随钻测量定向钻进技术简介

2020-06-13 16:48:18 yysm 246

1 )基本概念

近水平定向钻进( HDD ) 技术是指利用钻孔自然弯曲规律或采用专用工具使近水平钻孔轨迹按设计要求延伸钻进至预定目标的一种钻探方法,即有目的地将钻孔轴线由弯变直或由直变弯。

目前煤矿井下近水平定向钻进技术主要有 稳定组合钻具钻进和 孔底螺杆马达钻进两种工艺技术。孔底螺杆马达钻进以螺杆马达(高压冲洗液作为传递动力介质)作为孔底动力钻具,通过采用带有不同形式造斜件(弯外管或弯接头)的螺杆钻具并配备随钻测斜仪器,就可进行满足不同需要的定向钻进施工。

通缆钻杆

2 )与常规钻进的区别和技术特点

与传统的回转钻进不同,螺杆马达带动钻头旋转破碎岩石时,整个钻杆柱和螺杆钻具的外壳(包括造斜件)不旋转,所以造斜件弯曲的方向即是钻孔将要弯曲的方向。

常规钻进:钻孔深度有限、钻孔数量多、劳动强度大、施工周期长、封孔质量差

定向钻进:轨迹精确控制、有效距离长、多分支孔、钻进效率高、一孔多用、集中抽采孔底螺杆马达定向钻进技术具有以下特点:

a. 钻具结构较为复杂,价格昂贵,对操作人员的技术水平要求较高;

b. 对倾角、方位角控制调节能力强,可进行实时精确随钻测量,定向精度高、效果好,易于实现深孔以及多分支孔钻进;

c. 受螺杆马达及配套钻杆结构和能力的制约,对冲洗液的净化要求高,施工钻孔直径一般在 96 mm ,不满足施工大直径钻孔的需要;

d. 地层适应性较弱,抗孔内事故能力差,一般要求在硬而完整的煤层或稳定的岩层中施工

3 )适用条件和应用范围

a) 煤层条件煤矿井下定向钻进技术适用于普氏系数f≥1的较完整 煤层,避免在煤层破碎带或煤层陷落柱区域内布置定向钻孔。

b) 岩层条件煤矿井下定向钻进技术适用于普氏系数f≤6的岩层, 避免在裂隙发育带 或 炭质泥岩 、 铝质泥岩等遇水膨胀性岩层内布置定向钻孔。

煤矿井下近水平随钻测量定向钻进技术通过对倾角和方位角的实时调节实现对钻孔轨迹的精确控制,保证钻孔轨迹在目的层中有效延伸,并可进行多分支孔施工,具有 钻进效率高 、一孔多用 、集中抽采等优点,现已成为国内外瓦斯高效抽采的主要技术途径,并应用于地质构造探测和探放水等领域。

3. 定向钻进技术应用

1 )工作面沿煤层瓦斯抽采长钻孔施工;

2 )松软煤层梳状瓦斯抽采钻孔施工;

3 )精细地质勘探钻孔施工;

4 )探、放水钻孔施工;

5 )定向工程钻孔施工等。

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