双弧线纠偏法的二维求解

传统使用的单弧形纠偏法难以满足高精度定向孔定向纠偏的需要。本文提出了双弧线纠偏模式，并推导了二维求解的公式。     

螺杆钻具在梁宝寺矿风井冻结孔施工中的应用

梁宝寺矿风井冻结孔施工中，采用螺杆钻具进行钻孔纠偏，效果明显，纠偏成功率高，保证了钻孔施工质量，同时减少了钻孔施工辅助时间，提高了工效，风井共布置钻孔54个，其中26个孔采用了定向纠偏，共纠偏66次，成功率达95%，钻孔平均台月效率为2000m，最高达2528m，由于钻孔施工质量好，该工程被评为优良工程。     

陀螺测斜仪定向器的研制及其与代纳钻具的配用

定向纠偏必需要有精度高的测斜仪(JDT—Ⅲ型陀螺仪)及纠偏工具(代纳钻具)。而定向器是联接两者的不可缺少的一个环节,有了它就可使我国的Ⅲ型陀螺仪与美国代纳钻具配合,效果较原用的磁性单点测斜仪更好。     

螺杆定向纠偏技术在新庄矿超深冻结孔施工中的应用

 超深冻结孔凿孔过程中受钻进深度、地层性质和钻井技术工艺的影响,常出现由于偏斜过大、偏向难以控制等情况使钻孔质量不符合设计要求。新庄矿副立井冻结孔深度908m,通过螺杆定向纠偏技术有效解决了深部地层时偏斜值过大和相邻孔间距过小等问题,钻孔施工质量全部符合设计要求,为螺杆定向纠偏技术在深厚地层钻孔中的应用积累了宝贵的经验。     

基于模糊PID的智能掘进机器人系统轨迹纠偏

针对智能掘进机器人系统在定向掘进过程中受地质条件、路况等因素的影响导致实际机身位置偏离规划路线的问题,提出一种基于模糊PID的智能掘进机器人系统轨迹纠偏算法,利用模糊控制规则对PID的比例系数、积分系数、微分系数进行实时在线调整,实现智能掘进机器人系统轨迹纠偏。最后搭建实验平台进行实验验证,对比了传统PID算法和模糊PID算法的纠偏效果,实验表明:同传统的PID相比,模糊PID可以更快地消除横向误差来实现运动轨迹纠偏。     

煤矿井下定向钻孔纠偏技术及发展

分析了煤矿井下钻孔的井斜成因及影响,分别从井下测量技术和井下定向钻进技术两方面介绍了国外对于井斜问题的解决方案及其发展,描述了该技术在我国的发展现状。在未来的发展中,定向钻孔纠偏技术应向着自动化、一体化和智能化方向发展。     

水库坝体垂线孔施工技术研究

着重论述水库坝体垂线孔施工技术研究成果。介绍了垂线孔施工主要技术装备、工艺及施工效果,利用孔底随钻跟踪定向纠偏新技术实现了钻孔轨迹“导航”钻进。     

采煤机钻具纠偏控制方法的研究

螺旋钻采煤机在钻采过程中,由于受地质条件等因素的影响,钻具容易发生偏斜。采煤过程中钻具的纠偏,对提高生产效率、延长钻具寿命具有重要意义。构建了煤层的造斜力模型,采用三轴加速度传感器MPU6050获取钻具偏斜角度,结合PID控制算法,通过电液伺服阀对钻具进行纠偏,保证了采煤机的定向钻进。     

地层冻结技术有新突破

地层冻结技术有新突破目前，我国煤矿井筒施工冻结深度可达４３５ｍ，并研制成功５００ｍ深冻结孔的专用钻机，测斜和定向纠偏钻斜技术趋于成熟。冻结壁设计已进入综合考虑冻胀、变形、防断管、设计优化的新阶段，井壁设计取得了高标号混凝土井壁、复合井壁、可缩井壁多项...     

