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摘 要:深孔临时止水套管不能一次成功提拔上来，不但直接影响施工效益，严重时还会对矿井安全生产造成隐患。针对影响临时止水套管一次成功提拔的主要因素，主要围绕预防孔斜、保持孔径规则、替浆冲孔、下止水套管、压缩止水器、起拔套管等方面，采取了一系列行之有效的提高深孔临时止水套管一次成功提拔的技术措施，取得了较好的效果。
关键词 临时止水套管一次成功提拔技术措施
中图分类号：TU74文献标识码： A 文章编号：
水文钻孔抽水试验目的是了解含水层富水情况，掌握矿井开采的基础水文资料，保证矿井安全生产的重要措施之一。抽水试验结束后，有的钻孔止水套管无法一次成功提拔上来，而采用套反的方法逐根起拔，造成破坏套管头、找不到套管头等套管事故，不但影响钻孔施工效率，严重时还会给矿井安全生产造成隐患。经过多年实践，主要围绕预防孔斜、保持孔径规则、替浆冲孔、下止水套管、压缩止水器、起拔套管等方面，总结了一套行之有效的提高深孔临时止水套管一次成功提拔的技术措施。
1. 影响止水套管提拔的主要因素
影响深孔临时止水套管一次提拔成功的主要因素有钻孔孔斜率大、孔壁不规不圆滑、孔壁吸附套管、岩粉抱埋套管、止水器与孔壁挤夹力过大、抽水试验时间长等。
2.止水方法
止水方法一般采用异径止水法和同径止水法。当含水层孔段较浅，含水层顶板完整时，一般采用同径止水法；当含水层孔段较深时，为节约滤水管一般采用异径止水法。
3.技术措施
3.1钻孔防斜技术
钻孔孔斜是影响下止水套管和一次提拔止水套管的重要因素。采取以下防止钻孔偏斜技术措施：
3.1.1把好开孔关
（1）正确安装钻探设备。地基和底盘要坚固、稳定；钻塔和钻机安装要周正、牢固、水平。钻塔天轮、提引器中心、主动钻杆中心与钻孔中心在同一条铅垂线上；不得使用旷动的主动钻杆导管及弯曲的主动钻杆、钻铤和岩芯管。
（2）下好孔口导向管。保证孔口管垂直并与立轴同心，并用水泥固定牢靠。
（3）开孔时，选用锋利刮刀复合片无芯钻头；随孔深增加逐渐增加钻铤长度，直到钻铤总重量超过所需钻压的20%-30%为止；回次结束前，钻头已磨钝时，不得加压强行钻进。
（4）合理选择钻具组合。在保证冲洗液畅通及孔内安全的情况下，尽量选择满眼钻进，在岩芯管或无芯钻头上部加扶正器。
（5）保证换径、扩孔钻具的同心度。换径时，采用的外导向长度不短于5m，第一次钻进时，小径岩芯管要短于1m；扩孔时应采用内导向，并增加粗径钻具长度。
（6）开孔钻进100-200m时，应对钻机基础是否下沉和“四点”是否仍在一条铅垂线上进行全面检查。
3.1.2合理选择钻进参数和操作方法
（1）采用合理的钻进规程参数。钻进过程中换层时，岩层由软变硬或由硬变软，岩层由完整变破碎或由破碎变完整，均应减压、减速钻进。特别在岩层倾角较大的情况下，更要有一个定孔的过程。所谓定孔，就是在钻进倾角较大的岩层中，一旦发现换层，就要适当把钻头提起一定高度，反复轻压向异性岩层钻扫，通过上部孔径的导正，使钻头在进入新的岩层界面时，保持钻孔中心线不发生变化，然后再进行正常钻进。钻进破碎层、砾石层、松散层时，不应使用过大的钻压和转速。
（2）在易斜地层中钻进，要采用“轻压快转”的方法。“轻压”是指在相同岩层中比正常的钻进压力减小20%-30%；“快转”是指按钻机能力，比正常使用的转速增加50-70r/min。
（3）下钻后扫孔。由于每次钻程的后期，钻头外刃和底刃都有相当的磨损，甚至有的崩刃，使孔壁不规整。为了保持孔壁圆滑，下钻离孔底0.3-0.5m时，用慢速轻扫到孔底。如果上次钻程发现钻头磨损超标，使孔径缩小，下一钻程应扫到孔底钻进0.5-1m后提钻。
