定向钻进

摘要： 针对鄂尔多斯盆地深部侏罗纪煤层普遍存在的顶板富水极不均匀、采后采场涌水量大、疏放水工程量大等问题,分析短距离回转钻进群孔疏放技术和长距离定向钻进引流疏放技术的优缺点,根据矿井沉积地质特征,综合物探成果和已开采工作面疏放水效果,判定3-1煤层顶板直罗组含水层为疏放水设计的关键含水层.采用AHP层次分析法构建包含砂岩厚度、沉积环境影响指数、岩心采取率等指标的富水评价模型,对疏放水目标工作面的富水进行评价和分区.在此基础上,提出采用长距离定向钻进引流疏放和短距离回转钻进群孔疏放联合的顶板砂岩水靶向疏放技术,并在母杜柴登煤矿进行实践,结果表明,采用联合疏放,有效降低了工作面回采时的直接充水含水层水位,大范围疏放了工作面内的静储量水.对含水层富水极不均匀条件下的顶板砂岩水疏放技术进行的有益探索和工程实践,可为类似煤矿顶板砂岩水疏放治理提供参考.

摘要： 定向钻进在煤矿瓦斯抽采、水害防治等领域得到了较广泛应用,但由于通缆随钻测量系统的通缆钻杆加工工艺复杂、成本昂贵、接头处易磨损等,在一定程度上限制了其应用范围。文中从电磁波随钻测量的原理出发,介绍了矿用电磁波随钻测量系统的设计方案和组成。研制的矿用电磁波随钻测量系统具有探管外径小、测量精度高、工作时间长、不依赖于通缆钻杆、适用于空气钻进等优点。项目组在取得防爆证和煤矿安全标志之后,在白水、寺河煤矿进行了测试与应用。测试与应用结果表明,研制的电磁波随钻测量系统在孔中深度距离钻孔施工时能替代通缆随钻测量系统,可显著降低定向钻进的成本。

摘要： ZK2井是重庆市秀山县的一口地热井,在钻进至1674.28 m已达到设计目的层娄山关组,而产水量未达到目的要求。为了增加产水量从而达到旅游开发的目的,根据地质资料和地质手段重新寻找新的含水靶区,并确定了在1674.28 m以深井段采用定向钻进的方案,用随钻测井仪配合弯螺杆,并以滑动钻进与复合钻进相结合的钻进方式调整井斜和方位,从而顺利钻至目标含水靶区内实现了增产增温的目的。

摘要： 邢东矿1300采区大巷掘进受大采深、高地压条件下超高承压奥灰水影响,大巷掘进区域范围区内发育多条断层,断层拉近了含水层与煤层的距离,且断层的阻隔水性能低于完整岩层,存在发育为导含水断层的可能性。为保证邢东矿1300采区大巷掘进安全,通过地面定向水平分支钻孔技术,探查构造发育情况、断层的导含水性,通过注浆工程切断奥灰水补给通道,保证探查治理区域内大巷掘进安全。

摘要： 针对煤矿井下顶板高位大直径定向钻孔对钻机的实际需求,研发了具备一次成孔直径153 mm以上的定向钻机成套装备;对钻机的总体布局、大流量泥浆泵车、大扭矩动力头、大推力给进系统、“刹车优先”逻辑控制液压系统、辅助上杆装置等关键技术进行了研究。钻机性能测试及在河南鹤壁三矿工业性试验结果表明:钻机整体性能稳定、泥浆泵车排渣能力强,大幅提高了顶板高位钻孔一次成孔直径和深度。

摘要： 南岭科学钻探NLSD-1孔位于赣南地区、武夷北东向构造带和南岭东西向构造带的交汇位置,钻遇岩层层理、板理、构造裂隙及劈理发育,钻孔内软硬互层、破碎带频繁出现,多处岩浆岩侵入,地质因素造成钻孔自然弯曲严重。为保证钻孔垂直度,采用了绳索取心式液动锤钻进、塔式绳索取心钻具钻进,以预防钻孔偏斜。遇强促斜地层,钻孔防斜技术工艺无法控制孔斜时,则采用定向钻进技术进行钻孔纠斜及侧钻,以达到人工干预钻孔轨迹的目的。经分析和研究,所采用的钻孔防斜和纠斜技术在深孔复杂、强促斜地层具有显著的防斜保直效果。