随钻测斜钻井技术在定向钻孔施工中的应用探讨

施工定向井或者对钻孔纠偏,往往使用槽式定向楔（斜铁）,用少加钻铤和慢速稳压钻进的方法控制造斜段的井斜角,用JJX-3A型或陀螺测斜仪对施工后的井段进行测斜。这种方法由于受到孔内铁质套管、定向楔和地磁倾角的影响,无法使定向楔一次定位成功。只能依靠频繁的测斜、测量后对定向楔扭方位,再次按照扭动的方位造斜施工。纠斜施工中的随意性较大,很难一次定位成功。     

煤矿井下复合定向钻进技术优势探讨

煤矿井下滑动定向钻进技术已是一种成熟的钻孔施工技术,随着该技术应用领域的不断扩大,其逐渐暴露出钻进效率低、钻进安全性差以及不利于实现深孔钻进等问题。介绍了滑动定向钻进技术与复合定向钻进技术（即滑动定向钻进技术和复合钻进技术结合的定向钻进方法）的特点,从安全、高效以及深孔钻进3个方面对复合定向钻进技术优势进行深入分析,实践证明,复合定向钻进技术可有效提高钻进效率、预防钻孔事故和实现深孔钻进,可作为煤矿井下安全、高效及深孔定向钻进新技术进行试验和推广。最后,针对复合钻进钻速的提高仅仅是由于钻头绝对转速的提高的观点之不足,提出应进行包括转速、扭矩、碎岩功率等与钻进效率之间关系的全方位研究。     

定向钻进技术发展与展望

我国定向钻进技术的研究已进入世界先进国家行列。列举了我国在定向钻进器具方面的科研成果及典型的定向钻进应用实例，着重介绍了目前国际上与定向钻进有关的先进技术，并就我国拓宽定向钻进应用新领域及相应需要研究的新技术提出了参考性建议。     

顾桥煤矿顶板复杂地层高位定向钻孔技术

针对顾桥煤矿顶板复杂地层中施工高位定向钻孔时存在的目标层较薄、成孔困难的问题,选配了合理钻具,通过地层探查定向钻孔确定了顶板复杂地层结构及地层信息进而优化了定向钻孔目标层位置,总结了复杂地层中定向钻孔轨迹控制经验,最终在顾桥矿顶板复杂地层中成功施工了7个孔深500 m以上的高位定向钻孔,提高了复杂地层中高位定向钻孔成孔率,有利于高位定向钻孔抽采瓦斯技术在复杂地层中的推广应用。     

煤层顶板硬岩大直径定向钻孔施工关键技术

根据顶板高位定向钻孔快速钻进成孔与工作面卸压瓦斯高效抽采治理需要，针对现有螺杆马达定向钻进技术与分级扩孔方法存在的问题，开展了顶板硬岩定向钻进与大直径扩孔钻进关键技术研究，开发了冲击回转定向钻进技术、扭冲回转定向钻进技术、扭冲旋转扩孔技术以及双级双速扩孔技术等钻孔提速新技术，研制了冲击螺杆马达、矿用小直径扭力冲击器、双级双速螺杆马达、组合式扩孔钻头等配套钻具。综合试验结果表明，硬岩定向钻孔平均机械钻进效率达到8.34 m/h，最高达到13.6 m/h，较常规螺杆马达定向钻进技术提升20%~30%；硬岩大直径扩孔终孔直径达到200 mm，机械钻进效率平均达到5.6 m/h以上，最高达到10.5 m/h。该技术提升了顶板硬岩定向钻进效率与大直径扩孔钻进效率，缩短了顶板高位定向钻孔的综合施工周期，为大直径高位定向长钻孔快速成孔与高效抽采治理回采工作面卸压瓦斯提供了可靠的技术手段。     

煤矿井下复杂岩层跟管定向钻进技术研究

为了解决煤矿井下复杂岩层破碎定向钻进出现孔壁坍塌而成孔难题,创新发明出复杂岩层跟管定向钻进技术护住复杂破碎孔段。该技术先采用中心定向钻具外跟套管穿过复杂地层,然后提出中心定向钻具利用外部套管护住复杂岩层孔段,最后在外部套管内下入下一级定向钻具施工。本文通过开展跟管定向钻具设计、跟管定向钻进工艺研究,并将该技术应用于淮北某矿高位定向钻孔试验。试验中该技术成功护住了由2层煤线、1层泥岩组成的103.5 m复杂岩层孔段,最终定向钻进成孔孔深530 m。试验表明,本技术可有效护住复杂地层孔段,提高复杂岩层定向钻孔深度和保护抽采通道。     

