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。     

松软突出煤层长钻孔装备及钻进工艺研究

为解决松软突出煤层瓦斯治理过程中,钻孔深度浅、钻进效率低、钻孔事故频发等长期影响煤矿正常生产的难题,从钻机的主要技术参数、负载敏感液压系统、高转速动力头和大行程推进机构等主要方面对高速钻机进行设计研究;并从可反旋转六方扣接头钻杆和高速切削松软煤层钻头2个方面设计长钻孔钻具;通过在具有代表性煤矿井下进行现场试验,对松软突出煤层长钻孔钻进关键工艺技术进行了分析和探讨,最终研制了一套松软突出煤层长钻孔装备与钻进工艺技术,实现了在松软突出煤层钻孔中施工深度不小于300 m的目标。     

松软煤层“护孔卸压”钻进力学机制

为解决常规套管钻具应用软煤层钻进存在着钻进阻力大、效率低的技术难题,提出"护孔卸压"钻进新观点,建立护孔钻进旋转阻力矩模型、轴向阻力模型及护孔数值模型,分析常规套管钻具应用于软煤层钻进存在的技术缺陷,探讨"护孔卸压"钻进工艺方法实现卸压、降阻的力学机制。结果表明:受软弱煤岩层钻孔收缩产生的围压影响,应用常规套管钻具钻进,在较短的钻孔深度范围内其旋转阻力矩和轴向阻力超过了钻机的额定扭矩及提拔力,钻杆将无法旋转及退钻,致使钻进终止;通过在套管钻具表面设置间隙或孔结构,减小护孔钻杆与钻孔壁的接触面积,为钻孔孔壁留设变形空间,钻杆表面形成的"卸压区"释放了钻杆周围煤体膨胀应力,并且旋转的钻杆不断切除膨胀的煤体,降低了软煤钻孔膨胀变形对钻杆产生的摩擦阻力;提出护孔面积比S_k概念,用来表征钻杆表面孔隙留设面积大小,伴随S_k减小,其旋转阻力矩和轴向钻进阻力呈逐渐降低趋势,降低幅度可达50%以上,从而降低了钻机的动力损耗,有效提高松软煤层的钻孔深度。基于"护孔卸压"原理,构建了螺旋护孔钻杆模型和多孔结构护孔钻杆模型,在实际应用中,结合施工地点的煤岩力学参数,...     

长平矿软硬复合煤体高效钻进技术研究

为解决长平矿煤层钻进成孔深度较浅的问题,进行了软硬复合煤体高效钻进技术研究。结合软硬复合煤层特点,提出运用中高速宽叶片高螺旋复合钻进技术进行钻孔施工的工艺。在研究螺旋钻具排渣机理的基础上,设计制造了Φ110/63.5 mm螺旋钻杆+Φ120 mm三翼合金钻头和Φ95/60.3 mm螺旋钻杆+Φ110 mm三翼刮刀PDC钻头2种不同的钻具组合;改进了ZDY6000LR钻机的高转速动力头;使用ZDY3000LG、ZDY6000LR钻机与设计制造的钻具组合进行钻孔施工,完成3期现场工业性试验,形成了以中高转速螺旋机械排渣为主、风力排粉为辅的螺旋复合钻进技术,使得长平矿孔深大于150 m的煤层钻孔达到了52%,进一步提高了长平矿软硬复合煤体顺层钻孔效率。     

纳维钻具(Navi-Drill)

一、概述 纳维钻具系按模诺(Moineau)原理制成的、用洗井液驱动的井下动力钻具。用这种钻具钻进时钻杆系统不旋转,只有钻头旋转。和转盘钻进比,这种钻进方法有保护钻杆、钻铤和套管及钻进速度快的优点。 纳维钻具特别适于定向钻进,同时也可以用于高效钻进和铣削钻进。 1.定向钻进 (1)用斜向器进行定向钻进 用纳维钻具进行定向钻进时需在该钻具旁通阀连接螺纹处接上斜向器(图1)。斜向器的斜度范围为0.5度到2.5度。 斜向器的功能是强制纳维钻具从已有钻孔的侧向钻进或者用于定向钻进时改变钻孔的方位和斜度,方位如何变化取决于纳维钻具的设定方位值。 (2)用KOS进行定向钻进     