摘要： 水平定向钻具已广泛应用于石油钻井领域,然而由于其工作原理、安装空间较小等条件限制大都仅能钻孔,无法获取岩芯样品。文章设计了一种新型水平定向钻进取芯钻具,可同时实现水平定向钻孔和绳索取芯功能,在隧道施工前的地质勘探领域有较好的应用前景。文章重点介绍了其基本结构和工作原理;探讨了其关键技术,包括钻头偏斜控制技术、钻进轨迹测量技术和钻进方向控制技术;说明了主要施工方法,并提出了水平定向取芯钻具的未来发展方向。

摘要： 煤矿井下作业的实施中,为了可以针对较远距离煤层进行实际走势的探勘,同时探查出陷落柱和采空区等某些异常的地质状况,合理减少因地质构造而导致的矿井生产安全问题,应对定向钻进技术加以运用。该项技术拥有作业灵活、精度较高等特点,在煤矿井下地质勘探工作的开展中,有着良好的应用。文章对定向钻进技术做出概述,论述了矿井地质勘探中该项技术的应用,以供参考。

摘要： 注浆加固技术是治理煤层底板突水的重要关键技术之一,而钻探技术是目前探查底板裂隙最可靠的手段,针对内蒙古鄂尔多斯市双欣煤矿16号煤层底板局部带压开采的问题,采用长距离定向钻进技术探查该矿2163工作面底板,并采用地面注浆技术加固底板。探查结果表明:2163工作面底板隔水层有效厚度在15m以内,底板15m以下砂质泥岩隔水层中裂隙较发育,存在相互贯通的横向裂隙,与奥灰水存在较强的水力联系。通过对底板大规模注浆完成对该工作面的改造,并通过对比注浆钻孔以及掘进巷道在注浆前后涌水量的变化情况评价注浆效果,结果表明:底板经注浆改造后,掘进巷道和钻孔涌水量大幅度降低,底板导水裂隙得到有效封堵,解除底板奥灰水对该矿2163工作面的威胁,为2163工作面安全回采提供有效安全保障。

摘要： 介绍了长平煤矿3号煤层六采区瓦斯抽采巷瓦斯抽采的实践作业,同时比较了深孔定向钻进技术抽采瓦斯与普通钻进技术抽采瓦斯的用时和效率上差别,实践总结:深孔定向钻进瓦斯技术的掘进效率是常规钻孔技术的两倍,瓦斯抽采纯量为常规钻孔的2倍多,瓦斯抽采体积分数是后者的3~5倍,抽采量是后者的16.8倍,深层定向钻进技术在煤矿瓦斯抽采作业效率上具有显著的优势。

摘要： 非开挖水平定向钻进技术已经得到了广泛的应用,但其在施工过程中常常出现钻孔失稳的问题.本文主要介绍了非开挖水平定向钻孔失稳而破坏的问题,分析了影响钻孔稳定性的地质、工程施工方面的因素,末了给出保持钻孔稳定的方法和对策,提出了作者的建议.

摘要： 定向钻进技术具有钻孔轨迹可控的优点,本文以杨柳矿10410综采工作面为例,采用定向钻进技术施工高位定向钻孔,用于采空区瓦斯治理,通过优化钻孔布孔层位、侧钻开分支孔和钻孔注浆技术,顺利施工5个高位定向钻孔,最大钻孔深度492m.现场实践表明,定向钻进技术在施工高位定向钻孔具有显著优势,一方面利用该技术能够显著提高钻孔有效孔段距离;另一方面通过侧钻开分支孔,采取大倾角穿越不稳定地层成功率较大,能有效提高钻孔成孔率.该技术可在类似矿区加以推广应用.