（4）在不稳定的冲积层中钻进，一定要使用低粘度、失水量小的低固相泥浆，钻进时可防糊钻或憋泵。无芯钻进若泥浆质量差，经常会使钻头的三个水眼堵住两个，造成单眼偏射钻进，从而造成孔斜。
（5）在易翻孔、掉块的岩层中钻进时，要使用粘度较高的泥浆，防止孔壁被过大冲刷，控制孔径不必要的增大。
（6）钻孔钻进深度增加后，需要减压钻进时，要使提引吊环、主动钻杆及钻孔中心线处在同一条铅垂线上，防止提引大绳偏离主动钻杆而造成主动钻杆偏摆。
（7）钻进中，严格执行判层记录、时间进尺记录。防斜措施制定后，三班操作一致。扶把人要精神集中，及时分析孔内情况，控制每次钻程时间，做到合理提钻。
3.1.3合理选择钻孔结构
钻孔尽量考虑采用一级结构，即一个孔径到底；设计孔深在1000m之内，可选用直径φ113mm的钻头。
3.1.4合理安装扶正器
钻进中，为了加足钻压而又防止钻铤产生纵弯曲，在钻铤的适当位置加装扶正器是较好的方法。扶正器要接在钻铤挠度最大一点的近处。适当的稳定作用，既可防止孔坍，也可防止钻铤产生一次纵弯曲。实际使用中，直径φ68mm的钻铤，其扶正器上部位置，距钻头以上18-20m，下扶正器连接在钻头上部。并随所加钻压的不同，及时调整上扶正器的位置。
3.2替浆冲孔
为防止泥皮及泥浆中的岩粉吸、埋止水套管，若孔壁稳定，试下套管结束后按以下步骤和方法冲孔换浆：
（1）把冲孔钻具下至抽水段底部，进行全孔泥浆循环，同时采用除砂器把孔内泥浆中的岩粉清除干净。
（2）把冲孔钻具下至孔底，用清水把孔内的泥浆全部替换出来，并冲至水清。
（3）下入捞砂管清除孔底沉淀的岩粉。
3.3下止水套管
冲洗孔、捞砂、试下套管结束后，下止水套管时要做好以下工作：
（1）用长岩芯管探明孔径畅通无阻后，迅速将套管下入，中途不得停顿。
（2）所下套管必须缠麻、抹铅油，并把套管丝扣连接紧密，确保止水质量。套管外壁涂一层黄油，以利于套管起拔。
（3）每下5根套管要向套管内注满清水，防止水压顶坏止水内盘。
（4）下套管过程中严禁转动孔内套管，防止倒开止水器。
（5）套管下至预定孔深后，倒开止水器进行压缩前，要对所下套管长度进行确认，确保止水套管下至设计深度。
3.4压缩止水器
（1）止水器倒扣時所给压力应控制在3-5kN，并随着压力的减小而逐渐给压，直到拉力表指针突然上升至套管自重时，说明止水器丝扣已完全倒开，这时可缓慢下放套管至拉力表示数为8-10kN或止水器下压三分之二，这样可防止因止水器与孔壁挤夹力过大造成套管起拔困难。
（2）砸好卡瓦，并在卡瓦上端焊一挡板，防止卡瓦松动而发生跑管事故。
（3）套管下完后，在技术止水套管与护壁套管之间的环状间隙上端用布堵严，防止冲洗孔时岩粉及其它异物进入套管外间隙。
3.5抽水试验
套管下至预定位置后，应尽快开展止水检查、投盘、洗井、抽水试验及稳定水位工作，做到各工序连接紧密，尽量缩短临时抽水套管在孔内的停留时间。
3.6起拔止水套管
（1）起拔套管前要检查整改天轮、钢丝绳、提引器、钻塔螺丝、拉力表等设备设施，并用钢丝绳把套管与滑车连接在一起，所卡绳卡要牢靠。
（2）起拔套管前用泥浆注满钻孔，防止因套管提拔活动后造成孔壁坍塌。
（3）起拔时除操作升降机人员外，其他人员不准在塔内停留。
（4）采用升降机加泵压同时缓慢提拔，逐渐加大提升力，反复提拉，但最大提升力不得大于160KN（拉力表显示40KN），直至把套管提动。
（5）若需拉力过大时，可利用拉力器下至套管内某一深度按照由小到大的提引力缓慢提拉，但最大提升力不得超过设备设施的额定载荷。经过反复提拉，直至把套管提动。
4.效果
