煤矿井下定向钻孔轨迹设计与计算方法

结合煤矿井下定向钻孔工艺技术特点,阐述了定向钻孔轨迹设计原则、定向钻孔轨迹设计参数中钻孔深度、钻孔方位角和钻孔倾角的确定原则。基于对煤矿井下定向钻孔轨迹计算数学原理的研究,总结了绘图和计算2种钻孔轨迹设计和计算方法,并在我国27个矿区进行推广应用,推广应用期间完成最深定向钻孔深度为1 212 m。     

煤矿井下定向钻孔轨迹设计与计算方法

结合煤矿井下定向钻孔工艺技术特点,阐述了定向钻孔轨迹设计原则、定向钻孔轨迹设计参数中钻孔深度、钻孔方位角和钻孔倾角的确定原则。基于对煤矿井下定向钻孔轨迹计算数学原理的研究,总结了绘图和计算2种钻孔轨迹设计和计算方法,并在我国27个矿区进行推广应用,推广应用期间完成最深定向钻孔深度为1 212 m。     

煤矿工程钻孔轨迹参数计算方法及绘图

介绍了钻孔轨迹参数计算常用的几种方法及优缺点。在测点较密的情况下,全角全距法可满足煤炭行业地质勘探孔以及注浆、冻结孔等钻孔精度要求。在精度要求很高的情况下,宜采用校正平均角法计算。Directdrill软件包具有可扩展、可编辑等多种功能,简便实用,应用范围广。     

圆柱螺线法测斜计算中的数值方法

圆柱螺线法是井眼轨迹计算中最常使用的方法之一,在实钻轨迹监控、中靶分析和预测、井身质量评价等实际问题中都有重要的应用。但是当井段2个端点的井斜角之差或者方位角之差等于零时,圆柱螺线法坐标计算公式需要进行特殊处理才能正常计算;在井斜角之差或者方位角之差很小时,坐标计算会出现较大误差。对圆柱螺线法坐标计算公式进行了改进,用一组计算公式统一处理井斜角之差或者方位角之差等于零和不等于零的情况,提高了坐标的数值计算的精度和稳定性。对圆柱螺线型井眼轨迹的平均井眼曲率的数值计算进行了研究,提出了使用高斯型数值积分公式计算平均井眼曲率的新方法,并用实例对3种平均井眼曲率计算方法进行了对比。     

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。     

地质勘探钻孔轨迹计算新模型

确定钻孔轨迹是分析处理钻孔偏斜问题的前提。将测斜参数中的孔深s作为变量,用多项式函数逼近的方式建立钻孔轨迹的参数方程,推导了确定钻孔轨迹空间位置的数学模型,通过算例表明模型有较好的精度。     

煤矿井下钻孔测斜原理及轨迹计算方法

论述了基于加速度计与磁强计测量钻孔倾斜角、工具面角和方位角的具体方法,推导了各姿态角解算公式,并对钻孔轨迹计算方法进行了分析与阐述。分析了影响测斜精度及轨迹计算的各种因素,提出消除仪器的器件误差及安装误差、降低外界磁干扰、校正子午线收敛角,既可以提高测斜仪的精度又可以提高钻孔轨迹精确度。     

基于测斜监测技术的钻孔质量分析及对策研究

为了准确掌握深部岩体钻孔的偏斜情况。采用现场测试和理论分析的方法,以新疆伽师铜矿项目为依托,借助EXCEL编辑校正平均角法公式,处理现场实测数据,利用CAD绘制钻孔倾斜平面图及纵断面透视图,分析深部钻孔质量并提出相应的对策。研究表明:现场采用KXP-2D小孔径罗盘测斜仪进行钻孔测斜,可测得较为准确的数据。由于矿体自身稳定性差,钻孔深度较深,导致钻孔偏斜角度较大,且钻孔偏斜角随着钻孔深度的增加不断增大,钻孔深度超过25m,钻孔底部出现塌孔的现象,其中5排和6排的钻孔钻进围岩中,影响钻孔的质量。因此,对于钻孔钻进围岩的矿体,按照潜孔凿岩爆破法开采,对于在矿体内的钻孔采用VCR法,以满足采矿过程中安全性和经济性的要求。     

编程计算法求钻孔弯曲校正参数

袖珍电子计算器是野外地质工作常用的计算工具,其程序计算法计算钻孔弯曲的各种校正参数,具有快捷、方便、准确的优点,可以大幅度提高工作效率.     