摘要： 土壤盐碱化作为一种渐进性环境地质灾害,已严重制约着人类生活与社会经济的发展,对盐碱地实施改良和微咸水开发利用已成为世界关注的热点.以往的盐碱地改良多用明渠、暗管排水、暗管结合大口径竖井抽排、种植耐碱性植物等方法,明渠及埋设暗管对地表的开挖破坏性极大、且排水量及适用深度有限、植物改良存在周期长、费时费力等诸多缺点.水平定向钻进铺管技术可将滤水管以水平或近似水平安装在含水层中(水平井),可垂直于含水层流向长距离铺设,与传统改良方式相比能获得较大的出水量、成本低、且施工对环境影响小等诸多优势,工程实例证明,该施工工艺技术为盐碱地改良、地下咸水开发利用、浅层低渗透性地下水资源开采等提供了较理想的工艺方法.

摘要： 定向钻进就是通过造斜、测斜、纠偏、稳斜等钻进与控制技术,使钻孔按照特殊的设计轨迹(斜孔、弧形孔、分支孔)钻达预定靶区的一种高新钻进技术,主要用来替代特殊环境条件下普通钻孔无法实施或不能达到地质要求与工程目的的钻孔.定向钻孔目前已在中国石油、煤炭、地矿、冶金、市政等勘探与施工行业普遍应用.而中国水电勘探行业定向钻孔因受连续取芯与全孔压水试验等技术瓶颈的制约,至今尚未开展.本文结合水电工程勘测特点及其钻孔地理环境与地质条件,对定向钻孔轨迹设计、设备与机具配套、造斜工艺、钻孔轨迹测量计算与绘制等进行了全面的介绍,旨在进一步推动定向钻进这一高新技术在水电工程勘测的推广应用.

摘要： 基于定向钻进原理,探讨了深孔定向钻进技术的优缺点,并结合冀中能源东庞矿的实际条件,分析了深孔钻进技术在煤层瓦斯抽采中应用的可行性.选取东庞矿21217工作面作为试验区域,设计施工5个顶板定向瓦斯抽采长钻孔,并对该工作面采空区上方裂隙带内的瓦斯进行了抽采.通过对高位定向长钻孔在抽采过程中的瓦斯浓度及流量进行观测分析,验证了利用定向钻孔进行高位瓦斯抽采方法的有效性,从而为深孔定向钻进技术在瓦斯治理方面的推广应用提供了一定的技术支持.

摘要： 激光钻井作为21世纪先进钻井技术的必然发展趋势,其相对于传统钻井技术的优点已得到国内外钻井专家的广泛共识,但由于各方面的原因还未得到实际的应用.本文通过分析煤岩本身特性,通过理论分析和实验研究,从破岩可行性、工艺可行性、钻具可行性、安全工艺保障、激光钻进+气体钻进工艺的优势、激光钻井+定向钻进的优势、激光钻井+智能钻进的优势等方面证明了激光钻井技术应用于煤层气开采定向钻进中的可行性和优势.

摘要： 定向钻进技术具有钻孔轨迹可精确控制、有效距离长、一孔多用等优点.针对唐家会矿顶板水害,采用定向长钻孔进行预疏放.通过首采工作面的疏放水实践,以及穿层钻孔检验,定向长钻孔疏放顶板水效果明显,为工作面的掘进和回采提供了相关技术保障.

摘要： 针对王家岭煤矿20105采空区积水量大,严重影响20103工作面正常掘进,通过对老空水赋存进行分析,并结合矿区地质情况,应用实践了定向钻孔疏放采空区老空水技术.实践结果表明定向钻孔疏放老空水效果明显,有效的解决了采空区水害问题,为工作面安全掘进提供了保障.

摘要： 通过无锡市惠山区上伟路(藕洛路-钱洛路)定向钻施工实例,分析定向钻施工技术在城市燃气管网施工中的应用及发展,为燃气管网工程不开槽施工技术的应用提供一些参考.定向钻施工技术的优势是其他工法难以替代的，通过规范的施工操作和经验，施工精度可以控制在管道长度的1%且不超过2m。通过硬件施工设备尤其是导向设备抗干扰能力的提高，进一步提高控制精度，定向钻施工技术将在不开槽柔性管道施工中应用更广。

