“原有的钻井法多采用一次超前钻进，钻一口直径7米左右的矿井，要进行3次扩孔。”近日，中国建筑业协会建筑工程技术专家委员会委员、中煤矿山建设集团钻井专家史基盛介绍，“扩孔虽然可以有效利用钻机能力，但是存在一些问题。比如：多次扩孔需要多个扩孔钻头，设备占用时间长、工效低、成井速度慢。”

　　能否实现一次扩孔成井呢?

　　中煤矿山建设集团与4家公司、2家科研院校，承担了《“一扩成井”快速钻井法凿井关键技术及装备研究》这一国家“十一五”科技支撑计划课题。

　　经过多年的实践，“一扩成井”及相关技术如今已在安徽淮北矿业集团袁店二矿、淮南朱集西煤矿中应用，最大钻井直径9.8米，最大钻井深度545米，累计钻进深度达3000多米。由中煤矿建集团等单位申报的《“一扩成井”快速钻井法凿井关键技术及装备研究》项目，荣获2012年度国家科学技术进步奖二等奖。

　　该项目创新了钻井法施工工艺，为我国深厚冲积层煤炭资源的开发提供了技术保障，也为西部软岩地区使用钻井法施工创造了条件。

　　要想实现“一扩成井”，先要改造钻机。2006年7月，一台取名“AD130/1000型”的竖井钻机问世。“它的最大施工直径达13米，最大钻井深度达1000米以上。”史基盛说。

　　2007年初夏，在袁店二矿副井施工中，“一扩成井”技术第一次在施工中应用。

　　该井钻井深度307.8米，钻井直径9.3米，井筒口径是当时国内最大的。面对挑战，他们决定采用“一扩成井”技术。

　　“一扩”的前提是“一钻”，先钻出一个6.1米宽的超前孔，再从6.1米“扩”到9.3米。这对钻头、刀具等设备的使用，和对泥浆、井帮稳定性等都提出了新的要求。

　　钻头在钻井施工中非常重要。钻头最主要的部分是位于最前端的切割刀具，术语叫滚刀。它主要作用是切割、挤压、冲击、破碎岩石。

　　“公司专门研发的新型钻头，既可以随钻杆公转，钻头上的每个滚刀又可以自转。”谈到滚刀的创新，史基盛如数家珍，“我们研制了新型岩石滚刀、表土滚刀。在材质选取上，首次采用了高强度耐磨铸钢和低碳合金钢;在刀具结构上，采用了楔齿滚刀体结构;在铸造工艺上，研发了新型双金属离心铸造工艺。简单说就是：以前是焊上去的，现在是整体铸造的。”

　　钻头上另一个重要的部位叫吸收口。施工人员通过理论分析和计算机模拟，建立了钻头泥浆流动规律模型，提出了滚刀、吸收口的优化布置理论，解决了大截割带岩屑的高效吸收问题。

　　对钻井泥浆液的改造同样重要。一方面，施工技术人员调配了合适的泥浆，保护了井壁;另一方面，应用泥浆固化技术和泥浆再利用等技术，减少了泥浆排放，仅袁店二矿副井减少了1.3万立方米。

　　施工中，中煤矿建集团还对钻井法凿井进行了全风险评价，保证“一扩成井”钻井工艺的安全实施，形成了“一扩成井”钻进过程中井帮稳定性控制及安全保障关键技术。

　　2007年12月21日，袁店二矿副井开始井筒施工的“扩井”作业，2008年4月21日“扩井”到底。该井有效钻进298天，缩短工期达5个月，成井偏斜率0.023%。

　　2010年2月，中煤矿建集团又用该法施工完成了淮南朱集西煤矿矸石井。该井筒钻进直径7.7米，钻井深度545米，平均成井速度为每月40.6米。

　　2010年12月26日，淮北矿业集团信湖煤矿风井开工建设，中煤矿建集团继续采用“一扩成井”技术。该井钻进直径9.8米，钻进深度472米。2012年6月25日，该井全部竣工，成为国内9米直径的钻井井筒中建井速度最快的，成井偏斜率控制在0.02%之内。