煤矿井下近水平定向钻孔轨迹描述与计算方法

本文在分析地面与井下钻孔轨迹描述习惯不同的基础上,结合煤矿井下定向钻孔施工的特点建立了钻孔轨迹描述体系,提出了描述钻孔轨迹空间位置的主要几何参数的定义和表示方法。通过分析常用钻孔轨迹坐标计算方法的适用性,提出适合煤矿井下施工特点的最佳计算方法模型,为井下定向钻孔轨迹设计和控制提供了理论依据。     

倾斜煤层瓦斯测压穿层钻孔设计参数计算方法

为了准确确定穿层测压钻孔参数,以宏远煤矿15号煤层巷道及其高抽巷为原型,建立了穿层测压钻孔的几何模型,根据模型中穿层测压钻孔与倾斜煤层的空间层位关系,探讨了伪倾角对钻孔长度计算的影响,并得出钻孔长度和岩孔段长度计算的几何公式。基于Excel数据处理软件,编写穿层测压钻孔长度计算程序,发现理论长度与实际长度的误差不大于1 m,验证了计算公式的准确性,说明采用该计算公式可以提高设计效率和现场施工的准确性。     

煤矿井下钻孔钻进参数检测装置研究

针对目前煤矿井下瓦斯钻孔完孔程度和成孔率低的现状,以ZDY系列钻机为研究基础,通过理论分析,确定了钻进参数检测装置的设计方案、组成部分、分析软件开发和运行形式等;实验室试验得出该钻进参数检测装置的数据测试数值与给定数值误差小于1%,满足设计要求,现场工业性试验表明,钻进参数检测装置对钻孔施工过程能提供一定的帮助,提高钻孔成孔质量,为科学钻探提供了新的技术手段。     

立井井筒揭煤瓦斯排放钻孔布置参数的确定方法

针对立井揭煤瓦斯排放钻孔的环形布置方式,建立了钻孔设计参数的数学模型,并完成了排放钻孔相关参数的计算,提高了钻孔设计质量和实用性。     

隧道掘进钻爆参数的优化

对现场隧道掘进钻爆参数进行取样与分析，并应用回归分析法，建立钻爆参数的数学模型。在实际的隧道掘进中，可利用此模型优化钻爆参数确定掘进方案。     

基于有限元的钻进参数相互影响机理研究

在实际的岩土钻进过程中会经常遇到软弱岩土层、破碎带及断层、岩溶、高地应力等不良地质,因此给 钻进工程带来一系列问题和灾害。 众多文献资料和试验数据证明,此类问题与钻进的运行参数以及岩土的力学参数 有着密不可分的关系。 由此,本项目以 PDC 复合片钻头为研究对象并进行仿真模拟分析,设置不同的岩体参数以及 不同的钻进参数,将在不同条件下所得的作业数据进行分析研究,揭示钻头在不同岩石中钻进参数表现的区别和在 不同岩体在相同钻进条件下轴压和扭矩的区别和联系。 分析发现岩石性质越好的其 Mises 等效应力就越高;在一定 范围内钻头轴压和扭矩均与钻速呈现出正相关的关系,钻压的提高增加了钻齿的切入深度与岩石切削作用,扭矩继 而随之增加;在相同钻速条件下转速的提高并没有对轴压产生较明显的影响,扭矩则呈现正相关变化。 最后通过 Python 语言建立人工神经网络,经过机器学习对数值模拟数据和实际钻孔数据进行训练,验证利用钻进参数和机器学习 的方法来实现对岩石种类的判识具有可实现性,最终结果表明对模拟数据训练预测的准确率达到 90%左右,实际数 据的准确率最高达到 78%。     

基于全角半距法钻孔偏斜距离计算公式的推导

钻孔弯曲的偏斜距离是地质钻探工程质量的一项重要指标。介绍了钻孔弯曲及钻孔弯曲计算模型中最常用的全角半距法。通过基于三维坐标系的钻孔轴线上各测点的空间位置的描述,借助于立体几何的方法,推导出钻孔中任一深度处偏斜距离的计算公式,讨论了顶角和方位角的变化对偏斜距离的影响程度,给出了一计算实例。     

钻井液流变参数计算方法的分析及流变模式的优选

钻井液流变模式的合理选择和流变参数的准确计算是钻井液优化设计的前提。针对目前比较常用的5种钻井液流变模式,分析了流变参数的常规计算方法并指出了其不足;利用回归分析的数学方法,对5种流变模式下流变参数进行了数据处理;开发了计算机软件,对流变参数的2种计算方法进行了比较和分析,充分体现线性回归的先进性和准确性。通过计算机软件计算流变参数,输出各流变模式的流变曲线,从而实现流变模式优选。     

数值方法在钻进模拟试验中的应用

用不同规格的硬质合金取心钻头在同一种岩石中进行钻进模拟试验，通过对试验数据的整理，利用数值分析方法，建立在最优钻进规程下的钻头直径与机械钻速之间的相关方程。