ICS73.020 CCSD80 中华人民共和国能源行业标准 NB/T11527—2024 煤矿井下气动定向钻进技术规程 Codeofpracticeforgasdirectionaldrillingincoalmine 2024-05-24发布 2024-11-24实施 国家能源局发布 中国标准出版社出版目 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 适用地层条件 2 …………………………………………………………………………………………… 5 钻进设备选型 2 …………………………………………………………………………………………… 6 钻孔设计 4 ………………………………………………………………………………………………… 7 场地要求 4 ………………………………………………………………………………………………… 8 钻进与完孔工艺 5 ………………………………………………………………………………………… 9 施工安全技术措施 7 ……………………………………………………………………………………… ⅠNB/T11527—2024前 言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国煤炭工业协会提出。 本文件由煤炭行业煤矿专用设备标准化技术委员会归口。 本文件起草单位:中煤科工西安研究院(集团)有限公司、淮河能源控股集团有限责任公司、淮北矿 业(集团)有限责任公司、山西天地王坡煤业有限公司、贵州安晟能源有限公司、西安煤科检测技术有限 公司。 本文件主要起草人:姚宁平、刘建林、王毅、张杰、方俊、陈建、徐瑞、刘飞、孙永新、陈功华、王力、 方有向、韩健、张哲。 ⅢNB/T11527—2024煤矿井下气动定向钻进技术规程 1 范围 本文件规定了煤矿井下气动定向钻进技术的适用地层条件、钻进设备选型、钻孔设计、场地要求、钻 进与完孔工艺、施工安全技术措施等内容要求。 本文件适用于煤矿井下以气基流体作为循环动力介质的随钻测量定向钻进作业。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于 本文件。 GB/T3836.1 爆炸性环境 第1部分:设备 通用要求 GB/T3836.2 爆炸性环境 第2部分:由隔爆外壳“d”保护的设备 GB/T3836.4 爆炸性环境 第4部分:由本质安全型“i”保护的设备 AQ1013 煤矿在用空气压缩机安全检测检验规范 AQ1027—2006 煤矿瓦斯抽放规范 MT/T159 矿用除尘器通用技术条件 MT/T521 煤矿坑道钻探用常规钻杆 MT/T687 煤矿井下用空气压缩机 MT/T774 煤矿用移动式膜分离制氮装置通用技术条件 MT/T790 煤矿坑道勘探用钻机 MT/T1135 煤矿用碳分子筛制氮装置通用技术条件 NB/T10173—2019 煤矿井下定向钻进技术规程 NB/T10174 矿用定向钻进随钻测量装置技术条件 NB/T10175 煤矿井下有线随钻测量钻杆 SY/T5383 螺杆钻具 SY/T5547 螺杆钻具使用、维修和管理 3 术语和定义 NB/T10173—2019界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 气动定向钻进 gasdirectionaldrilling 煤矿井下以气基流体(压缩气体为主体)作为循环动力介质的随钻测量定向钻进方法与过程。 3.2 空气定向钻进 airdirectionaldrilling 以压缩空气作为循环动力介质实施的气动定向钻进。 1NB/T11527—20243.3 氮气定向钻进 nitrogendirectionaldrilling 以压缩氮气作为循环动力介质实施的气动定向钻进。 3.4 泡沫定向钻进 foamdirectionaldrilling 以稳定泡沫(气液体积比一般为200∶1~300∶1)作为循环动力介质的气动定向钻进。 3.5 雾化钻进 mistdrilling 以压缩气体与水或泡沫液混合形成的雾化气体(气液体积比一般为2000∶1~3000∶1)作为循环 介质的钻进方法与过程。 3.6 碎软煤层 broken-softcoalseam 煤体原生结构被破坏,发生强变形而碎成粒状、片状、糜棱状,坚固性系数不超过1,钻进过程中孔 壁易失稳的一类煤层。 