动力钻具、测斜仪、泥浆泵等，分别确定每段所用型号、参数等，即是对各 种设备的一个合理的排列组合；三、输入钻进参数，按步骤一中设计的轨迹及参数进行施工，当一个阶段完成后， 测斜仪测量已完成的钻孔轨迹，分析数据并绘制当前钻孔轨迹，判断是否与设计的轨迹相 同，并预期下一步轨迹趋势；四、如果步骤三中测得的钻孔轨迹与步骤一中设计的轨迹相同或者偏斜量不足以 影响下一步钻孔轨迹，则可以按预定的设计继续钻进；如果钻孔轨迹偏离了设计的轨迹，则 需要纠偏或者修正钻孔的方向，重新进行钻孔的钻进设计，然后重复步骤二的内容；如此往 复，直至钻孔完毕；若不需要纠偏或者修正钻孔的走向，则继续钻下一孔段，直至钻孔完毕。下面通过两个两个实施例对该方法进行具体说明实例一东欢坨矿二号井群孔定向钻进原开溧矿务局东欢坨二号井设计井深737m，地面预注浆孔深750m，420m以浅层段 采用冻结法，已经具备开挖条件，420 737m需注浆后才能开挖，为了缩短建井工期，需要 下部注浆与上部冻结段开挖平行作业。由于井口周围被凿井设施占据，无法布置垂直注浆 孔，注浆孔开孔位置均距井口一定距离，通过S孔绕过冻结段，在注浆段进入注浆孔设计落 点范围之内，完成420m以深层段的注浆施工。其具体步骤如下一、设计注浆孔轨迹注浆孔轨迹要求根据冻结段开挖及下部注浆工艺需要，注浆孔在孔深420 530m必须落在014m 0l7m范围内，到570m注浆孔要落在0Um的圈径上，落靶精度不得 低于相应孔深的6%。，570m以下为近似直孔。“S”形注浆孔地面布置及对应目标孔位置相对关系见附图1及表1。表1 “S”形注浆孔与目标孔相对位置
权利要求
1. 一种煤炭工程孔定向钻进方法，其特征在于包括以下步骤一、设计钻孔轨迹根据工程钻孔要求，设计钻孔轨迹、设计钻进参数；二、确定工程所需要的专用设备、机具及仪器，根据钻孔各阶段的需要对钻进设备进行 组合；三、按步骤一中设计的轨迹及参数进行施工，当一个阶段完成后，测斜仪测量已完成的 钻孔轨迹，分析数据是否与设计的轨迹相同，并预期下一步轨迹趋势；四、在步骤三中若需要纠偏或者修正钻孔的走向，则进行钻孔的钻进设计，然后重复步 骤二的内容，如此往复，直至钻孔完毕；若不需要纠偏或者修正钻孔的走向，则继续钻下一 孔段，直至钻孔完毕。
全文摘要
一种煤炭工程孔定向钻进方法。主要解决现有的定向钻进方法钻孔精度低、工序复杂的问题。其特征在于包括以下步骤一、设计钻孔轨迹根据工程钻孔要求，设计钻孔轨迹、钻进参数；二、确定工程所需的专用设备、机具及仪器，根据钻孔各阶段的需要对钻进设备进行组合；三、按步骤一中设计的轨迹及参数进行施工，当一个阶段完成后，测斜仪测量已完成的钻孔轨迹，分析数据是否与设计的轨迹相同，并预期下一步轨迹趋势；四、在步骤三中若需要纠偏，则进行纠偏设计，然后重复步骤二的内容，如此往复，直至钻孔完毕；若不需要纠偏，则继续钻下一孔段，直至钻孔完毕。该发明具有钻孔精度高、工序简单、钻孔光滑有利于钻孔的下一步作业的特点。
文档编号E21B7/04GK102094580SQ20091024220
公开日2011年6月15日 申请日期2009年12月10日 优先权日2009年12月10日
发明者刘敏, 周兴旺, 左永江, 徐润, 王胜利, 王铁群, 赵宏伟, 郑军, 韩圣铭 申请人:北京中煤矿山工程有限公司