通过采取以上措施，临时止水套管一次成功提拔率达90%以上，可缩短工期10-15天，取得较好的经济和社会效益。
作者简介：李昌同（1971.11-），男，汉族，山东济宁人，1997年毕业于中国矿业大学探矿工程专业，从事煤田地质勘探、水文水井钻探、冻结工程施工管理工作
关键词 临时止水套管一次成功提拔技术措施
中图分类号：TU74文献标识码： A 文章编号：
水文钻孔抽水试验目的是了解含水层富水情况，掌握矿井开采的基础水文资料，保证矿井安全生产的重要措施之一。抽水试验结束后，有的钻孔止水套管无法一次成功提拔上来，而采用套反的方法逐根起拔，造成破坏套管头、找不到套管头等套管事故，不但影响钻孔施工效率，严重时还会给矿井安全生产造成隐患。经过多年实践，主要围绕预防孔斜、保持孔径规则、替浆冲孔、下止水套管、压缩止水器、起拔套管等方面，总结了一套行之有效的提高深孔临时止水套管一次成功提拔的技术措施。
1. 影响止水套管提拔的主要因素
影响深孔临时止水套管一次提拔成功的主要因素有钻孔孔斜率大、孔壁不规不圆滑、孔壁吸附套管、岩粉抱埋套管、止水器与孔壁挤夹力过大、抽水试验时间长等。
2.止水方法
止水方法一般采用异径止水法和同径止水法。当含水层孔段较浅，含水层顶板完整时，一般采用同径止水法；当含水层孔段较深时，为节约滤水管一般采用异径止水法。
3.技术措施
3.1钻孔防斜技术
钻孔孔斜是影响下止水套管和一次提拔止水套管的重要因素。采取以下防止钻孔偏斜技术措施：
3.1.1把好开孔关
（1）正确安装钻探设备。地基和底盘要坚固、稳定；钻塔和钻机安装要周正、牢固、水平。钻塔天轮、提引器中心、主动钻杆中心与钻孔中心在同一条铅垂线上；不得使用旷动的主动钻杆导管及弯曲的主动钻杆、钻铤和岩芯管。
（2）下好孔口导向管。保证孔口管垂直并与立轴同心，并用水泥固定牢靠。
（3）开孔时，选用锋利刮刀复合片无芯钻头；随孔深增加逐渐增加钻铤长度，直到钻铤总重量超过所需钻压的20%-30%为止；回次结束前，钻头已磨钝时，不得加压强行钻进。
（4）合理选择钻具组合。在保证冲洗液畅通及孔内安全的情况下，尽量选择满眼钻进，在岩芯管或无芯钻头上部加扶正器。
（5）保证换径、扩孔钻具的同心度。换径时，采用的外导向长度不短于5m，第一次钻进时，小径岩芯管要短于1m；扩孔时应采用内导向，并增加粗径钻具长度。
（6）开孔钻进100-200m时，应对钻机基础是否下沉和“四点”是否仍在一条铅垂线上进行全面检查。
3.1.2合理选择钻进参数和操作方法
（1）采用合理的钻进规程参数。钻进过程中换层时，岩层由软变硬或由硬变软，岩层由完整变破碎或由破碎变完整，均应减压、减速钻进。特别在岩层倾角较大的情况下，更要有一个定孔的过程。所谓定孔，就是在钻进倾角较大的岩层中，一旦发现换层，就要适当把钻头提起一定高度，反复轻压向异性岩层钻扫，通过上部孔径的导正，使钻头在进入新的岩层界面时，保持钻孔中心线不发生变化，然后再进行正常钻进。钻进破碎层、砾石层、松散层时，不应使用过大的钻压和转速。
（2）在易斜地层中钻进，要采用“轻压快转”的方法。“轻压”是指在相同岩层中比正常的钻进压力减小20%-30%；“快转”是指按钻机能力，比正常使用的转速增加50-70r/min。
（3）下钻后扫孔。由于每次钻程的后期，钻头外刃和底刃都有相当的磨损，甚至有的崩刃，使孔壁不规整。为了保持孔壁圆滑，下钻离孔底0.3-0.5m时，用慢速轻扫到孔底。如果上次钻程发现钻头磨损超标，使孔径缩小，下一钻程应扫到孔底钻进0.5-1m后提钻。
（4）在不稳定的冲积层中钻进，一定要使用低粘度、失水量小的低固相泥浆，钻进时可防糊钻或憋泵。无芯钻进若泥浆质量差，经常会使钻头的三个水眼堵住两个，造成单眼偏射钻进，从而造成孔斜。
