碎软低透煤层“钻冲护”一体化水力造穴技术OA

【目的和方法】针对碎软低透煤层底板穿层水力造穴增透卸压瓦斯抽采作业中,钻孔煤层段塌孔严重,施工效率低,抽采效果差的问题,提出“钻冲护”一体化水力造穴增透卸压瓦斯高效抽采技术,并研发“钻冲护”一体化造穴装置。在实验室环境下,开展中心通道可控开闭和压力转换实验,优选中心通道封堵方案,确定最优造穴装置水力参数,配套大通孔钻杆和可开闭钻头,开展与传统钻冲工艺的施工和抽采效果对比试验。【结果和结论】(1)“钻冲护”一体化造穴装置可在3 MPa压力下实现低压钻进向高压造穴的功能切换,当流道孔径≥4 mm、造穴喷嘴孔径≥3.5 mm时,可确保钻进流量≥100 L/min,且高压造穴流量>150 L/min。(2)相较于原水力冲孔造穴技术,采用“钻冲护”一体化技术后,平均筛管下入率从87.1%提高到97.5%,特别是煤孔段平均护孔率由55.9%提高到98.2%。抽采30 d后采用该技术的钻孔瓦斯日抽采纯量和等效百米煤孔段的日抽采纯量分别为原技术的3.8、4.5倍,累计抽采纯量分别为原技术的1.69、2.01倍。(3)此外,该工艺全程只需下一次钻,冲煤效率是原技术的8.35倍,全流程作业效率提高一倍以上。“钻冲护”一体化工艺技术实现了钻孔、水力造穴、筛管护孔的全流程一体化施工,解决了现有碎软低透煤层冲孔造穴施工效率低、工艺繁琐、造穴后无法不提钻下入护孔筛管等技术难题,提高水力造穴增透卸压抽采效果。