定向钻进技术

摘要： 以顺煤层超长定向钻孔组覆盖整个工作面,对矿井大盘区瓦斯进行采前预抽是区域瓦斯治理的新模式。从大盘区瓦斯抽采顺煤层超长定向钻孔施工工艺出发,介绍了顺煤层超长定向钻孔成孔的几大关键技术,包括钻孔递进式轨迹延伸技术、复合钻进轨迹控制技术、水力加压减阻钻进技术、正反扭转减阻钻进技术及复合侧钻分支技术等。还介绍了顺煤层超长定向钻孔施工的主要配套装备,包括ZDY15000LD大功率定向钻机、BLY460/13泥浆泵车、YHD3-3000泥浆脉冲测量系统、无缆大通孔钻杆、水力加压螺杆马达等。利用该技术与装备在保德矿二盘区进行了工程示范应用,应用结果表明,该套工艺技术与装备具备施工长度超过3300 m顺煤层超长定向钻孔能力。最后对瓦斯抽采效果进行了分析,结果显示超长定向钻孔抽采周期长,抽采量高,可以对大盘区瓦斯进行超前综合治理。

摘要： 井下隐蔽灾害对煤矿安全、高效生产构成严重威胁和制约。钻探是探测这些隐蔽灾害的常规手段,但是使用普通回转钻进工艺存在探测距离短、无效进尺多、轨迹不可控等弊端,相比之下,定向钻进用于远距离探测具有显著优势。为查明井下隐蔽灾害情况、保障矿井安全生产,山西某矿将定向钻进技术用于井下皮带顺槽巷外隐蔽灾害的探测,通过侧钻分支孔工艺在定向钻孔孔深240 m处成功发现小窑破坏区,为该矿安全生产提供地质依据。此次定向钻进技术用于探测的成功案例对隐蔽灾害远距离、高精度的井下探测技术的发展具有重要意义。

摘要： 我国正处于快速转变阶段,各个行业发展速度越来越快,尤其是煤矿开采行业可显著提高人济收益。但由于煤矿开采行业具有较高的危险性,因此需要不断提高开采技术水平,做好矿井地质勘探工作,保证安全开采。基于此,本文围绕矿井进行研究,重点阐述了矿井地质勘探中煤矿井下定向钻进技术的应用,并简单论述了定向钻进技术的施工方法和工作原理,希望对相关工作有所帮助,不断提高煤矿开采水平,提升经济效益。

摘要： 针对井下定向钻进技术进行研究的主要目的是提升其在矿井地质勘查中的作用,增强定向钻进技术的应用效果。本文中从井下定向钻进技术的适用范围和钻进技术装备的应用要点几个方面探讨了井下定向钻进技术的应用情况,并在此基础上围绕井下定向钻进工艺的应用方法展开研究,以期能够提高该项技术的应用价值,进一步提升矿井地质勘查的效果。

摘要： 为了解决下峪口煤矿上保护层开采过程中工作面瓦斯超限问题,提出了煤矿井下卸压瓦斯抽采定向钻进技术方法,分析了装备机具选型、钻孔设计方法、钻孔轨迹调控,研究了大角度开孔、稳压注浆固管、混合钻进、地层判别、快速回转穿异常区和预留分支点六个定向钻孔施工关键技术.工程试验结果表明:该技术具有开孔成功率高、能快速穿过破碎岩层塌孔区域、判别地层准确、钻进效率高、轨迹可灵活调整以及减少施工盲区等优势.定向钻孔的瓦斯抽采浓度平均为35.7％,解决了常规钻孔抽采效果差的问题,提高了保护煤层卸压逸散出的游离瓦斯抽采利用率,为实现卸压开采抽采瓦斯、煤与瓦斯共采的科学构想提供了技术支撑.

摘要： 针对西北某煤矿上保护层开采过程中卸压瓦斯大量逸散至工作面,常规钻孔存在工程量大、抽采效果差等问题,采用煤矿井下定向钻进技术对下部被保护煤层卸压逸散出的游离瓦斯进行提前抽采,并将其抽采效果与常规钻孔进行对比分析,同时对不同层位的定向钻孔瓦斯抽采效果进行考察对比.研究表明,同一区域的定向钻孔瓦斯抽采效果优于常规钻孔,其单日百米瓦斯抽采纯量为常规钻孔的25.2倍.通过对不同层位的定向钻孔瓦斯抽采数据进行分析对比,结果表明靠近被保护煤层顶板的3号定向钻孔综合瓦斯抽采效果最好,其平均瓦斯抽采浓度为77.3％,抽采纯量为5.3 m3/min,其抽采效果远优于常规钻孔及其他层位定向钻孔.研究成果为同类似矿井的瓦斯防治工作提供了技术思路.

摘要： 大直径定向钻进技术是治理瓦斯的有效技术方法之一,其利用大直径定向钻进技术与水力压裂技术,如此方可改善煤矿井下瓦斯的治理效果与经济效益.阐述了煤矿井下水力压裂技术,分析了煤矿井下大直径定向钻进技术的技术原理,并结合发展现状,对煤矿井下大直径定向钻进技术在水力压裂中的实践应用进行了探究.