可控方向的竖井钻进技术

一、传统技术采用机械旋转法能钻进盲竖井大约已有一百年历史。在此期间这种钻进技术实际上一成莫变,一直是由地面上的钻机驱动钻杆和钻头旋转,而岩渣则由正向或反向循环的压缩空气、泥浆或泡沫排出孔外。尽管钻头尺寸、钻孔深度和钻进速度同早期相比都有了很大增加,     

对牙轮钻机稳杆器使用的几点体会

进口牙轮钻机在钻具中多一个稳杆器,国产早期各类钻机中没有稳杆器,是钻具组中一个缺欠。稳杆器安装在钻杆的未端、钻头的上边,上头和钻杆连接,下头和钻头连接,是钻具中一个主要部件。据现场几次用稳杆器和不同稳杆器以及用不合格的稳杆器的试验表明,无论在提高钻头寿命和钻孔质量等方面,使用稳杆器都有很大提高。一、稳杆对钻头寿命的影响牙轮钻头在钻孔中,其上的每个牙轮均以钻头的垂直中心进行公转,而同时又绕自身的销轴进行自转。理想的钻进是钻头在孔中无横向摆动。但由于稳杆器的磨损,导向套的磨损,钻杆的     

潜孔锤快速施工注浆堵水钻孔工艺探讨

潜孔锤钻井工艺是利用压缩空气作为动力介质的冲击回转钻进方法。钻机通过钻杆对孔底钻具施加钻压和转速,同时空压机通过钻杆向孔底潜孔锤供气,驱动其产生连续不断的冲击,对孔底岩石进行破碎,实现冲击回转钻进。该工艺特别适合于施工注浆堵水钻孔,是基于其快速施工能力并能迅速达到抢险堵水的目的。     

煤矿井下复合定向钻井技术井斜控制特性分析

由于滑动定向钻井技术在煤炭定向钻井时存在钻进效率低、安全性差等问题,介绍了复合定向钻进技术,该技术采用定向钻机与螺杆钻具同时驱动钻头旋转,以实现高效钻进。由于钻机与螺杆同时转动,前人研究的螺杆控制井斜的力学特性结论不再完全符合现场施工结果。考虑了钻机转动时底部钻具组合受力特征,分析钻机转速、螺杆弯角、螺杆稳定器的安放位置以及上稳定器的安放位置对钻头侧向力的影响规律,从而指导复合定向钻井时现场施工作业,优化钻井参数,提高井眼轨迹控制的精度。     

GZ—160型三杆回转式钻机的改造

为了适应抚顺西露天矿矿大坑深地质构造较为复杂的特点，解决GZ－160A型钻孔深度不能一次到位的难题，对钻机进行局部改造，加长钻杆，提高钻进效率。GZ－160A型钻机接卸杆机构的转动臂只能带一根长8．5m的副杆，主钻杆长9．2m，钻头长0．325m，总钻具长18．25m，设计钻孔深度17．5m，实际钻孔深度16．5m。为满足台阶并段后22m钻孔深度的需要，最简单的办法是增加一根8．5m的副杆。这样就使得钻具总长度和总重量增加，随之而来的问题，对原单环式接卸杆转动臂要改造。钻孔加深，接卸杆电动机、回转电动机的功率和排渣阻力增大，操作风压…     

液压马达钻机施工顺层钻孔试验

针对高瓦斯及突出煤层顺层瓦斯抽放钻孔施工困难的问题,寻求一种新的钻孔施工技术。通过对煤矿井下煤层地质条件的分析,对孔底液压马达驱动钻头旋转结合水射流破煤的钻孔技术进行了试验研究。试验表明:该钻孔工艺技术有利于充分利用水力能量,降低钻杆磨损,减少了钻杆折断的概率;新型PDC钻头能更好地与煤层相适应,大幅度地提高了破煤效率,提高了钻进速度。     

承德M24矿区深孔钻探钻进参数的选择分析

结合承德M24矿区深孔钻探工程,对钻进参数的选择情况进行了分析。分析认为,深孔钻进中,钻进压力的选择要综合考虑钻进的口径大小,岩石的硬度、强度、研磨性、完整性;在一定范围内,金刚石钻头的钻速和转速成正比例关系;冲冼液的选择应根据钻头类型与规格,胎体性能,钻孔深度,岩石研磨性、完整程度等来选择;适当扩大金刚石钻头的外径尺寸,能有效地避免高泵压的危害;可通过观察钻机主电机的电流指示表数值变化,判断孔内钻杆工况,电流的变化反映出钻机回转扭矩的变化。     

