煤矿救生系统配套钻孔所需设备、钻探工艺.doc

1、1煤矿救生系统配套钻孔钻探工艺所需设备、钻具及配套器具调研报告国家安监总局、煤监局决定自 2011 年起在全国煤矿建立救生系统，与此同时救生系统相配套的地面钻孔也必须施工。对于即将萎缩的勘探市场来说，这也是勘探施工企业一个较好转型发展机遇，为此处办公会决定：调研该类钻孔施工所需设备、工艺所需钻具及配套器具，在经济可行、市场预期较满意的情况下购置上述设备及物资以尽快抢占该类工程市场。根据处办公会议决定，刘承军、祖茂武、孙景飞、徐正玺等人对该类钻孔施工工艺及所需器具进行了多次调研，现将调研情况汇报如下：一、地面垂直救援孔设计以徐州地层为例：0-250m 为表土覆盖层，250m 以下为岩层、煤层地层

2、。钻孔结构为：0-250m 使用 1100mm 牙轮钻进，下入 720mm 套管，250m-700m使用 311mm 做导向孔，然后扩孔 660mm，下入 550mm 救生舱救人。钻孔结构图见图 1，救生孔及救生舱示意图见图 2。1、施工工艺0-250m 采用 1100mm 牙轮开孔，泥浆钻井；250-700m 先采用 311mm 潜孔锤开孔做导向，空气钻进，使用双壁反循环钻具，然后用集束潜孔锤扩孔完成，垂直救援采用 550mm 救生舱。见图 1 和图 2。2、钻具组合0-250m 配备钻具：主动钻杆+127mm 钻杆+178 钻铤+178mm 无磁钻铤+1100mm 牙轮，下入720mm 套

3、管。250-700m 配备钻具：导向孔：主动杆+194mm*114mm*6m 双壁反循环钻机+311mm 潜孔锤扩孔：主动杆+194mm*114mm*6m 双壁反循环钻杆+660mm 集束潜孔锤23、工艺技术参数（1）泥浆钻进及所用设备0-250m 的表土覆盖层，使用泥浆钻进，开孔孔径 1100mm。车载钻机+46 分/秒泥浆泵 2 台+190 马力柴油机 2 台，配备除砂器，搅拌机等设备。采用 A 型塔，水源 TSJ2600/660 钻机配 320 马力柴油机做动力，46分/秒泥浆泵配 2 台 190 马力柴油机 2 台做动力，另配除砂器，搅拌机等设备。第四系冲击层250m720mm660m

4、m岩层450m311mm导向孔图 13钻具组合：主动钻杆+127mm 钻杆+178 钻铤+178mm 无磁钻铤+1100mm 牙轮，下入 720mm 套管。第四系冲击层250m720mm660mm岩层450m550mm救生舱图 2 （2）250-700m 采用先导后扩方式因上部 250m 以上下入 720mm 套管，先期施工导向孔使用正循环空气钻进无法将岩渣吹出孔内，都残留在 720mm 套管内，必将造成埋卡钻无法施工，必须使用气举反循环方式钻进，即使用双壁反循环钻进设备，车4载钻机配备 35.5m3/min 的 XRVS1275 则需要两台，备用一台，合计三台，按 700 米压力为 7Mpa

5、，需增压机一台，型号为 B7-41/1000。0m-700m 配备钻具：导向孔：主动钻杆+194mm*114mm*6m 双壁反循环钻机+311mm 潜孔锤扩孔：主动钻杆+194mm*114mm*6m 双壁反循环钻杆+660mm 集束潜孔锤使用空压机同上，如导向钻孔使用纠偏，使用 1.25 度螺杆钻具纠偏。测斜纠偏仪器使用双配无线仪器或电子单点多点测斜仪。图 3第四系冲击层250m850mm620mm岩层450m550mm救生舱711mm5（3）以上图 1 图 2 由阿特拉斯及雪姆公司提供，660mm 孔径成井后即下550mm 救生舱。徐州地区救生孔应在基岩段下入护壁管，隔离水层及破碎缩径段，在

