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。     

煤矿井下定向钻孔轨迹设计与控制技术

为了更好地控制钻孔轨迹,通过研究煤矿井下定向钻孔轨迹算法,得出钻孔轨迹设计参数,按照钻孔设计步骤系统总结出钻孔轨迹参数设计准则以指导钻孔轨迹设计,并给出利用实钻对钻孔轨迹设计优化方法.通过研究定向钻造斜规律得出工具面向角是影响螺杆钻具改变钻孔轨迹主要因素,结合地层硬度、重力作用等因素对钻孔造斜影响,得出利用工具面向角预测钻孔轨迹方法.最后根据定向钻造斜规律和施工经验归纳总结出满足不同钻孔轨迹控制需求的工具面组合,以控制钻孔轨迹在目标区域的施工.     

煤矿井下定向钻孔轨迹计算与误差分析

煤矿井下随钻测量定向钻进技术由于能够精确控制钻孔轨迹,目前得到广泛应用。针对钻孔轨迹的测量方法和测量误差问题,介绍了定向钻孔轨迹的计算方法,分析了钻孔轨迹误差产生的主要原因以及造成的影响,通过提高仪器测量精度、校正子午线收敛角、准确计量孔深以及降低磁干扰等措施,可以减少误差,提高钻孔轨迹精确度。     

煤矿井下定向钻孔轨迹计算与误差分析

煤矿井下随钻测量定向钻进技术由于能够精确控制钻孔轨迹,目前得到广泛应用。针对钻孔轨迹的测量方法和测量误差问题,介绍了定向钻孔轨迹的计算方法,分析了钻孔轨迹误差产生的主要原因以及造成的影响,通过提高仪器测量精度、校正子午线收敛角、准确计量孔深以及降低磁干扰等措施,可以减少误差,提高钻孔轨迹精确度。     

煤矿井下水平定向钻孔轨迹设计

定向钻孔轨迹设计优劣是决定钻孔施工成败的关键因素之一,针对煤矿井下水平定向钻孔施工特点,制定了定向钻孔的设计原则,结合有限的煤层地质资料,进行钻孔的孔间距、主方位角、方位角、倾角等参数设计,并优化钻孔轨迹参数,以降低钻孔施工风险,最后以双柳煤矿钻孔设计为例,详细介绍定向钻轨迹设计方法。     

煤矿井下巷道梳状定向钻孔轨迹设计方法

为了快速有效抽采松软煤层掘进巷道围岩瓦斯,结合定向千米钻机性能,提出采用梳状定向长钻孔"横向"或"纵向"布置方式远距离掩护预抽掘进巷道围岩煤体瓦斯。根据掘进工作面特征,按梳状定向长钻孔设计流程,总结出钻孔轨迹设计原则,并借鉴定向井设计与计算理论,提出三段式斜平面法设计梳状定向长钻孔,明确了钻孔轨迹空间位置的点、线、面之间的关系,简化优化钻孔轨迹设计参数,降低钻孔施工风险。最后以余吾煤矿某掘进巷道为例,详细介绍了斜平面设计方法,分析表明三段式斜平面设计梳状定向钻孔的方法满足工程精度,减少了设计工作量,提高了工作效率。     

煤矿井下定向钻孔轨迹预测技术

煤矿井下定向钻孔轨迹预测技术是实现钻孔轨迹智能控制的基础,通过研究煤矿井下定向钻造斜规律,得出工面向角是螺杆钻具改变钻孔轨迹主要因素,建立工具面向角改变钻孔倾角、方位角数学模型,推导出工具面向角预测定向钻孔轨迹算法,并开发相应定向钻轨迹预测软件。杨柳矿现场试验表明该钻孔轨迹预测软件满足现场施工精度要求(相对误差小于1.38%)、钻具摩阻力降低20%以上,提高定向钻施工安全性。     

煤矿井下定向钻孔轨迹预测方法研究

针对传统钻孔轨迹预测方法中三点定圆法未考虑钻具受力变形、纵横弯曲梁法相关参数难以获取的问题,提出了一种运用纵横弯曲梁理论对三点定圆法进行改进的煤矿定向钻孔轨迹预测新方法。该方法根据纵横弯曲梁理论对单弯螺杆钻具组合进行受力分析,导出三弯矩方程,求取钻具组合弯曲变形后形成的第二跨跨长L_2,代入三点定圆法中,计算得出钻具组合在不同受力条件下的预测造斜率,实现煤矿近水平千米定向钻孔的轨迹预测。运用晋煤赵庄矿千米钻机钻孔轨迹数据对模型进行了验证,验证结果表明,该方法的预测精度达到施工要求并高于传统的纵横弯曲梁法。     

煤矿井下钻孔的封闭方法

煤矿井下钻孔,在达到施工目的后,必须按规定要求予以封闭。我矿在长期的防治水工作中,积累了多种条件下不同情况的井下钻孔封闭方法,现总结如下。一、矿井水文地质概况我矿位于淄博向斜东翼的中部,开采石炭二迭系煤层。在开采九层煤中,发生了大小30余次的底板突水,对生产及安全造成了较大危害。含水层为九层煤底板下30 m处的徐上沙岩,九层煤下60 m处的徐灰在得到其下20 m处的奥灰水的补给后,又转补徐上砂岩,因此,造成了矿井     

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。     

基于轨迹控制的煤矿井下复合定向钻进工艺

为了解决煤矿井下连续滑动定向钻进工艺在长孔施工中存在效率低、能力差的问题,提出了复合定向钻进工艺,并从轨迹控制角度进一步明确了复合定向钻进的含义、研究分析了其工艺特点,结合典型实例分析总结了复合定向钻进工艺的技术优势:能力强、效率高,应用结果表明:本煤层孔最大实钻孔深1 881 m、顶板岩层孔最大实钻孔深1 026 m、处理卡钻事故最大孔深1 188 m,平均机械钻进效率提高20%以上,综合钻进效率提高40%以上。煤矿井下复合定向钻进工艺革新了近水平孔轨迹控制模式,提升了井下本煤层深孔、超深孔和顶板大直径定向孔施工能力。     

定向钻孔轨迹变化规律研究与动态设计方法

深部资源的勘探与开发离不开定向钻探,定向钻孔轨迹设计往往是成功实施的关键。定向钻孔设计首先必须科学研究定向钻孔轨迹变化规律。依据客观条件,合理选择模型,建立起函数关系,揭示出钻孔轨迹变化内在规律,提出了包含设计和检验于一体的动态跟踪设计方法。     

煤矿井下定向钻进新技术

通过调查煤矿井下现有定向钻进的技术现状以及石油钻井领域的一些新技术,论述了煤矿井下定向钻进的新技术和发展趋势,包括测量钻头位置的随钻测量系统、提供钻头动力的孔底马达以及全新的旋转导向钻进系统等先进技术。其中,随钻测量系统的关键技术是在保证钻杆强度的前提下钻杆本体的密封以及钻杆内永久电缆联接处的密封;孔底马达重点要解决定子和轴承的寿命问题。随钻测量系统与孔底马达在国内煤矿已有初步应用,但仍需发展完善;旋转导向系统在煤矿井下的应用将是一个主要的发展方向。