复杂岩层高位定向长钻孔成孔技术应用研究

为解决高位定向长钻孔大深度、大摩阻、岩层复杂、排渣难等钻进难题,通过定向钻进装备优选、泥浆脉冲随钻测量系统应用、高韧性螺旋钻杆提高钻杆柱强度和有效排渣、定向钻进轨迹设计和控制技术优化、以及复合定向钻进工艺降摩阻等方法,有效提高高位定向长钻孔的钻孔深度,增强了高位定向长钻孔成孔技术的钻具适配性和地层适应性。该技术应用在桃园矿Ⅱ8221高位定向长钻孔施工中,成功实现最大956m的高位钻孔深度记录,后期钻孔瓦斯抽采浓度高、纯量大,有效解决了回采工作面的瓦斯问题,取得了良好的效果,为高位定向长钻孔成孔技术应用研究提供了宝贵经验。     

汶川地震断裂带科学钻探项目WFSD-4孔定向钻进技术应用

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。     

定向钻进随钻跟踪设计与控制技术应用研究

目前在定向钻进过程中,往往因没有更好地开展工程实施跟踪与工程设计预测控制技术,导致后续施工出现偏差,钻进成本和钻井施工难度增大。为此,根据定向钻进设计原理,采用最小二乘法求出修正系数,运用轨迹预测模型,开展了定向钻进随钻跟踪设计与控制技术的研究。采用常用的Excel编制程序,输入实钻数据后,自动分析出后续定向轨迹设计。做到随时输入随时预测,可有效防止定向偏差。经现场应用,可有效快速预测后续定向钻进参数,及时指导后续定向钻进工作,减少工程失误风险。     

定向钻进技术在煤与瓦斯突出矿井中的试验研究

定向钻进技术是一种高效的区域瓦斯治理措施,可大幅节约施工成本、缩短施工周期,地质条件及钻进层位对定向钻进效果有直接影响,因此对定向钻进技术适用性的现场试验研究决定了该技术能否在施工现场成功运用。以平煤股份十一矿己_16-17-24070、己_16-17-24090工作面为试验地点,采用2种不同型号的定向钻机,分别沿煤层走向、倾向在顶板施工梳状定向分支孔,在平顶山矿区开展以孔代巷现场工业性试验,积极探索适用于平顶山矿区的新的瓦斯治理模式。依据VLD-1 000型千米定向钻机前期沿煤层走向的钻进效果,分析钻进效果不甚理想的原因;后期采用ZYWL-6000DS型煤矿用双履带式全液压定向钻机,沿煤层倾向施工定向钻孔,取得了良好的钻进效果。以2种定向钻机的钻进效果为依据,平煤股份十一矿确定了施工定向钻孔的钻机类型及钻孔设计,初步形成了适用于平煤股份十一矿的新的瓦斯治理模式。     

区域瓦斯超前治理大功率定向钻进装备与技术

针对当前超长走向工作面区域瓦斯超前防治需求,以及常规定向钻孔孔深浅、效率低、覆盖面积不足的问题,提出采用先进的国产大功率定向钻进装备及技术进行区域瓦斯治理定向长钻孔施工。形成基于ZDY12000LD定向钻机、BLY390/12泵车、随钻测量系统及复合定向钻进工艺的完整配套装备及技术。通过现场试验表明,完成6个定向长钻孔主孔及7个主分支孔,最大孔深达1 521 m,孔径达到φ120 mm,平均成孔周期8.85 d,平均进尺211.6 m/d,相较于常规定向装备钻进速度增加30%以上,显著提高顺层定向长钻孔钻进效率,对加强煤矿区域瓦斯超前治理具有重要意义。