6、危险发生时，下救生舱救人。施工口径表土层开孔 1100mm，下入护壁管，850mm 套管，250m 一下使用 711成井，下入 620mm 护管，成井使用钻具同上。二、钻机选择雪姆钻机型号 T200 T130TSJ2600/660（河北永明）SMJ5510TZJ15/800Y（石煤机）SS-120PR（钻科）提升能力90.72 吨 59.1 吨10 吨（单绳提升力）80 吨68 吨24403n.m 0-90 转每分扭矩12201n.m 0-180 转每分12045n.m0-143 转每分25000n.m15000n.m0-150 转每分16130n.m.工作台最大开孔768mm 711mm 6

7、60mm 711mm 762mm主发动机底特律DDC/MTU底特律DDC/MTU柴油机6135ANQSX15-600（康明斯）卡特彼勒 C18尺寸 m 15.6*2.55*4.21 14*2.6*4.2 4.5*2.4*1.313.7*2.85*4.1918.2*3.2*4.16整机质量45 吨 30 吨 9.1 吨 40 吨45.4 吨价格 1150 万人民币 891 万人民币43.5 万人民币690 万人民币1396 万人民币供货周期一年 一年 50 天 三个月 一年TSJ2600/660 配套情况：1、钻塔型号 JJ170/41-A最大吊载 170t井架高度 41m价格 55 万供货周期

8、 4 个月厂家 宝鸡石油机械有限公司2、柴油动力机型号 WD10-D235-E10功率 320 马力(253KW)缸径 126mm转速 1500 转每分价格 6.97 万生产周期 2 周厂家 潍柴7综合上述钻机特点：推荐选择 T200 和 TSJ2600/660 型钻机。三、泥浆泵、动力机及泥浆净化设备选择1、泥浆泵型号 3NB-1300功率 1300 马力排量 46 升每秒价格 52 万厂家 青州石油机械厂生产周期 1 个月2、柴油机型号 12V190 XCW8200-ZD-2功率 1000kw 1104kw缸径 190mm 200mm转速 1500 转每分 1000 转每分价格 44.1

9、万 82.5 万厂家 济柴 潍柴生产周期 1 个月 2 个半月3、除砂器型号 AS214处理量 120 立方米每小时价格 2.2 万供货周期 一周多8生产厂家 河北瞳鸣环保有限公司4、泥浆搅拌机型号 NJ-1功率 7.5kw容积 3 立方米价格 0.72 万供货周期 现货生产厂家 河北沧州中油固控有限公司四、空压机及管汇选择1、空压机瑞典阿特拉斯 美国寿力空压机型号 XRVS1275XRVS1240 XRVS976 1070XH1250XHH/1525XH排气量 m3/min 35.5 33.9 27.7 30.3 38.2额定压力（Mpa ）3 3 2.5 2.4 3.45价格（万） 171

10、 156 98 88 178生产周期 1 个月质保 1 年2、增压机型号 B7-41/1000进气压力（Mpa ） 249出气压力（Mpa ） 69排气量（ m3/min） 69价格（万） 199.4供货周期 6 个月生产厂家 美国飓风柴油移动增压机3、管汇雪姆提供 空气管汇 三空一增 1 套 177000 元三仁宝业 3C2B 三空两增 1 套 80000 元五、钻杆选择1、钻杆厂家规格廊坊奥瑞拓石油机械有限公司瑞典（雪姆提供）国产（雪姆提供）石家庄探矿机械厂三仁宝业提供114mm5500 元/根长度 9.5 米壁厚 9mm9600 元/根长度 9.1 米壁厚 8.9mm5420 元/根长度