深孔取心钻探装备的优化配置

首先介绍了不同的钻探技术指标对钻探施工效率的影响作用,提出了“开展钻探装备优化配置是以获得最佳的钻探技术指标和最佳的钻探施工经济性为目标”的观点;然后逐项对深孔取心钻探装备的要素,包括钻机、钻进方法、绳索取心钻杆、钻头、定向钻进器具和泥浆泵,进行了分析,提出了对各要素优化的建议;在此基础上,形成了对深孔取心钻探装备优化配置的建议。     

结晶岩取心深孔钻进施工设想技术方案

介绍了制定中国结晶岩取心科学深孔钻进施工技术方案的总原则和先决条件。以此为基础，提出了建议的钻孔结构套管程序。最后提出了能满足这些原则、条件以及钻孔结构和套管程序要求的５０００ｍ取心科学钻孔施工设想技术方案。     

套铣打捞处理定向钻孔卡钻事故工艺及应用

针对煤矿井下近水平定向钻孔施工过程中常遇到的塌孔、卡钻事故,对比分析了常用事故处理方法及套铣打捞的原理、工艺参数及适用性。在山西阳泉新景矿成功处理孔深210.2 m的卡钻事故,将定向钻具及测量仪器顺利提出,同时保住了钻孔。结果表明,采用φ120 mm套铣打捞钻头+φ114 mm套铣打捞钻杆的钻具组合,回转转速控制在10~20 r/min,满足此次套铣打捞工艺要求,为类似钻孔事故处理提供借鉴。     

Enhancing Efficiency of Rock Drilling Tool in Permafrost

The development of a large-diameter (from 500 m and more) rotary drill tool (drill bit) for exploration of placers in permafrost is discussed in the article. It is shown that at the contact of drill bits and bottomhole, permafrost thaw takes place with the further adhesion and congelation of the drill tool and hole walls, which degrades coring. The dependence of heat emission at bottomhole on cutter configuration radius on drill bit is determined. The developed design of a drill bit ensures efficient destruction of bottomhole with minimized heat emission, and a prototype drilling assembly is manufactured for large-diameter rotary drilling. The in situ test data are presented.     

松软突出煤层新型钻进技术研究

低螺旋钻杆是为解决松软突出煤层钻进难题而发明的一种新型钻杆.为充分发挥低螺旋钻杆应用于松软煤层钻进的优势,根据实际应用情况,建立相应的排渣数值模型,分析低螺旋钻杆螺旋凸棱的宽度和螺距的变化对排渣效果的影响情况;根据在实际应用中配套钻机的动力参数,对低螺旋钻杆进行强度分析.研究结果表明,螺旋凸棱宽度l为14 mm,螺距s为80 mm,排渣效果最优,且钻杆强度的最小安全系数为1.87,钻杆加工参数优化设计合理.通过松软突出煤层钻进工业性试验,钻进深度和钻进效率提高显著.     

基于单片机技术的钻井液流量异常报警器

钻井液在钻进过程中起着至关重要的作用,进入钻孔的钻井液量的异常容易引发烧钻、埋钻等孔内事故。介绍了一种基于单片机技术的钻井液流量异常报警装置。     

三棱钻杆在中软煤层顺层瓦斯抽排钻孔的应用

为了解决传统钻杆在中软煤层或煤与瓦斯突出煤层顺层钻孔时的卡钻、埋钻、排渣效率低、瓦斯突出严重、机械化程度不高等问题,采用了使钻杆形成3个半圆形的间隙,扩大排出煤粉和瓦斯的通道,随着钻杆边的搅动,钻渣被压力风悬浮起来,同时在风量、风速的作用下向孔口传输运移,据此研制了新型三棱钻杆,根据丁集矿的大量试验,对已应用的三棱钻杆的不足之处进行了改进,结果表明,三棱钻杆在中软煤层顺层抽排瓦斯钻孔施工中能够高效成孔。     

煤矿用钛合金无磁钻杆的中试研究

目前,国内外煤矿坑道水平定向钻探用无磁钻杆材料均选用铍铜QBe2(C17200),该合金材料的延伸率低,钻杆易出现断裂事故。为解决这一问题,研究了高强度钛合金钻杆,探讨了钻杆的材料选择及螺纹结构设计。试验了钻杆的加厚工艺,其强度达到了设计要求,并通过现场试验验证了钻杆的使用效果。