LZ65螺杆钻在杨家湾矿区ZK801孔中的应用

祁恩强，朱金军

（西北有色地质勘查局七一七总队，陕西宝鸡721004）

LZ65螺杆钻在杨家湾矿区ZK801孔中的应用

祁恩强*，朱金军

（西北有色地质勘查局七一七总队，陕西宝鸡721004）

针对杨家湾矿区施工时易发生钻孔偏斜的问题，从初级定向，以及发生钻孔偏斜较大时，采用螺杆钻纠斜，包括螺杆钻的定向、螺杆钻的井下启动、还有纠斜后狗腿弯的处理等问题进行了详细的介绍。

钻孔弯曲；预防；处理；LZ65螺杆钻具；应用

1 施工情况介绍

杨家湾矿点属于某矿区外围，由于没有在该矿区进行过钻探施工，所以没有任何依据可查。在该矿点施工第一个钻孔ZK20801，该孔设计孔深920m，设计方位30°，设计倾角70°，以设计倾角进行开孔，当钻进至290m时，钻孔上漂严重，无法继续施工，不得已报废而重新开孔。在第二次开孔时进行了初级定向，设计倾角70°，按75°进行了开孔。在钻进施工中严格控制钻进参数，加密测点，来保证钻孔弯曲质量，该孔施工至750m，达地质设计要求而终孔。

ZK801号钻孔设计孔深750m，设计方位30°、倾角72°。与竣工的ZK20801孔相距约400m，由于有了前面施工的经验，进行了初级定向，即以75°倾角开孔，在钻进至350m时，由于钻孔上漂严重，上漂6°，无法继续施工，故采用螺杆钻纠斜，纠斜完后用Ø71mm的钻杆钻进至终孔。

2 主要钻探设备

HXY-44T塔机一体钻机，配R4105ZG53/56kW柴油机动力；BW250型水泵，配ZS1115/16.2kW柴油机动力。钻具：Ø71mm的钻杆、Ø73mm的钻具、Ø75mm/Ø49mm的金刚石钻头。

3 钻孔结构及钻进方法

据设计孔深及终孔口径，钻孔结构采用Ø110mm× Ø91mm×Ø75mm三级成孔工艺逐级换径，逐级换径在下入Ø89mm的套管后采用Ø75mm金刚石绳索取芯钻进，采用无固相泥浆护孔。

4 偏斜原因分析

（1）地层原因：该矿区岩层产状变化大，岩性以千枚岩和灰岩居多，千枚岩层理发育，软硬不均且局部地区软硬互层比较频繁，在该地层钻进时，极易发生钻孔偏斜的问题；

（2）人为因素：在该孔钻进中，由于个别班长对钻压的掌握不合理，导致在钻进至350m段时，钻孔倾角发生了上漂。

5 治斜

5.1 造斜钻具的组合

由下至上为：Ø70mm的纠斜钻头+Ø65mm的LZ螺杆钻具+Ø54mm的外平钻杆+Ø71mm的钻杆。

采用的纠斜钻头是Ø70mm的，钻杆是Ø71mm，考虑到LZ螺杆钻具的长度（只有2.8m）、钻孔倾角上漂的严重性（上漂6°），为了一次性能纠斜成功，在Ø71mm的钻杆和Ø65mm的LZ螺杆钻具之间加上了一根长3～5m的Ø54mm的外平钻杆，为了保证定向仪能下到定向接头位置，其中的异径接头内部采用了漏斗状的，使能够让定向仪顺利的通过。

5.2 螺杆钻的定向

下钻前首先应检查装备好的螺杆钻，定子以下的丝扣是否用粘合剂粘合，溢流阀是否打开。用一把自由钳卡住螺杆钻外壳，用另一把自由钳卡住下部异径接头，并顺时针拧动，检查转子与定子配合的松紧度。将检查装配好的螺杆钻具沿钻孔方向摆放，把螺杆钻具的上部支高，在重力的作用下，螺杆钻的弯外管弯处自然向下，引出母线，根据计算好的安装角和反扭矩所造成的反扭转角，以母线为基础，转动螺杆钻具至需要的角度后固定，松开定向仪的锁紧螺母，将定向仪插入定向接头内，连接好导线，打开电源，转动定向仪使安培表的指针处于短零的开始状态，此时的位置即为螺杆钻在井下的定向位置，拧紧锁紧螺母，转动螺杆钻具，检查螺杆钻所需位置方向是否是井下定向所需要的位置，并处于短零状态，转动几次，确认无误后，地表定向结束；抽出定向仪，在其定向键槽上涂抹油漆，待稍干后下井定向。这种方法定向，方便、简单、可靠、准确性高，避免了使用量角器测量角度的麻烦，减小了测量误差。螺杆钻具及钻杆在下井时，接头间缠生胶带密封且一定要拧紧，防止接头间泄漏及因螺杆钻在工作时的反扭矩使钻杆接头转动而改变安装角，造成造斜成功率降低。井下定向结束后，提出定向仪，检查定向键槽的油漆是否有擦磨的痕迹，若有擦痕则证明定向仪确已到位，若无则说明定向仪没有到位，必须重新下定向仪定向。在该孔的纠斜定向中，取得了成功。

5.3 螺杆钻的井下启动

螺杆钻具在下钻时，应缓慢下放钻具，至孔底0.5～1.0m时为止。必须在无荷载条件下启动，启动后缓慢下放，钻头到达孔底后，断开钻机离合器，变速箱和分动箱处于高速挡位，并锁死卷扬机的卷扬和制动，防止了钻杆反转，缓慢加钻压直到正常工作钻压为止。

5.4 治斜孔段急弯的处理

在该孔孔段的治斜，即在Ø75mm孔径中治斜，采用扩孔的办法不但费时、费力，而且也增加了成本，我们采用在Ø71mm钻杆上接Ø73mm的旧丝锥，在丝锥上面镶焊合金，下井至治斜孔段，轻压慢转，研磨治斜孔段的上端，反复研磨几次后，钻进钻具（长度4.0m）就能直接下到孔底。钻进中，在治斜孔段的钻杆折断事故未发生过。磨孔前后，在治斜孔段经过多次的孔斜测量，证明修磨急弯后对治斜效果没有影响。采用这种修弯钻具处理治斜孔段的急弯，取得了很好的效果，不但消除了孔内事故，而且节约了人力和材料，降低了生产成本，提高了生产效率。

5.5 效果

在该孔中一次性纠斜了6m，纠斜后钻孔倾角达到了地质设计要求，纠斜后正常钻进，钻进至661m达地质要求而终孔。

6 结语

在该地区钻进时，地层容易偏斜，初级定向和合理的钻进参数是保证钻孔弯曲质量的前提，还有人为操作应该规范；当遇到偏斜较大，无法满足地质要求时，我们可以采用通经的螺杆钻纠斜，以保证钻孔的弯曲质量。实践证明在该矿区采用这种纠斜方法是可用的。

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[2]李光华.螺杆钻侧钻分支绕障技术处理绳索取心钻孔事故[J].探矿工程，2001（11）.

[3]徐波.螺杆钻具和PDC钻头组合在鄂尔多斯工区定向井中的应用[J].探矿工程，2008（10）.

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1004-5716(2015)11-0072-02

2015-05-13

祁恩强（1963-），男（汉族），甘肃镇原人，高级工程师，现从事地质勘探技术管理工作。