劉志臺(tái)，郭 棟

（山東省煤田地質(zhì)局第二勘探隊(duì)，山東濟(jì)寧272000)

T 130XD車載頂驅(qū)鉆機(jī)，采用伸縮桿和頂驅(qū)動(dòng)力頭裝置，在應(yīng)急救援中有諸多優(yōu)點(diǎn)：①液壓傳動(dòng)均勻穩(wěn)定，可無極調(diào)速，動(dòng)力功率大，提升能力強(qiáng)；②具有高度的機(jī)動(dòng)性能，鉆機(jī)施工占地面積?。虎垩h(huán)液可以采用空氣、泡沫、泥漿進(jìn)行循環(huán)或是潛孔錘鉆進(jìn)，可以適應(yīng)煤礦采空區(qū)、無水區(qū)等復(fù)雜條件的施工；④鉆孔開口口徑范圍大，可直接作為通訊、通風(fēng)、輸送食品的通道，分次擴(kuò)孔后還可作為排水孔和救援通道。

國外已有多此快速鉆進(jìn)與被困人員取得聯(lián)系，最后實(shí)施擴(kuò)孔，下吊桶，使人成功獲救的成功經(jīng)驗(yàn)。在2015年平邑礦難中我隊(duì)曾用t685施工一口探查孔，成功發(fā)現(xiàn)被困人員，作為補(bǔ)給和通訊的通道，最后成功救出被困人員。可見車載鉆機(jī)以其較強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性、對(duì)復(fù)雜條件的良好適應(yīng)性、鉆進(jìn)的高效性，可以在應(yīng)急搶險(xiǎn)中發(fā)揮十分重要的作用。下面將以T 130XD在煤礦透水應(yīng)急救援中所體現(xiàn)機(jī)動(dòng)性、鉆進(jìn)高效性為例，來進(jìn)一步了解車載鉆機(jī)在應(yīng)急救援的優(yōu)越性。

1 概況

山東新巨龍能源有限責(zé)任公司位于山東省菏澤市巨野縣龍固鎮(zhèn)，井田面積約142km2，地質(zhì)儲(chǔ)量15.8×108t，生產(chǎn)能力600×104t/a。2017年1月1日，新巨龍煤礦副井井壁在381～418m及井筒中心偏南和東南處發(fā)現(xiàn)3個(gè)出水點(diǎn)，涌水中含泥砂，水量14～16m3/h。前期采取了井壁打鉆泄壓、注漿等措施進(jìn)行處理，但治理效果不理想。如果不采取有效措施，繼續(xù)任險(xiǎn)情蔓延，不但副井不保，而且會(huì)造成緊鄰的一號(hào)主井、二號(hào)主井報(bào)廢，直接威脅整個(gè)煤礦生產(chǎn)安全，將造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。

到1月5日包括泄壓鉆孔涌水，水量已超過60m3/h，涌出泥砂超過50m3/d。研究分析后認(rèn)為井筒大量涌水帶砂后會(huì)對(duì)井壁壁后附近部分地層造成擾動(dòng)，形成一定的孔隙、空洞，繼續(xù)發(fā)展可能會(huì)對(duì)井筒安全造成影響。因此必須采取從地面施工，向含水層注漿充填加固鉆孔，對(duì)井筒涌水帶砂后受擾動(dòng)的地層進(jìn)行充填、壓密、固結(jié)。施工位置見圖1。

圖1 井位、井筒、凍結(jié)孔位置關(guān)系圖

2 方案設(shè)計(jì)

2017年1月7日上午十點(diǎn)接到山東省安監(jiān)局通知，我隊(duì)隨即組織T 130XD鉆機(jī)開赴現(xiàn)場，7日晚8點(diǎn)20分前到達(dá)現(xiàn)場，其它設(shè)備連夜裝車，于8日凌晨4點(diǎn)到達(dá)施工現(xiàn)場，開始施工。

本次副井井壁出水涌砂點(diǎn)深度初步確認(rèn)在381～382m和418m，第四系底板深度160.70m，巖性主要為粘土、砂質(zhì)粘土、粉砂，夾少量中細(xì)砂層；新近系底板深度567.70m，巖性主要為粘土、砂質(zhì)粘土、粉砂，夾少量中細(xì)砂層。鉆遇地層巖性見表1。

根據(jù)副井的地質(zhì)資料及礦方的設(shè)計(jì)要求，指定以下施工方案：

（1）?400mm鉆頭鉆進(jìn)井深15.50m后下入2根?339.7mm×9.65mm、鋼級(jí)N 80套管；然后采用?311.15mm三牙輪鉆頭鉆進(jìn)井深340.00m，下入?219.08mm×7.72mm、鋼級(jí)N80套管保護(hù)井壁；再采用?171mm三牙輪鉆頭鉆進(jìn)至井深440.00m，水泥封孔，掃水泥塞至井深330.00m完孔。如施工中遇到地層漏失現(xiàn)象，采用水泥注漿方式進(jìn)行堵漏，堵漏結(jié)束后，方可繼續(xù)鉆進(jìn)。井身結(jié)構(gòu)見表2。

