2016年度国家科学技术进步奖推荐项目公示材料.PDF

2016 年度国家科学技术进步奖推荐项目 公示材料 项目名称： 煤层气(瓦斯)高效开发无线随钻测量钻进技术与装备 推荐单位意见： 该项目针对煤层气与煤矿瓦斯共采过程中地面钻井类型、成井方 法单一、全液压车载钻进装备受国外控制与煤矿井下超深孔、顶板大 直径长钻孔施工技术与装备能力有限、效率低、成本高等影响煤层气 （瓦斯）高效开发的难题，在“十一五”、“十二五”国家油气重大专 项的持续支持下，突破了煤层气（瓦斯）高效开发地面精确对接井、 井下本煤层超深定向枝状长钻孔和顶板大直径采动定向长钻孔钻进 技术，创新研制了MDY-60型地面全液压车载钻机与井下12000Nm大功 率定向钻进装备，发明了煤矿井下防爆型无线随钻测量系统，实现了 精确对接井关键施工装备国产化与井下定向长钻孔施工能力的大幅 提升，使煤矿井下随钻测量由“有线”跨越至“无线”时代，完成了 3 我国煤矿区首个高产的远端精确对接井，最大产气量超过了3万m /d， 本煤层瓦斯抽采孔终孔直径由96mm提高到了120mm、最大孔深由1212m 提高到了1881m，创造了新的纪录。 项目已取得授权发明专利17项，其他知识产权8项，发表论文88 篇，EI收录12篇；项目成果获2015年度中国煤炭工业科学技术奖特等 奖，已在晋城矿区、黄陵矿区、彬长矿区、阳泉矿区、宁煤矿区等矿 区20余项地面煤层气开发工程、煤矿井下瓦斯抽采和水害防治工程中 得到推广应用。 根据国家科学技术奖授奖条件，推荐该项目为国家科学技术进步 奖。 项目简介： 本项目属于矿山安全科学技术领域，应用于煤矿区煤层气(瓦斯) 开发，重点为煤矿井下安全生产服务。 煤矿区煤层气(瓦斯)开发对保障井下安全生产、增加清洁能源供 应、促进节能减排、减少温室气体排放具有重要意义，煤-气共采的 特殊性决定煤层气(瓦斯)高效开发必须走地面排采与井下抽采相结 合的道路。我国煤层赋存地质条件复杂、煤层气(瓦斯)开发难度大， 高效开发钻进技术与装备国产化是矿山安全领域亟待解决的难题。本 项目针对煤层气(瓦斯)高效开发钻进技术与装备开展研究，取得以下 主要创新性成果： 1.创建了煤层气(瓦斯)高效开发钻进技术体系。提出了地面精确 对接井、本煤层超深定向枝状钻孔和顶板大直径定向长钻孔三种新的 抽采模式，创建了地面、井下立体化钻进技术体系；完成了我国煤矿 3 区首个高产的远端精确对接井，最大产气量超过了3.0万m /d；井下 本煤层、顶板定向孔综合钻进效率提高40%，煤层气(瓦斯)抽采效率 提高近1倍。 2.创新研制了地面全液压车载钻机。发明了车载式钻机回转装 置、具有丝扣保护功能的液压卸扣大钳和电液联控装置等，研制出了 MDY-60型全液压车载钻机，实现了精确对接井关键施工装备国产化。 最大对接距离超过了1000m，显著提升了我国煤矿区煤层气地面开发 钻进装备水平。 3.创新研制了井下大功率定向钻进装备。发明了大通孔摩擦片制 动式双马达动力头、顶部开放式夹持器、多逻辑多联动液压系统，研 制了煤矿井下首台12000N·m大功率定向钻机及自行走全液压泥浆泵 车，使井下定向长钻孔的施工能力大幅提升，本煤层瓦斯抽采孔终孔 直径由96mm提高到了120mm、最大孔深由1212m提高到了1881m，创造 了新的纪录。 4.发明了煤矿井下防爆型无线随钻测量系统。发明了矿用防爆型 泥浆脉冲、电磁波无线随钻测量系统，使井下随钻测量信号传输摆脱 了对通缆钻杆的依赖，解决了通缆钻杆接头磨损影响信号传输质量的 技术难题；开发了新型高强无磁钻具，改善了韧性，最大测量孔深达 到了1566m，实现了井下随钻测量由“有线”到 “无线”的跨越和高 效复合定向钻进，大幅提高了钻进效率。 本项目获授权发明专利17项，其他知识产权8项；发表论文88篇， EI收录12篇。项目研究成果丰富了我国煤层气(瓦斯)立体化开发技术 手段，提升了钻进装备水平，推动了煤矿安全生产保障技术的进步。 首次利用国产化钻进技术装备施工的精确对接井稳产气量达到了1.8 3 万m /d；井下本煤层瓦斯抽采最大孔