摘要： 通过无锡市惠山区上伟路(藕洛路-钱洛路)定向钻施工实例,分析定向钻施工技术在城市燃气管网施工中的应用及发展,为燃气管网工程不开槽施工技术的应用提供一些参考.定向钻施工技术的优势是其他工法难以替代的，通过规范的施工操作和经验，施工精度可以控制在管道长度的1%且不超过2m。通过硬件施工设备尤其是导向设备抗干扰能力的提高，进一步提高控制精度，定向钻施工技术将在不开槽柔性管道施工中应用更广。

摘要： 本发明公开了一种煤矿井下定向钻分支孔钻进装置及钻进方法，该装置包括外层套管导向钻具、中心定向钻具、驱动外层套管导向钻具和中心定向钻具动作的钻进设备；外层套管导向钻具包括用于导向的套管导向钻头、内设置造斜通孔的斜向器、用于测量斜向器的造斜通孔朝向的定向装置以及套管；套管、斜向器、定向装置、套管导向钻头依次连接，套管内的套管通孔与所述的造斜通孔同轴；中心定向钻具能在套管通孔和造斜通孔中移动。采用本发明的开分支钻进装置和方法，可以在任意方向进行分支钻进，显著提高分支孔钻进速度，增加定向孔施工分支孔数量，提高主钻孔利用率，解决了现有在岩层中水平钻进时只能向下开分支使得轨迹调整收到限制的问题。

摘要： 本发明公开了一种煤矿井下定向钻分支孔钻进装置及钻进方法，该装置包括外层套管导向钻具、中心定向钻具、驱动外层套管导向钻具和中心定向钻具动作的钻进设备；外层套管导向钻具包括用于导向的套管导向钻头、内设置造斜通孔的斜向器、用于测量斜向器的造斜通孔朝向的定向装置以及套管；套管、斜向器、定向装置、套管导向钻头依次连接，套管内的套管通孔与所述的造斜通孔同轴；中心定向钻具能在套管通孔和造斜通孔中移动。采用本发明的开分支钻进装置和方法，可以在任意方向进行分支钻进，显著提高分支孔钻进速度，增加定向孔施工分支孔数量，提高主钻孔利用率，解决了现有在岩层中水平钻进时只能向下开分支使得轨迹调整收到限制的问题。

摘要： 本发明公开了煤矿井下定向钻进随钻水力造穴装置、钻进系统及方法，随钻水力造穴装置包括外管、第一控制阀、第二控制阀以及控制第一控制阀开启关闭、第二控制阀开启关闭的造穴控制器；造穴控制器设置在外管内，造穴控制器与外管内壁之间设置有供高压水流通的过流通道，过流通道中设置有第一控制阀；外管管壁上设置有第一通孔，第一通孔设置有第二控制阀。通过本发明的水力造穴装置和方法，可实现井下定向钻进施工中随钻高压水力造穴，不用提钻更换钻具即完成煤层孔段等特定位置的水力造穴，简化施工工艺方法，提高抽采效果。

摘要： 本发明公开了一种煤矿井下近水平钻进用定向钻进工具，采用球体代替翼肋与孔壁压紧来支撑弯外壳，使得弯外壳的中心轴线与孔壁中心轴线重合，保证工具面固定，将原来的滑动摩擦替换为滚动摩擦，大大降低对孔壁的摩擦力，有效保护孔壁；本发明采用弹性压缩件向压紧环提供压紧力，压紧环通过斜面向万向球组件施加推力，使万向球组件压紧孔壁，避免钻井液产生泄露而发生钻孔倾斜；本发明在主动轴上设置电控开关阀，在需要利用钻井液作为推动动力时关闭阀口，在进行钻进时打开阀口，保证钻井液的有效利用。

摘要： 本发明涉及一种可旋转钻柱定向钻进短节和钻进方法，属于钻井工具领域，其包括外壳；设置在所述缸体外壳内的缸体；开关总成，所述开关总成构造成在开启时使所述缸体和所述外壳分离而能够相对旋转，而在关闭时使所述缸体和所述外壳连接而能够同步旋转；井壁摩擦机构，包括与所述缸体相连的第一接头，以及布置在所述第一接头内的可动件，所述可动件构造成能够根据流经所述短节的钻井液的排量而径向运动，从而选择性地对井壁施加不同的摩擦力。定向钻进时，打开开关，钻杆可以在转盘带动下旋转，短节以下螺杆钻具的反扭矩被井壁摩擦机构产生的摩擦力平衡，工具面处于稳定状态，实现定向钻进可旋转钻柱的效果，从而有效降低托压效应，提高了机械钻速。

