煤矿井下近水平定向钻进配套钻杆的研制

针对进口定向钻进装备配套钻具在使用过程中出现的问题,结合我国煤矿具体地质赋存特点和定向钻进技术要求,通过对定向钻进配套钻具工作条件分析、材料优选、结构优化和性能检测,确定了中心通缆钻杆的螺纹结构和信号传递装置结构,研制成功了高强度(￠)73 mm中心通缆钻杆及其配套钻具,并制定了钻杆的性能检测标准.现场工业性试验期间,利用(￠)73 mm中心通缆钻杆实现了煤矿井下近水平定向钻进钻孔深度1 212 m,钻进过程中信号传递实时、高效、可靠,可满足煤矿井下随钻测量千米孔深定向钻进的使用要求.     

顶板复杂岩层无线随钻测量复合定向钻进技术

针对以往顶板复杂岩层中施工定向钻孔时存在钻进效率低、排渣效果差、易发生钻孔事故的不足,开发了基于螺旋钻杆的无线随钻测量复合定向钻进技术,选配了适用钻进装备;在淮南顾桥矿进行了现场试验,试验最大钻孔深度530 m,累计钻孔进尺1 673 m,成孔率达到100%,排渣效果提高2倍以上。试验结果表明:泥浆脉冲无线随钻测量系统工作性能稳定、测量数据准确,复合定向钻进技术钻进效率高、钻进能力强,螺旋钻杆复合排渣效果好、钻孔清洁度高;有效提高了复杂岩层钻孔成孔率、成孔效率和钻进安全性。     

双管定向钻进技术在祁南矿313工作面的应用

针对祁南矿313工作面碎软煤层中顺煤层长钻孔施工时,煤层倾角大和32#煤碎软的问题,利用双动力头钻机及配套钻具,开展钻杆、套管双管定向钻进工艺研究;通过关键设备选型、钻杆和钻杆钻头、套管和套管钻头钻具选配、风动定向钻进工艺参数优化以及提出钻杆在套管内大直径筛管护孔等方法及试验,有效提高顺煤层钻孔深度,实现顺煤层长钻孔轨迹可控,并提高了地层适应性。     

一种适用于破碎煤层的安全定向钻进工艺研究

随着煤矿瓦斯治理技术的发展,井下定向钻孔瓦斯治理技术在国内得到了广泛应用。但定向钻进技术在破碎煤层中钻进时经常遇到垮孔、塌孔、钻孔不返水等问题,从而导致钻进效率低,更严重的会引起卡钻、埋钻,导致掉钻钻井事故。通过对常规定向钻进工艺及钻具进行研究,针对性地研发了凹槽螺旋定向钻杆、煤矿坑道水平定向钻进安全接头及适用于破碎煤层的安全定向钻进工艺并进行现场试验。通过现场试验表明,适用于破碎煤层的安全定向钻进工艺成功解决了破碎煤层定向钻进问题,减少了卡钻、埋钻事故的发生,提高了钻孔深度,降低了设备风险,实现了破碎煤层的高效、安全钻进。     

定向钻杆辅助上杆及搬运技术北大核心

针对煤矿井下定向钻杆采用人工方式加接和搬运劳动强度大、安全性差的问题,基于大直径定向钻机结构布局和钻进工艺特点,提出了一种定向钻杆辅助上杆及搬运组合方案,对其工作原理和设计要点进行了详细介绍。测试和试验结果表明:该方案能够实现长度3 m大直径定向钻杆的快速加接和机械化搬运,为煤矿井下大直径定向钻机的推广应用提供了有力支持。     

定向钻机在赵庄煤矿松软突出煤层钻进中的应用实践

针对松软突出煤层高应力易塌孔煤层钻进过程中遇到喷孔、卡钻、塌孔、抱钻和煤炮等困难,赵庄煤矿采用ZDY-6000L全液压定向钻机进行了工业性试验,采取了钻头沿着顶板或底板钻进、水力排渣等技术措施。结果表明:定向钻机配合高强度刻槽钻杆钻进与普通钻机配合光面钻杆钻进相比较,可提高钻进效率100%以上,提高钻进深度30%以上,减少采煤工作面瓦斯抽采空白带。     

旋转导向系统在水平定向钻进中试验成功

旋转导向系统（RSS）能在钻杆回转状态下改变钻孔倾角和方位角，从而能够在定向钻进中始终保持钻压和钻进效率，这种钻具早已在石油和天然气定向钻进中成功应用，此次在非开挖水平定向钻进中试验成功，显示出其具有广阔的应用前景。     

钻杆磨损及其对寿命的影响

近几年来，定向钻进技术以惊人的速度发展，从而对钻进设备的需求大幅度增长，较小的钻进设备用来进行长距离的穿越和钻进较硬的、耐磨性强的地层。定向钻杆在钻进施工中是最主要的消耗品，降低和减少它的消耗百分比比以前越来越重要，在日复一日的钻进作业中，正确分析和理解钻杆的失效机理及其降低钻具寿命的作用力是人们采取有效措施以减少和降低钻杆消耗的第一步。     