11、 9.14 米壁厚 9mm6200 元/根长度 7.6 米壁厚 9mm127mm5500 元/根长度 9.5 米壁厚 9mm1.8 万元/根长度 9.35米壁厚 9mm140mm6000 元/根长度 9.5 米10壁厚 9mm168mm1.45 万元/根长度 9.5 米壁厚 9mm2、双壁反循环钻杆名称 规格型号 数量 单位 单价（元） 总价（元） 备注双壁反循环钻杆194mm*114mm*6m117 根 53000 6240000 瑞典3、各型号牙轮钻头型号 直径（毫米） 厂家 价格（元） 备注HAT127 216 江汉 8500 三牙轮钻头（钢齿）ST517G 216 川石 9500 三牙

12、轮钻头（橡胶）HA517G 216 江汉 12000 三牙轮钻头（橡胶）HJ517G/537 216 江汉 17500 三牙轮钻头（金属）HAT127 311 江汉 17000 三牙轮钻头（钢齿）HJ517G/537 311 江汉 30000 三牙轮钻头（金属）311 三仁宝业 38000660 三仁宝业 3450004、钻铤及无磁钻铤厂家规格河北建设勘察设计院 三仁宝业提供11159mmX9.14 钻铤 23500 元/根178mmX9.14 钻铤 25800 元/根203mmX9.14m 钻铤 21500 元/根219mmX9.14m 钻铤 32000 元/根 95000 元/根159mm

13、X9.14m 无磁钻铤 58000 元/根178mmX9.14m 无磁钻铤 78500 元/根八、潜孔锤选择1、雪姆提供厂家规格雪姆提供（元/套）三仁宝业（元/套）203mm 82000 125000.空气潜孔锤冲击器305mm 141000 97500216mm 24000 22000空气潜孔锤锤头311mm 40100 95000反循环空气潜孔锤 311mm 238000711mm 1390000集束潜孔锤660mm 1260000 1250000（美国）502000（韩国）12集束潜孔锤拆卸工具 123000（以上报价美元部分按 1 美元=6.4635 人民币元换算）九、定向仪器选择厂家

14、规格廊坊奥瑞拓石油机械有限公司北京石油机械厂单配无线仪器 40 万双配无线仪器 80 万CGMWD 160 万十、结论1、钻机选择在刘处的带队下，经过一周时间考察，在陕西彬县大佛寺煤层气施工项目部实地考察了陕西煤田地质局 131 队使用雪姆 T200XD 全液压车载钻机的具体使用情况，也听取了 131 队的剧队长和陕西煤田地质局的张总对此机的评价。他们都对此机给予了很高的评价，认为其优质高效，能为我处带来巨大的经济效益和社会影响。智利铜矿的救援工作也是另一个救援奇迹，首次实现了地面垂直钻孔深度超过 600 米的的直接罐笼提升救援，这些救援工作选用的都是美国 SCHRAMM(雪姆)公司生产的车载

15、钻机。 。雪姆 T200XD 主要有以下优势：（1）在钻机整体设计方面： 实现了现代工业的一体化设计，特别是将全液压传动与控制等技术应用于系列钻机的设计中，使钻机可实现自动化控制及精确控制。并组成成系列的动13力头、机架、行走机构、动力配套、钻具等。实现了模块化设计。 （2）在钻机动力头方面： 采用大扭矩双液压马达设计，实现全液压无级调速控制；通用的扭矩都能达到 12000N.m 以上，通常转速 0140 转/分；适应多种工艺要求；而且装有减震机构，大大提高了使用安全性和提高了使用寿命。T200XD 型钻机扭矩可以达到 24000 N.m 以上，最高转速 180 转/分，在动力头上还装有动力头

16、锁定装置，特别适合定向井钻探施工的需要。 （3）在钻塔结构方面： 整体采用多液压油缸控制，大扭矩液压马达带油缸直接驱动，使钻机能快速、准确定位，具有足够的给进、起拔钻具能力。整体焊接工艺，强度大，使用寿命长，工作可靠。T200XD 型钻机在钻塔设计上采用的是伸缩结构，保证了足够大的使用空间（15.24 米） ，能下放长套管，但运输时候的长度仅有 15米，结构紧凑，方便快速移动；到现场后，半小时内就能开钻，而且钻塔能实现开钻倾斜钻进，特别适合于抢险。 （4）从操作性方面： 我们现在使用的钻机与国外相比还有一定距离，特别是国外先进的钻机配有特别齐全的仪表。能够掌握整个钻机各个部件的工作情况以及井下