（2）為了控制井斜，鉆進(jìn)過程中多加鉆鋌，鉆進(jìn)中多次通過單點(diǎn)測斜監(jiān)測井斜變化，根據(jù)測斜數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)。保持鉆井的垂直、井底位移不超2m。

（3）針對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、垮塌漏失嚴(yán)重，為保證鉆進(jìn)安全，鉆進(jìn)中采取大泵量、輕鉆壓、多劃眼等措施，以避免卡鉆事故的發(fā)生。

表1 鉆遇地層巖性概況

3 注漿施工

表2 17D-1孔井身結(jié)構(gòu)表

根據(jù)現(xiàn)場情況，我隊(duì)設(shè)計(jì)建立了三級(jí)注漿系統(tǒng)。注漿系統(tǒng)分3部分：制漿、攪拌混漿、灌注漿。制漿：水泥罐車到達(dá)現(xiàn)場后，用石油固井車制漿；攪拌混漿：石油固井車制漿后泵

入攪拌混漿池，通過攪拌使水泥漿更加均勻，防止水泥沉淀；灌注漿：泵吸經(jīng)攪拌后的漿液，注入孔內(nèi)。

由于現(xiàn)場情況的緊急性，必須要保證在鉆遇到漏失層后就要及時(shí)地把水泥漿注入到漏失層中，從而能夠迅速地充實(shí)裂隙，阻止進(jìn)一步漏失，保證井筒的安全。為保證注漿水泥漿質(zhì)量性能穩(wěn)定，提高制漿效率，我隊(duì)專門從山西晉城固井隊(duì)項(xiàng)目部調(diào)一臺(tái)固井車到施工現(xiàn)場，這是國內(nèi)首次把石油固井車用于注漿制漿中，所配制的漿液比重穩(wěn)定、均勻可靠，質(zhì)量優(yōu)良，而且配制過程便捷、省時(shí)、環(huán)保、配制效率高。

鑒于井壁主要涌水裂隙寬度小于2cm，充填材料以水泥為主。調(diào)制注入水泥漿，填充空洞裂縫、裂隙。注漿后期進(jìn)行了水泥漿輕壓灌注。為防止注漿壓力過大對(duì)井壁造成人為破壞，注漿壓力控制在泵壓1.5MPa以內(nèi)；發(fā)現(xiàn)注漿起壓及時(shí)停注、清洗泵及管路，直至不吃漿。

本鉆孔在井深406.00m、435m、445m附近出現(xiàn)的空隙、裂隙、空洞，泥漿漏失量大；起鉆完，采用下行注漿方式，依靠三級(jí)注漿系統(tǒng)和固井車對(duì)井筒漏失點(diǎn)出現(xiàn)的空隙、空洞注水泥漿進(jìn)行充填加固；確保鉆孔各含水層均得到有效封堵。注漿壓力控制在泵壓1.5MPa以內(nèi)并進(jìn)行注漿，防止壓力過大對(duì)井壁造成人為破壞。

1月21日注漿結(jié)束后，下鉆掃水泥塞至孔深330.00m完孔，完成設(shè)計(jì)施工要求，堵漏成功，施工結(jié)束。

本孔注漿共注水泥漿1055m3，計(jì)306t水泥。

為控制鉆孔靶區(qū)半徑不超2m，施工過程中利用測斜儀實(shí)時(shí)監(jiān)控孔斜。

4 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

（1）煤礦出現(xiàn)透失事故，由于其時(shí)間上的緊迫性、礦區(qū)空間上的局限性，需要應(yīng)急救援隊(duì)伍能夠快速入場，在有限場地中搭建好鉆機(jī)進(jìn)行施工。車載鉆機(jī)恰好可以充分發(fā)揮其機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、安裝速度快、所需面積小的特點(diǎn)，大大提高了應(yīng)急救援效率；

（2）該注漿孔井斜、井底位移要求嚴(yán)格，而地層的影響及施工進(jìn)度要求的快速鉆進(jìn)加大了井斜控制的難度，既要搶時(shí)間，又要保質(zhì)量。利用三牙輪鉆頭+直螺桿工藝鉆進(jìn)，鉆進(jìn)速度快，需要鉆壓小，與傳統(tǒng)鉆進(jìn)工藝相比，鉆進(jìn)效率明顯提高，同時(shí)可以保證井眼井身質(zhì)量，有效控制井斜；

（3）為了節(jié)約施工時(shí)間，保證注漿水泥漿質(zhì)量性能穩(wěn)定，提高制漿效率，采用了三級(jí)注漿系統(tǒng)搭配固井車的新工藝。首次把石油固井車用于注漿制漿中，配制的漿液比重穩(wěn)定、均勻可靠，質(zhì)量優(yōu)良，而且配制過程便捷、省時(shí)、環(huán)保、配制效率高。進(jìn)而及時(shí)快速地把水泥漿壓入漏失地層，填補(bǔ)裂隙，封堵空隙，有效完成堵漏工作；

（4）加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)成員的培養(yǎng)、鍛煉，做好鉆探設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)，從而能夠在有需要我們的時(shí)候可以快速地投入到應(yīng)急救援一線中去，避免災(zāi)害加劇造成更多的損失。