摘要： 针对西北某煤矿上保护层开采过程中卸压瓦斯大量逸散至工作面,常规钻孔存在工程量大、抽采效果差等问题,采用煤矿井下定向钻进技术对下部被保护煤层卸压逸散出的游离瓦斯进行提前抽采,并将其抽采效果与常规钻孔进行对比分析,同时对不同层位的定向钻孔瓦斯抽采效果进行考察对比。研究表明,同一区域的定向钻孔瓦斯抽采效果优于常规钻孔,其单日百米瓦斯抽采纯量为常规钻孔的25.2倍。通过对不同层位的定向钻孔瓦斯抽采数据进行分析对比,结果表明靠近被保护煤层顶板的3号定向钻孔综合瓦斯抽采效果最好,其平均瓦斯抽采浓度为77.3%,抽采纯量为5.3 m 3/min,其抽采效果远优于常规钻孔及其他层位定向钻孔。研究成果为同类似矿井的瓦斯防治工作提供了技术思路。

摘要： 煤炭工业在我国许多行业中都占有重要的地位,煤炭资源不仅与人们的日常生活息息相关,对国家各方面的发展都有着重要影响.煤炭开采过程中常会因地质水害问题,对整个开采过程带来不利影响.煤矿的井下定向钻进技术具有高效、高精度的特点,在煤矿地质防水工作中其应用非常重要.本文简要分析煤矿定向钻进技术的优点及实际应用,为煤矿井内水害防护、完善煤矿地质勘查工作、提高煤矿井下的安全性提供思路.

摘要： 定向钻进技术优点显著,探查精度较高,可对轨迹进行人为控制,钻孔轨迹较为精确.煤矿地质防水工作中采用定向钻进技术效果显著.随着我国经济的不断发展,煤矿开采程度也在不断提升,为了不影响煤矿开采质量,需要避免水害迫害到煤矿工程,通过定向钻进技术防治煤矿地质灾害防水情况.文章对地质水工作中应用定向钻进技术进分析,从而提升煤矿开采质量.

摘要： 若尔盖铀矿是我国四大基本类型铀矿田之一,地处高原藏区,生态脆弱,山高坡陡,需要采用定向钻进技术减少搬迁,保护生态,提高效率.针对该矿区地层高陡构造、软硬不均、恶性漏失、钻孔直径小及定向精度要求高等难点,采取了有缆随钻定向、较大弯度螺杆、平底定向钻头及精确控制高边工具面等轨迹控制措施,成功完成了定向钻进、分支孔施工、纠斜及侧钻绕障等,轨迹控制良好.

摘要： 为解决目前我国西部斜井冻结施工只能采用立井垂直孔冻结技术的问题,满足斜井沿轴线冻结工艺要求,研制了应用于斜井冻结孔定向钻进技术的关键装备,如近水平小倾角斜井冻结钻机、斜冻结孔冻结管下放装备等,通过无线随钻测斜仪测斜定向技术的现场试验和磁导向测斜定向装备的实验室研究,证明了测斜精度满足要求.这些装备和测斜技术有望解决斜井沿轴线冻结孔钻孔、下放冻结管及钻孔精度难以保证的技术难题.

摘要： 定向钻进技术是目前世界上最先进的钻进方法之一，它具有DGS导向系统，通过孔外计算机监测，可以按照预先设计的钻进轨迹钻进至指定位置。本文介绍了同媒集团地质处首次在青磁窑矿井下采用轨迹模拟法追踪煤层走向排放采空区积水.在跟踪煤层时，要时时注意孔内返水情况，并注意压力表及进尺情况的变化，尤其在见煤及止煤时，一定要观测冲洗液的颜色、颗粒、成分及压力和钻进速度，以准确确定煤层走向，现场判断和模拟法相结合，二者不可缺一。经现场验收，认定钻孔达到设计要求。目前该技术在中国的亚美大宁、白岌沟、四河等地用于煤层气开发、瓦斯抽放、瓦斯综合利用及井下探放水等都取得了良好的经济效益，相信定向钻进技术必将在同煤集团的发展过程中发挥重要作用。

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钻孔.定向钻孔目前已在我国石油、煤炭、地矿、冶金市政等勘探与施工行业普遍应用.而我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.对此,中国水电工程顾问集团公司将“水电工程勘测定向钻进技术研究”列为重点科技项目下达给我院进行研究.本文将依据我院研究成果,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推广应用.

摘要： 作为目前煤矿井下坑道钻进最先进的近水平定向钻进技术与装备,2005年由中煤科工集团西安研究院率先提出并研发.从2008年第一套定向钻进技术装备推广至今,连续创造了国内1046 m、1059 m以及目前的1111.6 m煤矿井下沿煤层最大孔深记录,取得了非常良好的应用效果.本文着重介绍了煤矿井下千米随钻测量定向钻进技术与装备的技术内容、特点及典型推广应用范例,并展望了其今后的技术研究与发展趋势.

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,有效地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： 介绍了汶川地震断裂带科学钻探项目四号孔定向钻进的施工情况,包括定向钻孔的设计、造斜工具的选择、定向方法、钻孔轨迹控制以及无线随钻定向钻进施工、利用钻具组合进行定向钻进施工、侧钻绕障和定向钻进效果.

摘要： 管线定向钻进技术已推广并应用于给水排水、输油、电力、燃气及通信工程,并采取非开挖施工穿越城市道路、公路、铁路及江河等.本文结合浙江某市Φ1220、穿越河道宽为715m输水钢管工程,对牵引管道工程的设计和施工中关键技术进行总结与探讨,为今后管道的非开挖技术更广泛应用提供参考和借鉴.

摘要： 受控定向钻探技术是钻探工程发展的重要里程碑.定向钻探是提高钻探质量,加快勘探施工速度,降低施工成本,提供精确地质资料的有效方法.通过对苍山铁矿区第四勘探线ZK401、ZK402孔定向钻探的应用研究,掌握了螺杆钻定向钻进的工艺,可以运用螺杆钻进行单底定向孔、多分支孔的施工.该技术广泛应用于苍山沟西、宋楼铁矿区和颜店铁矿区,取得了较好的经济效益和社会效益.

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。

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。