矿用电磁随钻测量装置及应用

针对有线随钻测量装置的中心通缆钻杆制造成本高、通缆接头易损坏等问题,研制了一种矿用电磁波随钻测量装置。该装置由专用工控机、测量探管、电磁传输探管等部件组成,以钻杆和地层为传输信道,并采用智能电源管理单元延长仪器工作时间。煤矿井下试验结果表明:电磁随钻测量系统工作稳定、测量数据准确、电磁传输可靠,且无需使用中心通缆钻杆,既提高了井下定向钻进的可靠性又显著降低了钻进成本,满足煤矿井下各类定向钻孔的随钻测量要求。     

中心通缆钻杆及其在煤矿井下定向钻进中的应用

针对煤矿井下定向钻技术对钻杆的随钻测量通讯和强度要求,钻杆采用中心通缆方式,可实时传输钻孔随钻测量信号。采用高强度管材、特种螺纹丝扣结构、摩擦焊技术,可提高钻杆抗拉、压、弯、扭强度。并根据现场使用中存在的问题给出了解决方法。大佛寺煤矿随钻测量应用实例说明中心通缆钻杆满足最大孔深1200 m的随钻测量通讯和钻杆强度要求,朱仙庄梳状孔应用实例说明中心通缆钻杆满足最小弯曲半径54 m定向孔施工,哈沙图煤矿定向钻孔应用实例说明中心通缆钻杆满足急倾斜58°煤层定向孔施工。     

煤矿井下近水平定向钻进配套钻杆的研制

针对进口定向钻进装备配套钻具在使用过程中出现的问题,结合我国煤矿具体地质赋存特点和定向钻进技术要求,通过对定向钻进配套钻具工作条件分析、材料优选、结构优化和性能检测,确定了中心通缆钻杆的螺纹结构和信号传递装置结构,研制成功了高强度(￠)73 mm中心通缆钻杆及其配套钻具,并制定了钻杆的性能检测标准.现场工业性试验期间,利用(￠)73 mm中心通缆钻杆实现了煤矿井下近水平定向钻进钻孔深度1 212 m,钻进过程中信号传递实时、高效、可靠,可满足煤矿井下随钻测量千米孔深定向钻进的使用要求.     

无线随钻测量系统在煤矿底板水害防治中的应用

为解决唐家会煤矿煤层底板水害问题,计划通过搭配无线随钻测量系统的钻孔注浆方法来解决。井下无线随钻测量系统由隔爆计算机、本安型键盘、数据存储器、压力变送器和隔爆测量探管组成,通过实时测量倾角、方位等数据,为控制钻孔轨迹提供依据。实践结果表明,通过设计合理的钻孔轨迹,采用三级孔身结构,同时配合无线随钻测量系统和定向钻进工艺,可精确控制钻孔在目标层位延伸,达到底板水害防治钻孔的要求。钻孔无线测量系统较传统的有线测量系统钻速明显提高,钻进效率得到提升,且无需对通缆钻杆进行维护和测试,劳动强度有所降低。     

矿用中心通缆式钻杆关键技术研究

为使矿用中心通缆钻杆能由孔口向孔底输送电力信号的同时,又能建立孔口与孔底设备之间的双向和高速的信息通道,对煤矿中心通缆式钻杆进行了外管设计、内部结构设计以及在中心通缆式钻杆上对于信号传输过程有影响的关键点进行了研究,详细阐述了煤矿用中心通缆式钻杆的设计、热处理、加工制造以及中心通缆式钻杆的密封性和导电性对其性能的重要作用。该煤矿用中心通缆式钻杆的应用为煤矿井下定向长钻孔的钻进提供了技术装备,为煤矿安全高效开采提供保障。     

基于定向钻机及随钻测量系统的定向长钻孔成孔工艺

针对大型高瓦斯矿井的钻掘交替矛盾日益突出难题,详细介绍了定向钻机的组成部分和工作原理。定向钻进装备主要包括全液压动力头式履带钻机、孔底测量探管、通缆钻杆、孔口监视器等主要配套设备,通过基于计算机自动控制系统的孔口监视器对螺杆钻具反扭角进行定量计算来实现钻孔的定向钻进和方位控制。最后,进行了工业试验,试验结果表明:主孔深度≥500m,钻孔成孔率达80%,各个参数均达到预期指标,可以满足煤矿实际生产的需要。     

孔深及通缆钻杆故障检测仪

针对煤矿井下钻孔施工中孔深检测和通缆钻杆故障点检测问题,为了达到快速检测和验证单个钻孔的深度并检测通缆钻杆故障类型及故障点位置的目的,设计了可同时解决这2种问题的集成式煤矿井下孔深及通缆钻杆故障检测仪,通过介绍检测仪的检测原理、结构设计和应用于常规回转钻进和水平定向钻进施工的使用方式,分析了现场试验中仪器的使用效果。     

通缆钻杆薄壁螺纹胀扣失效分析及改进

通缆钻杆是定向钻进过程中的关键钻具,其力学性能的优劣直接影响定向钻孔的成孔能力。通过分析通缆钻杆的胀扣失效原因,指出了影响胀扣失效的关键因素,以此为依据优化加工方案及关键尺寸的精度控制。通过扭力试验表明,改进后的钻杆承载能力得到了大幅提升,φ73 mm通缆钻杆抗扭强度大于12 kN·m,完全能够满足6000型钻机定向钻孔的需要。     

煤矿用中心通缆式钻杆的设计

煤矿用中心通缆式钻杆能由孔口向孔底输送电力信号的同时,又能建立孔口与孔底设备之间的双向和高速的信息通道。介绍了通缆式钻杆外管的设计,内部结构的设计以及对信号传输过程有影响关键点的研究。这种关键技术只有给予充分重视,才能确保最终信号传输的稳定性与可靠性,为煤矿安全高效开采提供保障。     

煤矿井下用千米定向钻机通缆钻杆的研究

通缆钻杆是定向钻进过程中推进和支撑孔底马达运转和传递钻机动力,输送高压水、以及传输孔底信号的核心零部件,在计算通缆钻杆的静扭矩强度,抗拉强度和相关密封绝缘参数基础上,进行了相关的静扭矩强度,中心电缆密封及绝缘性工业性实验,其结果表明:所研制的通缆钻杆机械性能可靠,密封性能和绝缘性能稳定,通信数据传输持续准确,为进一步无人化自动千米定向钻进及千米定向钻孔机器人的研制奠定了一定的基础。