摘要： 本发明涉及一种煤矿井下近水平钻进用指向式旋转定向钻进工具及方法，旋转定向钻进工具由弯外壳、传动轴、万向轴、旋转芯轴、支撑固定系统和随钻测量系统组成，所述旋转芯轴、万向轴和传动轴顺序连接于弯外壳内，所述随钻测量系统包含无磁钻杆和设置在无磁钻杆内部的测量探管，所述支撑固定系统包含多个可伸缩翼肋、异形活塞和弹簧；由此，本发明其结构简单，实现快捷方便，可以取代弯螺杆实现旋转定向钻进，且工具的动力来源于钻杆的转动扭矩，克服了滑动钻进摩阻大的问题，可以充分发挥大功率定向钻机的能力，使钻孔向深部地层延伸，提高定向钻进效率。

摘要： 一种煤矿井下碎软煤层挠性内控旋转定向钻进系统及钻进方法，钻进系统包括挠性内控旋转定向钻具、定向系统、螺旋钻杆、可开闭式钻头和双动力头钻机，所述挠性内控旋转定向钻具位于螺旋钻杆和可开闭钻头之间以实现旋转定向钻进，所述定向系统贯穿于螺旋钻杆以对钻进轨迹进行测量，所述双动力头钻机包含大动力头和小动力头以提供钻进动力，所述挠性内控旋转定向钻具包含挠性外管、弯芯轴、轴承组和套筒，所述定向系统包括上无磁钻杆、下无磁钻杆、探管外管、测量探管、通缆内管和防爆计算机；由此，本发明实现了煤矿井下碎软煤层本煤层钻孔旋转方式下的定向钻进和筛管完孔护孔，提高钻进安全性和钻进效率，进而提高煤层钻遇率和瓦斯抽采效果。

摘要： 本发明公开了一种煤矿井下近水平钻进用定向钻进工具，采用球体代替翼肋与孔壁压紧来支撑弯外壳，使得弯外壳的中心轴线与孔壁中心轴线重合，保证工具面固定，将原来的滑动摩擦替换为滚动摩擦，大大降低对孔壁的摩擦力，有效保护孔壁；本发明采用弹性压缩件向压紧环提供压紧力，压紧环通过斜面向万向球组件施加推力，使万向球组件压紧孔壁，避免钻井液产生泄露而发生钻孔倾斜；本发明在主动轴上设置电控开关阀，在需要利用钻井液作为推动动力时关闭阀口，在进行钻进时打开阀口，保证钻井液的有效利用。

摘要： 本发明公开了一种定向钻进辅助造斜装置钻进任意工具面开分支的方法，具体包括以下步骤：1)准备材料、工具；2)提出钻具；3)下入孔底定位管和定位器；4)下入造斜器；5)钻进；6)开分支成功判断。本发明与现有技术相比的优点在于：结构简单，加工方便，当定向钻进需要开分支孔但已成孔轨迹又无法满足分支位置选择要求时，采用本发明可实现开分支孔的目的，避免因钻孔轨迹达不到设计要求而报废的不良后果；提高了俯角定向钻孔、中厚煤层顺煤层定向钻孔的成孔率，正常钻进过程中不需要刻意调整轨迹分段制造开分支位置。

摘要： 本发明公开了煤矿井下定向钻进随钻水力造穴装置、钻进系统及方法，随钻水力造穴装置包括外管、第一控制阀、第二控制阀以及控制第一控制阀开启关闭、第二控制阀开启关闭的造穴控制器；造穴控制器设置在外管内，造穴控制器与外管内壁之间设置有供高压水流通的过流通道，过流通道中设置有第一控制阀；外管管壁上设置有第一通孔，第一通孔设置有第二控制阀。通过本发明的水力造穴装置和方法，可实现井下定向钻进施工中随钻高压水力造穴，不用提钻更换钻具即完成煤层孔段等特定位置的水力造穴，简化施工工艺方法，提高抽采效果。