3.7 筛管完孔 boreholecompletion 钻进成孔后下入筛管并封孔抽采的作业活动。 4 适用地层条件 4.1 坚固性指标,气动定向钻进技术适用于坚固性系数不小于0.3的碎软煤层。 4.2 含水性指标,气动定向钻进技术适用于孔壁无渗水、孔内无涌水的碎软煤层。 4.3 层厚度指标,气动定向钻进技术一般适用于厚度不小于1.3m的碎软煤层。 5 钻进设备选型 5.1 定向钻机 5.1.1 应根据钻孔设计深度、井巷运输条件、钻场空间尺寸和钻孔布设型式进行选择,同时满足煤矿井 下钻探施工的相关技术规定。 5.1.2 应具有主轴制动功能,同时符合MT/T790、GB/T3836.1、GB/T3836.2、GB/T3836.4的相关 规定和要求。 5.1.3 宜选用额定转矩4000N·m~15000N·m能力等级的、具备自行走功能的机型。 5.2 压缩气源装置 5.2.1 煤矿井下压缩气源装置应根据钻孔设计深度和孔径、气动螺杆钻具规格选择,其性能参数应满 足克服沿程压力损失及孔底动力输出、环空循环排渣需要,分为以下两种情况: ———钻孔设计深度不超过350m,孔径不大于108mm,外径规格Ф73mm的气动螺杆钻具应选用 额定排气压力不低于1.25MPa、额定容积流量不小于15m3/min(标况)的矿用防爆压缩气源 装置; ———钻孔设计深度超过350m,孔径不大于120mm,外径规格Ф89mm的气动螺杆钻具应选用额 定排气压力不低于2.0MPa、额定容积流量不小于15m3/min(标况)的矿用防爆压缩气源 2NB/T11527—2024装置。 5.2.2 煤矿井下压缩气源装置类型应结合钻进目标煤层的自燃倾向性和矿井相关安全生产规定等进 行选择,分为以下两种情况: ———对于不易自燃的碎软煤层,在允许使用压缩空气作为钻进循环介质的情况下,宜选择煤矿井下 用空气压缩机作为压缩气源,实施空气定向钻进; ———对于自燃及容易自燃的碎软煤层,在禁止使用压缩空气作为钻进循环介质的情况下,应选择煤 矿用制氮装置作为压缩气源,实施氮气定向钻进。 5.2.3 煤矿井下用空气压缩机应符合MT/T687的相关规定和要求。 5.2.4 煤矿用制氮装置应符合MT/T774、MT/T1135的相关规定和要求。 5.3 气动螺杆钻具 5.3.1 应符合SY/T5383的相关规定和要求。 5.3.2 结构尺寸应适应井下狭窄巷道施工作业条件,优先选用外径规格Φ73mm、Φ89mm的小直径气 动螺杆钻具。 5.3.3 弯外管的弯角大小应根据钻孔施工要求和煤层造斜特点、在0.95°~1.5°之间选择,优先选用 1.25°弯角。 5.3.4 气动螺杆钻具的起动压力应与压缩气源装置的供气能力相适应,分为以下两种情况: ———选用起动压力不超过0.3MPa的气动螺杆钻具应配套最大额定排气压力不低于1.25MPa的 压缩气源装置; ———选用起动压力不超过0.7MPa的气动螺杆钻具应配套最大额定排气压力不低于2.0MPa的 压缩气源装置。 5.4 随钻测量装置 5.4.1 应符合GB/T3836.1、GB/T3836.2、GB/T3836.4、NB/T10174的相关规定和要求。 5.4.2 应根据配套钻杆类型、定向造斜要求、钻孔设计深度和工况条件选择有线随钻测量装置或电磁 波无线随钻测量装置,优先选用带环空温度测量功能的随钻测量装置。 5.5 钻杆与钻头 5.5.1 有线随钻测量装置配套钻杆应符合NB/T10175的相关规定和要求,应选用大通孔结构、低风阻 的有线随钻测量钻杆。 5.5.2 无线随钻测量装置配套钻杆应符合MT/T521的相关规定和要求,宜选用螺旋、三棱、三棱螺旋 等异形结构、具有辅助排渣功能的钻杆。 5.5.3 随钻测量装置配套无磁钻杆应符合NB/T10174的相关规定和要求,宜选用螺旋型无磁钢材质 钻杆。 5.5.4 定向钻头应选用窄保径PDC钻头。 5.5.5 气动定向钻进配套钻杆与定向钻头的外径差值应不小于20mm。 5.5.6 采用通过钻杆中心孔下放护孔筛管完孔方法时应配套大通孔钻杆和中心通道可开闭导向钻头。 5.6 辅助钻进设备 5.6.1 应配备具有与抽采管路联抽功能的孔口防喷除尘装置,且符合MT/T159的相关规定和要求。 5.6.2 宜首选干式除尘装置;在钻场供排水、供风和排渣条件允许的情况下可选气水混合式除尘装置。 3NB/T11527—20245.6.3 应配备压缩气体监控系统,且应具有供气压力、供气流量实时监测显示功能和孔内钻具中心通 道气体卸压功能。 5.6.4 压缩气体监