17、状况，我国还做不到。特别是能结合随钻测斜仪器的使用，能完成各种复杂的特殊要求的钻孔施工工作。T200XD 型钻机还有全自动换杆装置、强力自动卸口装置、液动井口卡瓦装置、液压式抬升工作台（可抬升 2.41 米）等，特别方便操作。（5）运输底盘方面：雪姆钻机，都采用的特殊工程卡车做为运输底盘，这种底盘动力大，马力强劲，扭矩输出大，特别适合爬坡；轮胎宽；美国 SCHRAMM（雪姆）公司生14产的 T200XD 型钻机还采用了气动浮动轴设计，在松散地面时候可以放下该轴，增大了对地面的接触面积，加上车身较短（15 米长） 、重量较轻（整机重量 52吨） ，特别适合矿区道路的通行。雪姆劣势：该机提升能力有

18、限，只有 90 吨，价格贵，生产周期长。石煤机的 SMJ5510TZJ15/800Y 钻机车和雪姆 T200 全液压车载钻机还有很大差距，尤其是液压系统效果不佳，曾被使用单位退货，另外从侧面得知该机在施工项目效率不高，易出故障，该机主打价格优势，单纯模仿，未能掌握国外核心技术，只是单纯模仿，故不能满足我处的需要。T130XD 车载钻机煤层气施工能力略显不足，T200XD 能同时满足煤矿应急、抢险和煤层气施工需要，市场应用范围更广。美国钻科（GEFCO）公司生产的 SS-120PR 钻机：（1）技术较老，延续了多年的设计，技术改变不大。（2）国内仅有 2 个用户选用了该设备。1 个是宁煤集团的环

19、境公司，主要是瓦斯抽放；使用效果一般；另一个是解放军兰州给水团，今年内蒙骆驼山矿难首先是给水团前往救援因为钻孔经斜过大全部偏离巷道最后工作全部交给煤田地质总局的 SCHRAMM(雪姆) 钻机来完成。 （3）设备能力相对小，理论提升力只有 68 吨。 （4）售后服务单薄。 （5）不能实现桅杆无绷绳施工，需要特制的金属底座，对现场要求过高。 （6）外型尺寸偏大无浮动第三轴，道路通过性相对弱。 （7）自动化程度较低，无法配备全自动换杆系统，液压井口，液压卸扣装置，需要人工爬到二平台处理钻具。 15（8）设备安全性、稳定性差。2、空压机选择对比寿力和阿特拉斯两家空压机，阿特拉斯空压机具有机效率高，油耗

20、低，噪音小，可靠、稳定、24 小时可连续工作等优点，比寿力空压机更能在极端条件发挥作用，此外，阿特拉斯空压机比寿力空压机效率高 10%，油耗却低 10%左右。阿特拉斯空压机虽然比寿力空压机稍贵一点，但是能更好的满足我处生产施工的要求，施工中采用空气钻井技术，选用阿特拉斯空压机能和雪姆钻机达到最佳匹配，使钻进效率达到最高。3、TSJ2600/660 水源钻机配置以徐州地层为例，0-250m 为表土覆盖层，250m 以下为岩层、煤层地层。0-250m 采用 1100mm 牙轮开孔，配备钻具：主动钻杆 +127mm 钻杆+178 钻铤+178mm 无磁钻铤+1100mm 牙轮，下入 720mm 套管

21、。推荐以下配置：设备名称 型号 厂家 数量 生产周期 单价 总价钻塔 JJ170/41-A 宝鸡石油机械厂 1 台 4 个月 55 万 55 万钻机TSJ-2600 /660河北永明 1 台 50 天 43.5 万 43.5 万泥浆泵 3NB-1300 青州石油机械厂 2 台 1 个月 52 万 104 万WD10-D235-E10 潍柴 1 台 2 周 6.97 万 6.97 万柴油机12v190 济柴 2 台 2 个月 44.1 万 82.5 万除砂器 AS214 河北瞳鸣环保 1 台 1 周 2.2 万 2.2 万泥浆搅拌机 NJ-1 河北沧州中油固控 1 台 现货 0.72 万 0.7

