煤矿井下泥浆脉冲无线随钻测量定向钻进技术

提出了煤矿井下泥浆脉冲无线随钻测量定向钻进技术,介绍了技术原理,分析了泥浆脉冲无线随钻测量、双动力复合定向钻进和双动力复合排渣3项关键技术,集成了泥浆脉冲无线随钻测量系统和高强度钻杆在内关键配套装备。试验结果表明:顺利完成了孔深3 353 m超长定向钻孔施工,终孔时最大泥浆泵压力仅为额定压力的43.8%;在破碎的复杂顶板中完成5个高位定向钻孔,最大成孔深度540 m,总进尺1 653 m,使用泥浆脉冲无线随钻测量系统累积测量551次,其中误码4次,综合误码率仅为0.72%,系统有效工作时间在20 d以上。     

定向钻进及随钻测量技术在充填孔施工中的应用

充填钻孔是一种高精度垂直孔,地层促斜、钻孔自然弯曲率较大时,常规钻进方法难以控制钻孔轨迹。在施工中应用定向钻进及随钻测量技术,则可以对钻孔实施全程轨迹监控,使其按照设计轨迹延伸。主要介绍了广西华锡集团股份有限公司铜坑矿将充填站充填孔施工中定向钻进设计、随钻测量、纠斜、侧钻等技术及工艺等。     

顶板高位定向钻孔无线随钻测量定向钻进技术及应用

针对顶板高位定向钻孔钻进速度慢、钻孔直径小、扩孔效率低、钻具损坏严重等问题,提出了采用泥浆脉冲随钻测量定向钻进技术施工顶板高位定向钻孔的技术方案,开发了泥浆脉冲无线传输技术、复合定向钻进技术、孔口动力二次回转扩孔技术等关键钻进技术,研制选配了定向钻机、矿用泥浆脉冲随钻测量系统、泥浆泵、四级螺杆马达、高强度高韧性钻杆、定向钻头等关键钻进装备,形成了成套技术与装备,在晋城寺河煤矿5304工作面进行了现场试验,完成顶板高位定向钻孔12个,最大孔深480 m,总进尺4 929 m,成孔率达到91.7%,机械钻速提高30%以上,显著提高顶板高位定向钻孔施工效果。     

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。     

随钻测量定向钻进技术在探测断层中的应用

随着钻井技术的不断进步与发展,新型的随钻测量定向钻进技术具有精密计算、准确测量、开分支孔、人为控制钻孔轨迹等优点,适用于煤矿井下瓦斯抽采钻孔布设、高精度地质勘测、预测地质构造的验证等。通过对该技术在某矿探测断层时的应用,证明了随钻测量定向钻进技术可应用于煤矿井下长距离地质构造异常的探查,对相似钻孔工程具有一定的借鉴意义。     

矿用电磁波随钻测量系统在定向钻进中的姿态校准

矿用无线电磁波随钻测量系统适用于煤矿井下定向钻孔施工,既能满足水力钻进,又满足空气钻进,在松软煤层的瓦斯抽采钻孔施工中逐步得到应用.本文介绍了矿用无线电磁波测量系统的组成、姿态测量原理以及电磁波系统定向钻进施工技术.为了准确测量和控制钻孔的轨迹,现场实测数据并对采集的数据进行成图分析,直观反映定向钻进姿态误差来源和趋势...     

随钻测量定向钻进技术在煤矿水害防治中的应用

煤矿井下随钻测量定向钻进技术具有钻进效率高和钻孔轨迹控制精确的优点,已被广泛地应用于煤矿井下瓦斯抽采和矿井地质构造勘探,近年来,也逐渐在煤矿井下的水害防治中开始得到应用。通过在赵固一矿底板注浆加固过程中随钻测量定向钻进技术的应用试验,验证了该技术在煤层底板注浆加固中具有施工效率高、加固范围广、注浆效果好的优势。     

随钻测量定向钻进技术在煤矿井下地质勘探中的应用

煤矿井下随钻测量定向钻进技术是一种成熟的钻孔施工技术,该技术具有钻孔轨迹参数可精确测量和计算、钻孔轨迹可人为控制以及开分支孔等特点。基于上述技术特点,随钻测量定向钻进技术适用于煤矿井下长距离、高精度地质勘探。现场实例介绍了定向钻进技术在煤矿井下地质勘探中的应用技术以及分析方法,可为同类钻孔施工提供经验借鉴;同时,针对现场施工中存在的问题,并指出了该技术的发展方向。     

