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余吾煤业:优化工艺降成本

在井下施工过程中,打钻是有效治理瓦斯的重要一环。在打钻作业中,出现掉钻是常有的事情,因此在打钻作业时,精准的施工工艺是必不可少。如果出现掉钻现象时,能够及时打捞,不仅可以省下高额的购买费用,而且也避免了后续生产中的各种隐患。不得不说的是,一旦需要打捞,那将会耗时耗力,必须经由生产厂家、行业专家的指导,打捞时间更是不可预估。

余吾煤业探放水二队主要负责该公司井下打钻工作。2020年7月至11月,该队配合瓦斯治理研究中心顺利完成了S5102胶顺煤层顶底板分支钻孔区域条带预抽技术试验,钻孔抽采浓度高达70%以上,相比底抽巷穿层预抽、护帮钻孔预抽两种瓦斯治理模式节约瓦斯治理成本709万、84万元,实现了煤层瓦斯的超前、精益化治理。同年12月,该队继续应用此技术进行N3102胶顺煤层顶板羽状分支钻孔施工,达到增加分支孔成孔预抽时间,同时也可逐步试验定向钻机在该类煤质条件下的长距离煤孔施工效果及打钻条件适应性。

任何新的尝试和试验都会有风险。2020年12月31日0点班,探放水二队在井下作业过程中,钻机司机需要向后退钻杆,忽然听到孔内传来响声,钻机旋转压力和水压突然减小,推断钻杆可能折断,随即测量孔底DGS信号,测量显示“无信号”,一场紧急打捞掉钻的任务立即展开。

打捞任务并不是一帆风顺。千米钻机在井下钻孔深度大,出现掉钻的时候,经常使用的打捞方案一是使用辅助工具套孔,将钻杆进行打捞;二是使用掘进机掘出巷道,找到钻杆断面,确定所在位置,从而打捞。这样一来既费时费力又得开展后期巷道维护工作,给整个工作管理带来压力。

“千米钻机是井下打设长距离定向钻孔实现高效抽采的重要设备,长度仅为3米的定向探管是千米钻机的‘眼睛’和‘手臂’,可以实现对钻孔数据采集和钻机方向控制,是千米钻机最重要的组件。然而这套价值300多万的定向探管必须跟随钻头进入煤墙,极易因煤体地应力增大被卡死在煤体中无法取出,特别是对长时间埋在煤体里的定向探管打捞,更是行业性难题。”探放水二队队长王杨说。

接到打捞任务,瓦斯治理研究中心与探放二队立即分析掉钻原因,开始打捞。“当时我们推断,井下司机在处理抱钻情况时,对孔底情况分析判断不足,导致钻杆所受拉力、扭矩过大,导致钻杆剪切破坏。加上钻孔孔底有塌孔现象,孔内煤渣较多,钻机司机在退钻洗孔时,未能将孔内煤渣彻底洗净,造成孔内较大颗粒的煤块、矸块淤积孔底,导致钻头被卡住抱死。”探放水二队队长王杨说。

打捞任务最关键的节点就是找到钻杆断面,判断钻杆掉落的位置。“因为井下的羽状分支钻孔特别多,稍不注意钻头就会跑到别的分支里面,所以找到钻头掉落的位置,花费了大量的时间。”王杨介绍说。经过8天的反复尝试,队组在钻机厂家技术人员的指导下,开始加工各种直径的打捞铲、打捞钩、不同弯度的打捞公锥、母套筒尝试盲套钻杆,同时不放弃用加工的铲煤铲铲煤,用空心钻杆深入孔内抽水,继续尝试用钻孔窥视仪寻找钻杆,最终均以失败告终。

面对位置难以明确的结果,该队又总结此前的打捞步骤,重新制定打捞方案。通过制作C型钩探寻钻杆方位,打捞公锥对接钻杆。经过3天的时间,在钻孔窥视仪的辅助下,用打捞公锥成功接住掉入孔内的CHD断钻杆。位置明确后,该队进行扩孔作业,由于每层瓦斯压力,不断涌出水和淤泥,给扩孔带来了困难。该队员工有条不紊,交替作业,不断清理涌出来的於煤和水。终于在经过仔细的洗孔和铲煤后,在15m处发现掉落的钻杆。在接下来的三天里,扩孔失败、抱钻发生,继续扩孔。1月14日8点班—1月14日4点班,第二次扩孔成功,随着打捞器的步步深入,扶正器接触到钻杆,一点点将钻杆扶正到套筒里,通过钻机的公锥成功退钻。经过16个小时的打捞,钻杆成功捞出。

“整个打捞过程,我们总结了六个阶段:第一阶段:打捞公锥盲接钻杆。第二阶段:钻孔窥视仪寻找钻杆断面。第三阶段:打捞钩盲捞+清煤抽水找钻杆。第四阶段:大直径钻头扩孔找钻杆断面位置。第五阶段:C型钩探寻钻杆方位,打捞公锥对接钻杆。在总结第四阶段失败经验基础上,该阶段重新制定找孔内CHD钻杆方案。第六阶段:HQ钻杆扩孔至孔底,成功打捞钻杆。”瓦斯治理研究中心工作人员周建伟说。

“有一种胜利和自豪的感觉,当钻头打捞出后,我立即上井在群里向领导汇报,大家纷纷为我们点赞!”王杨开心地说道。此次打捞在探放水二队员工的精诚合作下,仅仅用了15天便顺利打捞,为公司避免了不必要的损失,也为他们积累了丰富经验。“我们对比了许多兄弟单位钻杆打捞过程,他们打捞的时候在井下掘进专门巷道几十米、几百米,大部分都是在作了很多努力的工作下,打捞数月无功而返。”该公司瓦斯治理研究中心负责人李云告诉记者。此次打捞成功是余吾煤业千米钻机施工队伍继去年成功掌握煤岩开分支预抽技术的基础上,又在钻杆打捞异常处置中取得了不菲的成绩,在“形成一种模式,锻炼一支队伍”的征程上,向前迈出了坚实的一步。

王杨告诉记者,在井下钻杆打捞前,首先要弄清掉钻的原因、掉钻的具体位置及孔内掉入钻具的种类及数量,根据钻孔实际情况确定打捞总体思路并制定切实可行的打捞方案,不可盲目打捞;要确定孔内掉钻钻杆断面位置及位于孔内的具体方位是打捞的重要一环,也是打捞前的基础准备工作,不可小视。用打捞器对接孔内掉钻钻杆是打捞的关键一环,也是一项技术难题,必须制定可行性较强的多套对接方案。

 0经验,15天,300万,此次打捞作业是余吾煤业探放水二队在孔内环境复杂、难度系数高的不利条件下首次取得成功,开启了井下打钻“算账”的新路子,也为今后的瓦斯打钻提供了宝贵的经验。

(文 武越 刘东海)