（5）在易翻孔、掉块的岩层中钻进时，要使用粘度较高的泥浆，防止孔壁被过大冲刷，控制孔径不必要的增大。
（6）钻孔钻进深度增加后，需要减压钻进时，要使提引吊环、主动钻杆及钻孔中心线处在同一条铅垂线上，防止提引大绳偏离主动钻杆而造成主动钻杆偏摆。
（7）钻进中，严格执行判层记录、时间进尺记录。防斜措施制定后，三班操作一致。扶把人要精神集中，及时分析孔内情况，控制每次钻程时间，做到合理提钻。
3.1.3合理选择钻孔结构
钻孔尽量考虑采用一级结构，即一个孔径到底；设计孔深在1000m之内，可选用直径φ113mm的钻头。
3.1.4合理安装扶正器
钻进中，为了加足钻压而又防止钻铤产生纵弯曲，在钻铤的适当位置加装扶正器是较好的方法。扶正器要接在钻铤挠度最大一点的近处。适当的稳定作用，既可防止孔坍，也可防止钻铤产生一次纵弯曲。实际使用中，直径φ68mm的钻铤，其扶正器上部位置，距钻头以上18-20m，下扶正器连接在钻头上部。并随所加钻压的不同，及时调整上扶正器的位置。
3.2替浆冲孔
为防止泥皮及泥浆中的岩粉吸、埋止水套管，若孔壁稳定，试下套管结束后按以下步骤和方法冲孔换浆：
（1）把冲孔钻具下至抽水段底部，进行全孔泥浆循环，同时采用除砂器把孔内泥浆中的岩粉清除干净。
（2）把冲孔钻具下至孔底，用清水把孔内的泥浆全部替换出来，并冲至水清。
（3）下入捞砂管清除孔底沉淀的岩粉。
3.3下止水套管
冲洗孔、捞砂、试下套管结束后，下止水套管时要做好以下工作：
（1）用长岩芯管探明孔径畅通无阻后，迅速将套管下入，中途不得停顿。
（2）所下套管必须缠麻、抹铅油，并把套管丝扣连接紧密，确保止水质量。套管外壁涂一层黄油，以利于套管起拔。
（3）每下5根套管要向套管内注满清水，防止水压顶坏止水内盘。
（4）下套管过程中严禁转动孔内套管，防止倒开止水器。
（5）套管下至预定孔深后，倒开止水器进行压缩前，要对所下套管长度进行确认，确保止水套管下至设计深度。
3.4压缩止水器
（1）止水器倒扣時所给压力应控制在3-5kN，并随着压力的减小而逐渐给压，直到拉力表指针突然上升至套管自重时，说明止水器丝扣已完全倒开，这时可缓慢下放套管至拉力表示数为8-10kN或止水器下压三分之二，这样可防止因止水器与孔壁挤夹力过大造成套管起拔困难。
（2）砸好卡瓦，并在卡瓦上端焊一挡板，防止卡瓦松动而发生跑管事故。
（3）套管下完后，在技术止水套管与护壁套管之间的环状间隙上端用布堵严，防止冲洗孔时岩粉及其它异物进入套管外间隙。
3.5抽水试验
套管下至预定位置后，应尽快开展止水检查、投盘、洗井、抽水试验及稳定水位工作，做到各工序连接紧密，尽量缩短临时抽水套管在孔内的停留时间。
3.6起拔止水套管
（1）起拔套管前要检查整改天轮、钢丝绳、提引器、钻塔螺丝、拉力表等设备设施，并用钢丝绳把套管与滑车连接在一起，所卡绳卡要牢靠。
（2）起拔套管前用泥浆注满钻孔，防止因套管提拔活动后造成孔壁坍塌。
（3）起拔时除操作升降机人员外，其他人员不准在塔内停留。
（4）采用升降机加泵压同时缓慢提拔，逐渐加大提升力，反复提拉，但最大提升力不得大于160KN（拉力表显示40KN），直至把套管提动。
（5）若需拉力过大时，可利用拉力器下至套管内某一深度按照由小到大的提引力缓慢提拉，但最大提升力不得超过设备设施的额定载荷。经过反复提拉，直至把套管提动。
4.效果
通过采取以上措施，临时止水套管一次成功提拔率达90%以上，可缩短工期10-15天，取得较好的经济和社会效益。
作者简介：李昌同（1971.11-），男，汉族，山东济宁人，1997年毕业于中国矿业大学探矿工程专业，从事煤田地质勘探、水文水井钻探、冻结工程施工管理工作