煤炭科学技术

作者：程桦, 姚直书, 荣传新, 王宗金, 朱建, 郭龙辉, 王晓云, 谢鲍,

关键词：含水弱胶结基岩, 钻井法凿井, 关键技术, 高效钻进,

钻井法在西部深厚含水弱胶结基岩立井井筒施工中得到成功应用，体现了少人、安全、绿色、智能化建井技术发展方向。为解决该工法施工立井井筒出现的工程问题，笔者不断迭代发展钻井法凿井技术，从钻机、刀具刀盘、破岩钻进、井壁结构，以及施工工艺等诸多方面，分析存在的关键技术问题，介绍近期国内相应研究与应用进展，提出今后应重点研究方向。关键技术问题：我国现有竖井钻机难以满足西部地层特点及深大井筒施工要求，亟待研发新一代扭矩大、动力足、自动化水平高的大型竖井钻机；穿越西部侏罗系泥质砂岩时，排碴效果差、刀具磨损严重、钻进效率低下、易造浆等；适用于西部地层特性的井壁结构及设计计算方法；深大井筒井壁漂浮下沉过程的稳定性计算等。关键技术研究进展：研制了适应西部深厚含水基岩立井井筒施工的ZMD120/1200新型钻机；以破岩比能和岩石可钻性为特征参数分级指标，提出了侏罗系岩层可钻性分级标准；厘清了排碴流场分布规律及主要影响因素，提出了优化钻头吸碴口结构形式评判指标和方法，揭示了铣齿滚刀分区破岩力学机制。研发了低固相新型泥浆与调控技术，提出了适应西部地区条件的新型高强钻井井壁结构，完善了相应的设计计算方法，制备了大比重壁后充填材料，发展了深大井筒漂浮下沉与壁后充填技术。今后重点研究方向：钻机优化升级与智能化监控、刀盘刀具−排碴参数高效钻进全局优化、西部石炭二叠系地层钻井法凿井技术、西部地区钻井法凿井技术体系和相关标准规范等。

来源：2026年第1期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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