22、2 万16钻杆 114mm 雪姆提供 77 根 2 个月 5420 元/根 41.73 万无磁钻铤 178mm河北建设勘察研究院1 根 1 个月 7.8 万 7.8 万钻铤 178mm河北建设勘察研究院6 根 1 个月 2.8 万 16.8 万牙轮 660mm 三仁宝业 4 个 1 个月 34.5 万 138 万测井仪器 数字测斜仪京北北正伟业电子电测斜1 台 2 个月 19 万 19 万测井软件煤田测井软件 DARW邯郸 1 套 1 周 2.4 万 2.4 万合计 520.62 万河北建设勘察研究院有限公司钻探机械推荐配置：TSJ-2600 /660 钻 机 配 套 明 细 表序号 名称 规

23、格单位数量 单价 金额 备注1 钻机 TSJ-2600/660 套 1 465000 465000 含变速箱、水刹车、转盘、底盘、三角带等、转盘通径660mm2 猫头机构 TSJ-2600 套 1 12000 12000 含链条、连接底盘、调节支撑。3 柴油机 WD129 K11 台 1 82000 82000 无锡 X6135、12h 功率 110KW、含带钻机、发电机中间车机构、皮带4 钻塔 A27-90 套 1 198000 198000 API 标准、有效高度 27 米、额定负荷 90 吨，天车五轮、顺穿5 泥浆泵 BW1200/7b 台 1 198000 198000 含吸水胶管、吸

24、水龙头、随机工具6 柴油机 WD129TK17 台 1 98000 98000 无锡 X6135、12h 功率 176KW、含带泵中间车机构、皮带7 连接底座 个 1 22000 22000 连接泥浆泵及柴油机，含张紧丝杠等178 游车大钩 YG-90 件 1 35000 35000 四轮、API 标准9 方钻杆 108X108 根 1 36000 36000 10 水龙头 SL-90 件 1 36000 36000 API 标准11 振动筛 台 1 18000 18000 每分钟处理量 30 立方12 节能发电机 50KW 台 1 15000 15000 含皮带轮、底座、皮带13 变径接头

25、件 2 1800 3600 水龙头/方钻杆、方钻杆/127钻杆14 高压管汇 3 吋 15Mp 套 1 35000 35000 自水龙头至泥浆泵间所有部件15 吊卡 89-150T 对 1 10000 10000 如东、API 标准、侧开、90 度台阶、负荷 150 吨；旧品 5000元16 吊卡 244.5-150T 对 1 27500 27500 API 标准17 吊钳 175B 对 1 16000 16000 如东、API 标准；大修 12000 元18 吊环 DH-75 对 1 15000 15000 如东、API 标准；宝鸡旧品7000 元，探伤检验19 钻铤卡瓦 159 件 1 6

26、000 6000 API 标准/如东；旧品 4000 元20 吊钳滑轮 1T 件 2 150 300 21 吊钳平衡筒 件 2 500 1000 22 起塔大绳 套 1 11000 11000 23 钻井绳 24 米 400 25 10000 24 崩绳总成 套 8 1500 12000 25 拉力表 12T 套 1 2000 2000 26 提吊短接 个 2 2500 5000 API 标准27 变径接头 个 8 1500 12000 自方钻杆下接头至钻头之间、API 标准28 总装配件、工具 套 1 20000 20000 含压板、高强度螺栓、调整丝杠、护罩等29 钻杆 89*9.5 吨

