一种煤田地质补充勘探钻具及补充勘探方法技术

本发明专利技术涉及一种煤田地质补充勘探钻具及补充勘探方法，所述补充勘探钻具包括导向钻头和扩孔钻头，所述导向钻头仅在顶端设置切割元件，另一端与扩孔钻头的一端可拆卸连接，所述扩孔钻头仅在周向设置切割元件；所述导向钻头钻出的孔径略小于或等于所需修正的原地质钻孔的内径，所述扩孔钻头钻出的孔径略大于原地质钻孔的内径。本发明专利技术的煤田地质补充勘探钻具可以提高对原地质钻孔的钻进与扩孔效率，并保证其沿着原地质钻孔的延伸路径钻进，利于后续确定延伸路径三维坐标、测井，进而利于后续的修正工作。由于原地质钻孔能够在修正后加以利用，因此可以大大减小新增的补充勘探钻孔数量，从而节约总工程量，节约施工工期，节约施工成本。成本。成本。

【技术实现步骤摘要】
一种煤田地质补充勘探钻具及补充勘探方法


[0001]本专利技术属于地质调查与矿产勘察领域，具体涉及一种煤田地质补充勘探钻具及补充勘探方法。

技术介绍

[0002]钻孔柱状图源自地质钻孔编录，是根据钻探取得的芯样或岩粉的观察鉴定、取样分析以及在钻孔内进行的各种测试所获资料编制而成的一种综合性图件，借以形象的表示钻孔通过的岩土层及其相互关系。钻孔柱状图一般包含钻孔坐标、孔口标高、钻孔深度、施工日期等基本信息以及地层编号、地层名称、层底深度、层厚、柱状图、地层描述等各地层的地质信息。基于钻孔柱状图可以进一步绘制地质剖面图，从而根据地质剖面图信息确定矿层的厚度及层位变化，利于后期的回采方案布置。
[0003]以煤矿为例，煤矿建井之前会进行钻孔勘探，具体到某个采区进行开采前，还会经过一次或多次的补充勘探，然后综合原有地质钻孔以及新施工的补充勘探地质钻孔进行地质分析，以提高对煤矿层地质情况的了解。但是在补充勘察时，通常会发现原有的地质勘探钻孔，尤其是时间较久远的，其钻孔柱状与实际的地层(或补充勘探地质钻孔)的层位差别较大，主要表现在对于同一地层，其层厚与层深皆大于实际的厚度与层深(其他信息相对准确，仍有利用价值)，后通过分析确定其主要是因为原有的地质钻孔在取芯钻进时钻孔偏斜，蜿蜒曲折，而在绘制钻孔柱状图时是默认该地质钻孔是垂直钻进的。对于层厚与层深差别较大的地质钻孔，有时会不在使用该地质钻孔资料，直接补打新的地质钻孔，这浪费了原有的地质勘察成果，增加了补充勘探钻孔的工作量，因此有必要找到一种对原有地质钻孔柱状进行修正的方法，以提高对原有地质勘察钻孔的利用率。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中，对原地质钻孔利用率低，补充勘探工作量大、费用高的技术问题，本专利技术提出一种煤田地质补充勘探钻具，以及采用该钻具的煤田地质补充勘探方法；
[0005]所述煤田地质补充勘探钻具包括导向钻头和扩孔钻头，所述导向钻头仅在顶端设置切割元件，另一端与扩孔钻头的一端可拆卸连接，所述扩孔钻头仅在周向设置切割元件；所述导向钻头钻出的孔径略小于或等于所需修正的原地质钻孔的内径，所述扩孔钻头钻出的孔径略大于原地质钻孔的内径。
[0006]优选的，所述导向钻头包括切割部、主体部和连接部，所述切割部成半球形，外球面上设置有切削元件，底面与呈圆柱形的主体部的一端连接，所述主体部的另一端设置有连接部。
[0007]优选的，所述扩孔钻头包括切割部以及设置在切割部两端的连接部，两个连接部分别与导向钻头的连接部、钻杆连接；所述切割部整体呈圆柱形，周向均布有刀座，所述刀座上设置有切削元件。
[0008]优选的，导向钻头的切削元件选用切削齿；扩孔钻头的切削元件选用切削刀翼。
[0009]优选的，扩孔钻头的切割刀翼的高度自导向钻头向钻杆方向逐渐增高。
[0010]优选的，导向钻头的主体部和切割部沿轴向设置有若干排屑槽，所述排屑槽沿周向均匀分布；扩孔钻头的相邻切削元件之间形成排屑空间。
[0011]优选的，所述煤田地质补充勘探钻具设置有钻井液通道。
[0012]所述煤田地质补充勘探方法，包括如下步骤：
[0013]a.选定需要进行补充勘探的勘探线，并在勘探线上选定一个需要修正的原地质钻孔；
[0014]b.基于选定的原地质钻孔坐标确定该原地质钻孔位置，自地表钻进至基岩内一定深度；
[0015]c.采用上述煤田地质补充勘探钻具进行后续基岩段的钻进，直至原地质钻孔的孔底；
[0016]d.对扩孔后的原地质钻孔进行测量工作，确定原地质钻孔延伸路径上的各点三维坐标；然后对原地质钻孔的钻孔柱状图上各地层的层底深度、层厚进行修正；
[0017]e.进行测井，对各地层的钻孔柱状上的信息进行进一步的校核与修正；
[0018]f.参考步骤b
‑
e对其他需要修正的原地质钻孔进行修正；