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。     

通缆钻杆薄壁螺纹胀扣失效分析及改进

通缆钻杆是定向钻进过程中的关键钻具,其力学性能的优劣直接影响定向钻孔的成孔能力。通过分析通缆钻杆的胀扣失效原因,指出了影响胀扣失效的关键因素,以此为依据优化加工方案及关键尺寸的精度控制。通过扭力试验表明,改进后的钻杆承载能力得到了大幅提升,φ73 mm通缆钻杆抗扭强度大于12 kN·m,完全能够满足6000型钻机定向钻孔的需要。     

水平定向钻进（HDD）用钻杆探讨

阐述了水平定向钻进技术的优点及其应用领域；列举了水平定向钻进技术发展及其最新成就；重点探讨了水平定向钻进用钻杆的工作特性以及提高其使用效果的途径。     

煤矿井下近水平定向钻进技术的几个技术问题

为了使近水平定向钻进技术在煤矿井下瓦斯抽放中推广应用。介绍了稳定器，防喷钻头，钻杆及钻进工艺参数，对近水平定向钻孔钻进的影响。     

矿用电磁随钻测量装置及应用

针对有线随钻测量装置的中心通缆钻杆制造成本高、通缆接头易损坏等问题,研制了一种矿用电磁波随钻测量装置。该装置由专用工控机、测量探管、电磁传输探管等部件组成,以钻杆和地层为传输信道,并采用智能电源管理单元延长仪器工作时间。煤矿井下试验结果表明:电磁随钻测量系统工作稳定、测量数据准确、电磁传输可靠,且无需使用中心通缆钻杆,既提高了井下定向钻进的可靠性又显著降低了钻进成本,满足煤矿井下各类定向钻孔的随钻测量要求。     

螺旋钻采煤机钻具定向控制技术的研究

分析了钻具在钻进过程中跑偏的影响因素,通过受压钻杆力学模型的建立,说明稳定器的安装距离对钻杆的弯曲变形有较大影响,同时,可以通过模型确定稳定器的安装位置,实现钻具定向钻进的控制,并对钻杆连接器及稳定器进行了结构设计。     

提高水平定向钻进用钻杆制造质量和应用水平的探讨

对水平定向钻进（HDD）用钻杆的工作状况及主要失效形式进行了分析,对整体锻造钻杆和摩擦焊焊接钻杆进行了比较,对提高HDD钻杆质量的方法进行了探讨,并对使用中应注意的问题提出了一些建议。     

复杂煤岩层复合强排渣定向钻进工艺及应用

针对复杂煤岩层顶板高位孔定向钻进技术难题,提出复合强排渣定向钻进工艺,设计了以泥浆脉冲随钻测量系统与三棱螺旋钻杆为核心的强排渣定向钻具组合,分析了三棱螺旋钻杆强排渣技术原理,形成了复合强排渣定向钻进成套装备。在王坡煤矿3314采煤工作面进行了应用研究,结果表明：在以泥岩为代表的复杂顶板岩层中,完成顶板高位定向钻孔6个,成孔率达到100%,最大钻孔深度500m,日平均进尺不低于70m,累计定向钻孔进尺2325m,钻孔成孔效率与成孔率较常规定向钻进工艺大幅提升。为利用顶板高位定向长钻孔代替高抽巷进行工作面及采空区瓦斯抽采治理、保障采煤工作面的安全高效生产提供了技术支撑。     

孔底泥浆马达(螺杆钻、涡轮钻)及其在地质钻探中的应用

孔底马达钻进与通常的回转钻进相比较有以下优点:● 钻杆不转动,减少了钻杆的损耗与套管的磨损;●减少孔内事故;●节省动力;●它直接带动钻头钻削岩石,效率高;●与专用偏斜工具和定向仪配合进行定向钻进,能获得高精度的定向孔,能有效控制     

提高水平定向钻进用钻杆制造质量和应用水平的探讨

对水平定向钻进（HDD）用钻杆的工作状况及主要失效形式进行了分析，对整体锻造钻杆和摩擦焊焊接钻杆进行了比较，对提高HDD钻杆质量的方法进行了探讨，并对使用中应注意的问题提出了一些建议。     

偏心激振式减阻工具研究

针对水力震荡器等轴向冲击水平井减阻工具的局限性,研究了一种基于旋转激励原理的偏心激振式减阻工具,其激振力作用于钻杆,使钻杆做"摇跳绳"式振动,将部分钻杆与地层之间的动摩擦力转化为静摩擦力,可减小水平井定向滑动钻进摩阻,提高滑动钻进施工效率和质量。     

定向钻进套铣打捞钻杆的设计

通过对常用定向钻进配套钻具打捞工艺的对比分析,明确了采用套铣打捞工艺处理煤矿井下近水平定向钻进中出现的塌孔、卡钻、埋钻等孔内事故的可行性与实用性。根据其工艺施工要求,结合煤矿井下近水平定向钻进系统配套钻具具体参数,研制了能够满足额定扭矩6000 N·m钻机使用要求的定向钻进套铣打捞钻杆。成庄矿的应用表明,采用套铣打捞工艺处理近水平定向钻进时孔内事故(塌孔、卡钻、埋钻等)可行性较强,且套铣打捞钻杆结构设计合理,能满足套铣打捞工艺的使用要求。