27、45 18500 832500 日本进口、石油二级、旧品。约 2000 米、按实际重量计算30 整机组装调试 整机 套 1 35000 35000 含润滑油、柴油、吊装、人工等31 合计 2268900 不含税价格结论：水源钻机 2600 钻孔配备 41 吗，25 吨塔钻，钻塔竖立需求科技太大，大概场地长度为 100m 宽 60m，并且安装费时费力，劳动强度大，不符合抢险救治及空间狭小地区使用。4、雪姆配套250m-700m 采用雪姆 T200XD 车载钻机空气钻进，采用 311mm 潜孔锤开孔18做导向，空气钻进，使用反循环钻具。导向孔：主动杆+194mm 双壁反循环钻机+311mm 潜孔锤

28、扩孔：主动杆+194mm*114mm*6m 双壁反循环钻杆+660mm 集束潜孔锤钻机主机部分(适合正 /反循环施工工艺)序号 设备名称 规格型号 数量 单位 单价 总价 备注进口全液压车载钻机 1 套 1150 万 1150 万 美国大功率卸扣器 1 套 57 万 57 万 美国全液压井口装置 1 套 76 万 76 万 美国1反循环组件T200XD，90.7 吨1 套 35 万 35 万 美国套 245 万 245 万 美国2 全自动换杆装置 1套 16 万 160 万 组装序号 配套设备名称 规格型号 数量 单位 单价 总价 备注1 双壁反循环钻杆 194mm*114mm*6m 117

29、根 5.3 万 624 万 瑞典203mm 4 个 8.2 万 32.8 万 英国2 空气潜孔锤冲击器305mm 2 个 14.1 万 28.2 万 英国216mm 8 个 2.4 万 19.2 万 英国3 空气潜孔锤锤头311mm 4 个 4.01 万 16.04 万 英国4 反循环空气潜孔锤 311mm 1 个 23.8 万 23.8 万 美国711mm 1 套 139 万 139 万 美国5 集束潜孔锤660mm 1 套 126 万 126 万 美国6 集束潜孔锤拆卸工 具 1 套 12.3 万 12.3 万 美国7 移动空压机 XRVS1275 3 套 155 万 465 万 阿特拉斯

30、8 移动增压机 B7-41/1000 1 套 194.4 万 194.4 万 进口9 空气管汇 三空一增 1 套 17.7 万 17.7 万10 井口排渣 114mm/178mm 1 套 10.6 万 10.6 万11 定向仪器 无绳随钻 CGMWD 1 套 160 万 北京石油机械厂12 合计 3592.04 万5、最终结论通过此次施工现场实际考察和对实际用户的询问，基本了解了美国SCHRAMM（雪姆）公司生产的 T200XD 型和美国钻科公司生产的 SS-120PR19型钻机以及石煤机生产的 SMJ5510TZJ15/800Y 在实际使用中的的主要性能，结合我单位的实际情况和特点，经过反复

31、比较论证从性能及价格等多方面考虑，雪姆 T200XD 全液压车载钻机更为优胜。阿特拉斯空压机虽然比寿力空压机稍贵一点，但是能更好的满足我处生产施工的要求，施工中采用空气钻井技术，选用阿特拉斯空压机能和雪姆钻机达到最佳匹配，使钻进效率达到最高6、雪姆购买程序及售后服务：购买程序：首先找本省具有相应资格的招标公司进行招标、签订合同和三方协议，然后到商务厅、省发改委、海关办理小批量进口手续申请，到港后办理相应手续，海关放行后进行小批量进口特殊检测，然后办理临时牌照、保险等，最后提走设备。合同签订分三次付款，订货后四个月到货。主要联系人：王一飞：13502189820 潘金建 13909213609。价格：1150 万人民币，如包含钻具、潜孔锤、管汇、外挂空压机套等外围配套设备合计大约 4100 万人民币。雪姆 T200 全液压车载钻机为国家引进目录产品，可申请免关税和增值税。售后服务：货物到达最总用户，雪姆公司将派工程师到现场参与开箱验货，对货品进行核对，并有最终用户签字确认，国内培训结束后，由最终用户签署验收报告并确认设备，保质期开始生效。接到最终用户维修通知 24 小时做出响应，维修工程师在 48 小时内到达现场。中国服务中心对最终用户设备每年两次免费巡查。