煤矿井下定向钻进技术及其发展趋势.docxVIP

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煤矿井下定向钻进技术及其发展趋势

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摘要：本文将深入解析煤矿井下钻进技术中几种最具代表性技术的相关技术原理、技术特征、运用状况等，从而依据煤矿井下定向钻进技术的开展现状来全面的探究其未来的发展趋势。

关键词：定向钻进技术；技术特征；发展趋势

伴随着现阶段我国煤矿挖掘新技术的研发和广泛运用，也进一步的凸显出矿井下地质架构探测的关键性。传统的煤矿运作中对于断层等一些地质架构往往很难保障精准的探测，所以也造成了探测数据不准确的问题普遍存在。而近些年来逐渐发展起来的煤矿井下定向钻进技术具备着完全可管控、钻孔运用标准化等优质的特征。遂本文将深入的解析我国目前主要运用的几种具有代表性的煤矿井下定向钻进技术并且对于其未来的整体发展趋势展开全面的解析。

1现阶段最具体代表性煤矿井下定向钻进技术介绍

1.1复合钻进技术

1.1.1技术原理

复合式的钻进技术主要指的是高压力驱使孔底马达运作的过程当中钻机带动钻具的一种钻探技术，通常只是在增加斜段或者是削减斜段时运用定向的滑动式的钻进，而在相对稳定斜段中运用带动的钻进方式。

1.1.2技术核心特征

第一，复合式钻进技术可以有效规避整孔段定向钻进施工的过程当中，持续调控设施面向角从而造成整体钻孔的运作趋势在立体空间当中呈现出无规律的态势，进而有效的提升了钻孔运作开展的规律性。

第二，复合式钻井技术可以极大程度上削减施工进程当中的运作阻力，从而让钻机所输出的能量全面的运用在钻头之上，进一步提升钻进的开展效率。

第三，复合式钻井技术联动其配套设施，钻杆对于空置水流具有优异的搅拌性能，进一步增强了水流所写到岩屑的能力，进而有效的削减钻孔渣质排泄的复杂度，并且还可以更好的减少产生钻孔突发安全事故的概率。

1.1.3技术运作的核心难点

复合式钻进技术已经充分运用于石油的钻井当中，不过因为煤矿的坑道钻进本身就有着显著的特征，与石油钻井运用的综合探测系统相比较而言，煤矿井下核心运用的是有线的传输碎钻探测系统，为了进一步保障信号的传输品质，需要将传输导体纳入到具有绝缘性能的腔体当中（如下图1所示），这也直接影响了钻杆的直径相对较大的通孔设计，造成了钻杆特别是连接位置的整体机械系能受到了一定的抑制。所以，复合式钻进技术运用于煤矿井下定向的钻进施工当中，特别需要适宜井下操作条件的无线式随钻探测系统。现阶段，我国的相关专业科研部门已经开始着手加强此方面的研发探究。

图1大通孔通缆钻杆示意图

1.2转动导向钻进技术

1.2.1技术原理

转动导向钻进技术是早在上个世纪后期所研发的一项高精的自动化钻进技术，转动导向钻进技术的研发和运用也有效的带动了全球钻探技术的进一步提升。转动导向钻进技术运用信息闭环的管控模式。依据现场地址环境设计的钻孔的运作数据储存在导向的相关配套设计当中的井下管控器内，在开展钻探施工的过程当中，煤矿井下的管控器可以有效的将近距离钻头感应器所探测出的倾斜角、方位角以及运动线路预设数值开展深度的对比，特别是整体的差值超过标准的范畴时，管控器将会发出相关的指令，进一步调控接近钻头位置区域的偏置架构，对于钻头亦或者是钻杆增强作用力，从而更好的改变整体的运作的方向，让其可以和设计运动方向保持高度的一致并且可以找运作方向继续开展钻进的操作。

1.2.2技术核心特征

与以往的导向钻进技术相对比而言，运用转动导向钻进技术，不仅在建造斜段亦或者是稳定斜段方面的施工，孔内的钻具都可以有效的保证着整体运作的状态，可以很好的削减滑动所产生的阻力，钻孔的整体净化效果也相对突出，运动路线管控的精准度有了明显的提升，位置迁移的拓展能力也得到了全面的增强。

滑动定向钻进和转动导向钻进施工的钻孔运作趋势如下图2所示，活动定向钻孔的运作趋势位于规划运作规划趋势周边趋向延伸，而转动导向钻孔运作趋势基本和前期的规划相吻合。

滑动定向钻进

转动导向钻进

图2不同导向钻进模式的运作轨迹

1.2.3运用状况

转动导向系统最早的运用早在上个世纪末期便开始，历经几十年的进一步发展和革新，现阶段市场当中所运用的转动导向系统主要为PowerDrive、AutoTrak和Geo－Pilot。

我国对于转动导向钻进系统的整体探究和西方发达国家相比相对较晚，其源于上个世纪的中期，借助我国最高技术探究发展规划“863”项目的全面开展，在转动导向钻进方面取得了一定行的杰出成果。但是大多数的探究都是借助推靠式转动导向钻进居多，指向是的转动导向钻进的探究在我国目前处于初步的阶段。

2煤矿井下定向钻进技术的发展趋势解析

现阶段，就我国煤矿井下定向钻进技术的开展水准以及相关设施的运用来看，在千米定向钻进以及随钻测斜等技术和全球顶尖水准的差距已经在进