[0019]g.在勘探线新增若干新的补充勘探钻孔，基于修正后的原地质钻孔的钻孔柱状图以及新的补充勘探钻孔的钻孔柱状图绘制该勘探线的地质剖面图。
[0020]优选的，步骤d中的修正方法为：确定各地层起始位置坐标(x1,y1,z1)以及结束位置坐标(x2,y2,z2)，则该地层的真厚度为z2‑
z1，假厚度为沿原地质钻孔延伸路径上(x1,y1,z1)与(x2,y2,z2)的距离；逐一将各地层的假厚度修正成真厚度，相应的将钻孔柱状图上的各地层的层底深度、层厚进行修正。
[0021]有益效果：1.本专利技术的煤田地质补充勘探钻具，可以提高对原地质钻孔的钻进与扩孔效率，并保证其沿着原地质钻孔的延伸路径钻进，利于后续确定延伸路径三维坐标、测井，进而利于后续的修正工作。
[0022]2.原地质钻孔的修正工作量远小于新施工一个补充勘探钻孔的工作量，由于原地质钻孔能够在修正后加以利用，因此可以大大减小新增的补充勘探钻孔数量，从而节约总工程量，节约施工工期，节约施工成本。
附图说明
[0023]图1本专利技术导向钻头剖面示意图；
[0024]图2本专利技术扩孔钻头剖面示意图；
[0025]图3本专利技术补充勘探钻具剖面示意图；
[0026]图中，导向钻头1、扩孔钻头2、第一切割部11、主体部12、第一连接部13、钻井液/冷却液通道14/26、第二连接部21、第二切割部22、第三连接部23、刀座24、切削元件25。
具体实施方式
[0027]如图1
‑
3所示，本专利技术的一种煤田地质补充勘探钻具，包括导向钻头1和扩孔钻头2；
[0028]所述导向钻头1包括第一切割部11、主体部12和第一连接部13，所述第一切割部11
和第一连接部13分别位于主体部12的两端，所述第一切割部11、主体部12和第一连接部13一体成型；所述第一切割部11成半球形，第一切割部11的外球面上设置有切削元件(图中未示出)，所述切削元件可以选用切削齿，所述第一切割部11的底面(平面部分)与主体部12一端连接；所述主体部12呈圆柱形，所述主体部12和所述第一切割部11沿导向钻头1轴向设置有若干排屑槽(图中未示出)，所述排屑槽沿周向均匀分布；所述导向钻头1内部设置有钻井液/冷却液通道14，所述钻井液/冷却液通道14两端分别位于第一切割部11和第一连接部13，所述第一连接部13成锥形，外径小于第一切割部11，并设置有外螺纹；所述第一切割部11的直径与主体部12直径相同，且与所需修正的原地质钻孔的内径相同，或者略小于该所需修正的原地质钻孔的内径；
[0029]所述扩孔钻头2包括第二连接部21、第二切割部22、第三连接部23；所述第二连接部21、第三连接部23分别位于第二切割部22的两端，所述第二连接部21、第二切割部22、第三连接部23一体成型；所述第二切割部22整体呈圆柱形，周向均布有刀座24，所述刀座24上设置有切削元件25，所述切削元件25可以选用切削刀翼或者切削齿，周向上相邻的切削元件24之间形成排屑空间，当然为了提高排屑效果，周向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤田地质补充勘探钻具，包括导向钻头和扩孔钻头，其特征在于，所述导向钻头仅在顶端设置切割元件，另一端与扩孔钻头的一端可拆卸连接，所述扩孔钻头仅在周向设置切割元件；所述导向钻头钻出的孔径略小于或等于所需修正的原地质钻孔的内径，所述扩孔钻头钻出的孔径略大于原地质钻孔的内径。2.根据权利要求1所述的煤田地质补充勘探钻具，其特征在于，所述导向钻头包括切割部、主体部和连接部，所述切割部成半球形，外球面上设置有切削元件，底面与呈圆柱形的主体部的一端连接，所述主体部的另一端设置有连接部。3.根据权利要求1所述的煤田地质补充勘探钻具，其特征在于，所述扩孔钻头包括切割部以及设置在切割部两端的连接部，两个连接部分别与导向钻头的连接部、钻杆连接；所述切割部整体呈圆柱形，周向均布有刀座，所述刀座上设置有切削元件。4.根据权利要求2或3所述的煤田地质补充勘探钻具，其特征在于，导向钻头的切削元件选用切削齿；扩孔钻头的切削元件选用切削刀翼。5.根据权利要求4所述的煤田地质补充勘探钻具，其特征在于，扩孔钻头的切割刀翼的高度自导向钻头向钻杆方向逐渐增高。6.根据权利要求2或3所述的煤田地质补充勘探钻具，其特征在于，导向钻头的主体部和切割部沿轴向设置有若干排屑槽，所述排屑槽沿周向均匀分布；扩孔钻头的相邻切削元件之间形成排屑空间。7.根据权利要求1
‑
3任意一项所述的煤田地质补充勘...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨力诚，胥文军，王斌，
申请(专利权)人：山东省煤田地质局第三勘探队，
类型：发明
国别省市：