煤矿井下随钻测量定向钻进技术

2020-06-16 10:22:31 yysm 326

煤矿井下采用螺杆马达进行随钻测量定向钻进的研究始于20 世纪80 年代的英国,实钻最大孔深635m。之后该技术在美国和澳大利亚得到应用,尤其是在澳大利亚取得了显著成效,成为澳大利亚施工瓦斯抽采孔和地质勘探孔的主要手段,最大孔深纪录达到1761m

2003 年亚美大宁矿引进澳大利亚的VLD-1000 型随钻测量定向钻进技术与装备用于瓦斯抽采,并获得成功,其最大孔深达到了 1002 米,同时进行了多个分支孔施工。2005 年起,在国家发改委立项支持下,中煤科工集团西安研究院有限公司开始相应钻进技术与装备研究工作,并于 2007 年开发出定向钻进系列配套装备和工艺技术,成功进行了现场工业性试验,最大孔深达到了1046 米。之后该项技术与装备在全国得到了大面积推广,2010 年在寺河煤矿完成了1059m 定向长钻孔;2011 年在保德煤矿完成了1111m 定向长钻孔;2012 年在大佛寺煤矿完成了 1212m 定向长钻孔,创造了我国当时煤矿井下近水平长钻孔孔深的最高纪录。

随钻测量定向钻进装备主要由具备定向功能的钻机、螺杆马达、随钻测量装置和通缆钻杆等组成。煤矿井下定向钻杆主要采用特殊结构的中心通缆式钻杆,受通缆式钻杆强度限制,一般采用滑动定向钻进技术,即钻进过程中钻杆不回转,仅孔底螺杆马达带动钻头进行碎岩。采用螺杆马达进行滑动定向钻进的基础是:

①钻进时钻杆不回转,仅螺杆马达和钻头回转碎岩钻进;

②钻进时螺杆马达的工具面向角不发生变化,钻孔轨迹即可按预定方向延伸;

③采用随钻测量技术可实时测量钻孔空间轨迹参数和螺杆马达工具面向角朝向,为钻孔轨迹调整提供了基础。

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