矿用随钻方位伽马测井仪的设计与试验

为满足煤矿井下顺煤层钻进地质导向的现实需求,设计开发了随钻方位伽马测井仪,可为钻进地质导向工程提供地层伽马参数。在分析煤矿井下随钻测量的工况特点及伽马测井原理基础上,从硬件、软件及结构几个方面,设计并实现了可同时探测上下2个方向的伽马参数的随钻方位伽马测井仪。通过在地面勘探孔及煤矿井下实钻孔中进行了该仪器测试,测量数据稳定、结果可靠,在不同放射性地层,伽马测量值差异明显,且钻遇分界面时上下层伽马测量值呈现规律性变化。结果表明:该随钻方位伽马测井仪满足随钻测量的抗震、抗扭及耐水压要求,上下伽马测量结果可服务于地质导向工程、指导顺煤层钻进。     

随钻伽马测井系统在顺煤层钻进中的应用

介绍了基于无线电磁波传输的随钻伽马测井系统在顺煤层瓦斯预抽采钻孔受控钻进施工中的应用,主要介绍了系统组成、工作原理及其应用开展情况。在山西伯方煤矿对电磁波随钻伽马测井系统进行了煤矿井下随钻应用,结果表明:仪器能够满足随钻测量的实际生产需求,指导钻具沿煤层钻进,有效提高钻进效率,降低施工成本。     

煤矿井下钻孔群在线监测系统设计与应用

设计了煤矿井下钻孔群在线监测系统,开发了基于全数据分析法的钻孔群数据处理软件。矿井钻孔群在线监测系统利用随钻轨迹仪测量钻孔轨迹,利用水压传感器测量钻孔深度,借助矿井工业环网实现钻场钻孔测量数据的实时上传,利用地面钻孔群数据处理软件快速定位钻场孔群轨迹及终孔落点,准确判定钻进盲区及钻孔与煤层的位置关系。试验表明:煤矿井下钻孔群在线监测系统运行稳定,数据处理简单有效,钻孔群轨迹及煤层位置的三维显示直观明了。     

矿用钻孔深度声波测量装置设计与应用

针对目前煤矿井下钻孔施工的质量验收,主要依靠退钻时人工数钻杆的方式计量钻孔深度,效率低且人为因素大的问题,通过研究基于钻杆柱中声波反射原理设计了便携式钻孔深度测量装置,利用声波在钻杆柱中的传播的速度和声波在钻杆柱中往返传播一个周期的时间计算出钻孔中钻杆柱的长度,确定钻孔深度。设计的矿用钻孔深度测量装置主要由3部分组成:激震源、探头和主机,关键的数据处理和人机交互等功能通过主机的软硬件实现。在大佛寺煤矿和寺河煤矿进行的现场试验,验证了该装置的测量深度大于200 m,最大误差不超过10 m,能够满足煤矿井下孔深测量的迫切需要。     

矿用钻孔测井分析仪在地质防探水中的应用

YCJ90/360型矿用钻孔测井分析仪能够在煤矿井下快速一次完成视频、自然伽马、测斜(钻孔方位、倾斜度)数据采集,地面数据处理软件可以高效进行数据的同步分析计算,获取钻孔岩性柱状图、钻孔轨迹平面图、预想地质剖面图等多项成果。华阳煤业矿井在井巷施工中采用该项技术成功查明了巷道前方的地质构造、钻孔涌水等多项异常情况。     

矿井随钻三维轨迹监测技术研究

煤矿井下钻孔施工中，在缺少控制钻孔轨迹偏移测量技术的情况下，施工钻孔轨迹与钻孔设计轨迹偏差较大，无法满足煤矿瓦斯抽采的设计需求。分析了随钻钻孔三维轨迹测量技术，通过对随钻三维轨迹测量技术的研究，精确控制瓦斯钻孔轨迹，解决瓦斯突出煤层快速掘进及安全高效回采问题。钻孔随钻三维轨迹测量技术是通过对钻机开孔角度的精确测量和对钻孔轨迹的精确测量，使用三维轨迹成图方法显示。大量的数据采集与施工验证表明，该方法成为预抽钻孔煤层保安全、促生产过程中的重要环节，能够避免钻孔设计及施工的盲目性，提高了抽采钻孔的利用率及施工速度。     

矿井长钻孔随钻轨迹测量技术研究

针对煤矿井下长钻孔轨迹测量的问题,采用了2种长钻孔随钻轨迹测量方法,可用于煤矿井下水平钻孔或定向钻孔无缆随钻测斜,随钻测量并记录钻进方向的倾角、方位角;对最小曲率法、均角全距法的钻孔轨迹数据计算方法进行了研究,分析了钻孔轨迹测量中常见的误差原因及校正误差的方法,通过实测钻孔轨迹数据分析钻孔轨迹测量数据分析方法与测量效果。通过理论与实测数据研究得出,该随钻钻孔轨迹测量技术与误差校正方法提高了钻孔轨迹测量精度,能够很好地用于矿井长钻孔的轨迹测量。     

钻孔数据处理与三维显示软件设计及应用

针对煤矿井下回转钻进用随钻轨迹仪及手持式轨迹仪测量软件功能单一、显示不直观、无法指导钻孔施工等问题,采用C#语言开发了钻孔数据处理软件;软件具有数据预处理、钻孔深度及钻孔轨迹计算、钻孔轨迹三维建模与显示及钻孔轨迹设计指导等4个功能模块,可实现钻孔数据的导入与处理、钻孔深度及钻孔轨迹可视化显示、定量计算钻孔覆盖盲区及指导后续钻孔施工;利用该钻孔数据处理软件可快速定位钻孔群轨迹及终孔落点,准确判定钻进盲区及钻孔与煤层的位置关系。现场试验表明:钻孔数据处理与三维显示软件使用可靠稳定,数据处理简单有效,钻孔群轨迹及煤层分布的三维显示直观明了,可为后续钻进施工提供及时、有效的技术支撑。     

矿用随钻存储式智能钻孔轨迹测量装置研制

针对煤矿井下常规钻机回转钻进轨迹测量装备待机时间较短的现状,研制了一种矿用随钻存储式智能钻孔轨迹测量装置。应用结果表明,该装置能大幅度提高探头的待机时间,携带方便、测量施工效率高,能满足矿井现场的生产需求。     

随钻伽马测井探管节电降功耗控制方法与系统设计北大核心

针对煤矿井下随钻伽马测井系统孔中测井探管供电时长与钻孔作业施工周期不匹配的矛盾,研究并设计了基于孔中探管状态监测的节能降功耗控制方法与系统,对节能降功耗控制系统控制方法实施流程进行介绍。节能降功耗控制方法与系统作为对目前已有的煤矿井下随钻测量系统孔中探管几种供电方式缺点弥补,或结合现有供电方式进行联合使用,从而解决现有仪器因供电问题不能满足所有工况和工艺条件的问题。