一种煤矿井下定向钻进循环用水工艺下载

weixin_39821228 2020-10-02 02:00:41

近年来,定向钻进工艺以其钻孔深度深、钻孔精度高、轨迹可控等优势在煤矿安全及地质勘探领域都得到了较大的推广和应用,但该项工艺技术依然存在耗水量大、定向钻进成本高等问题。通过对钻屑颗粒的大小及分布规律进行分析,研究了一种适用于煤矿井下的定向钻进循环用水工艺,并在寺河煤矿井下了工业性试验。试验表明,该套工艺实现了水平定向钻进循环用水,大大降低了定向钻进成本。
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近年来,定向钻进工艺以其钻孔深度深、钻孔精度高、轨迹可控等优势在煤矿安全及地质勘探领域都得到了较大的推广和应用,但该项工艺技术依然存在耗水量大、定向钻进成本高等问题。通过对钻屑颗粒的大小及分布规律进行分析,研究了一种适用于煤矿井下的定向钻进循环用水工艺,并在寺河煤矿井下了工业性试验。试验表明,该套工艺实现了水平定向钻进循环用水,大大降低了定向钻进成本。

为实现煤矿井下定向钻进的安全高效进行,需要研制煤矿井下定向钻进用随钻测量系统,对钻孔轨迹进行实时测量和控制。通过分析煤矿井下施工环境、钻进工艺和功能结构要求等,总结了系统研制技术要求和研制关键技术,制定了系统组成结构与工作原理、工作模式与控制流程、孔口仪器研制、测量探管设计及系统软件设计等关键技术的实施方案,并具体实施和研制出了4种型号随钻测量系统,应用效果良好,可满足煤矿井下定向钻进需要。

定向钻进技术以其精确控制钻孔轨迹逐渐被应用于煤矿井下瓦斯抽采钻孔及防治水钻孔施工中。从定向钻进技术的原理入手,以国内多家煤矿企业井下施工定向钻孔的实际资料,研究了定向钻进技术在煤矿井下进行瓦斯抽采、地质构造探测及防治水施工的适用条件、布孔方式和成孔原理。结果显示,定向钻进技术在煤矿井下瓦斯抽采、地质构造探测及防治水领域的应用效果显著。

针对煤矿井下长钻孔扩孔钻进时,普通PDC扩孔钻头存在钻进效率低,钻头寿命短,可靠性低等问题,结合煤矿井下近水平定向长钻孔扩孔施工的工艺特点,改进扩孔钻头和导向器的结构,研制了一种新型结构组合式PDC扩孔钻头,并进行了现场试验。试验结果证明,新型组合式扩孔钻头具有钻进效率高、寿命长、保直效果好等优点,试验单只钻头累计进尺达2 364 m,满足了煤矿井下近水平定向长钻孔扩孔施工的需求。

为了解决煤矿井下连续滑动定向钻进工艺在长孔施工中存在效率低、能力差的问题,提出了复合定向钻进工艺,并从轨迹控制角度进一步明确了复合定向钻进的含义、研究分析了其工艺特点,结合典型实例分析总结了复合定向钻进工艺的技术优势:能力强、效率高,应用结果表明:本煤层孔最大实钻孔深1 881 m、顶板岩层孔最大实钻孔深1 026 m、处理卡钻事故最大孔深1 188 m,平均机械钻进效率提高20%以上,综合钻进效率提高40%以上。煤矿井下复合定向钻进工艺革新了近水平孔轨迹控制模式,提升了井下本煤层深孔、超深孔和顶板大直径定向孔施工能力。

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