煤矿井下随钻测量信号泥浆脉冲传输特性研究与试验

基于定向钻孔的地质保障技术可实现矿井致灾隐患的超前探查与治理,但受现有有线随钻测量定向钻进装备制约,存在信号传输干扰因素多、对定向钻具要求高、地层适应性差等不足,亟待开发矿用泥浆脉冲无线随钻测量系统。结合煤矿井下近水平定向钻孔施工特点,小泵量、低泵压和小直径条件下工作需要,建立了泥浆脉冲信号发生机构和水力通道模型,分析了泥浆脉冲信号传输速度、传输强度、衰减规律和传输影响因素等特性,给出了信号反射与透射、泥浆泵噪声干扰、孔内钻头旋转干扰和冲洗液流道阻塞等影响因素的针对性处理方法。分析结果表明,煤矿井下近水平定向钻进宜采用正脉冲方式进行信号传输;以清水作为冲洗液时信号传输速度为1 366.20~1 445.11 m/s;信号脉冲幅值可通过改变流道控制阀与孔板之间的间隙进行调整;信号传输衰减系数随冲洗液流量增大而线性增大,随钻杆柱内径增大而逐渐减小,当信号发射频率f＞0.2 Hz后,衰减系数维持在0.126×10-3 m-1左右;采用煤矿井下常用钻杆,孔深1 500 m时孔口接收信号强度为孔内信号发射强度的73.74%~90.71%。现场试验表明,开发的矿用泥浆脉冲随钻测量系统信号传输误码率为3.2%,脉冲信号实际幅值一般小于理论计算幅值,但误差小于10%,最大实钻传输距离达到1 566 m,且具有更深的信号传输能力。     

随钻测量系统在煤矿开采中的应用研究

随钻测量系统在提升钻孔质量和效率方面发挥着重要作用。在分析随钻测量系统基本工作原理的基础上,对整体方案进行了设计,共包含孔内仪器和孔外仪器两大部分,两者通过设置在钻杆内部的电缆进行数据交互。系统中使用的控制器为STM32型单片机,6轴自由度传感器和3轴磁阻传感器的型号分别为ADIS16445和HMC5883L,具有优良的性能,测量精度高且高度集成。对测量系统的软件程序部分进行了简要的分析介绍。将随钻测量系统部署到工程实践中进行应用,取得了较好的效果,得到的测量结果具有很高的可重复性,且测量精度能够满足实际使用需要。     

浅析水平定向钻泥浆固孔技术

定向钻穿越过程中的泥浆功用主要是悬浮和携带泥(岩)屑、润滑和冷却钻具、稳定孔壁、软化和辅助破碎岩土、传递动力。该文主要介绍了定向钻穿越工程中采用相应有效的泥浆固孔技术,成功在长江三角洲冲积平原类地层中,克服了结构松散,吸水较强,定向钻穿越时易冒浆,穿越管径大,扩孔级数较多,对地层的冲击扰动较大,增加了塌孔的可能性等不利因素,顺利完成了穿越任务。     

随钻测量定向钻进技术在矿井顶板水患治理中的应用研究

西北侏罗系顶板裂隙水害是我国煤矿水害主要类型之一,严重影响了矿井的正常生产,并构成了安全隐患。提出采用随钻测量定向钻进技术施工定向长钻孔进行顶板水探放的治理方案,并对钻进成孔工艺和钻探装备进行了选配。选择红柳煤层3121工作面进行了现场应用,施工的定向长钻孔终孔平均出水量是相邻工作面常规钻孔的2.69倍,相同疏放周期时放水量是常规钻孔的41.5倍,成功对2个顶板含水层进行探放并达到安全开采要求,起到超前长距离区域探放顶板水的效果,同时可节约78%工期。现场应用情况表明,随钻测量定向钻进技术在顶板水害防治中具有广阔的应用前景,可为类似矿井提供参考。     

定向钻探技术在救灾孔中的应用

1990年10月,我队奉命调一台钻机前往邯郸市沙果园煤矿救灾.具体任务是:施工4~#孔,钻穿出水巷道,灌注砂子,隔离联络巷,以便1~#、2~#、3~#孔灌注水泥,封闭出水点.出水巷道宽3.8m,高3.2m,巷道顶距地面孔口405.5m,     

复杂岩层高位定向长钻孔成孔技术应用研究

为解决高位定向长钻孔大深度、大摩阻、岩层复杂、排渣难等钻进难题,通过定向钻进装备优选、泥浆脉冲随钻测量系统应用、高韧性螺旋钻杆提高钻杆柱强度和有效排渣、定向钻进轨迹设计和控制技术优化、以及复合定向钻进工艺降摩阻等方法,有效提高高位定向长钻孔的钻孔深度,增强了高位定向长钻孔成孔技术的钻具适配性和地层适应性。该技术应用在桃园矿Ⅱ8221高位定向长钻孔施工中,成功实现最大956m的高位钻孔深度记录,后期钻孔瓦斯抽采浓度高、纯量大,有效解决了回采工作面的瓦斯问题,取得了良好的效果,为高位定向长钻孔成孔技术应用研究提供了宝贵经验。     

高位定向钻孔在王庄煤矿瓦斯抽采中的应用

为了有效解决工作面回采过程中采空区和上隅角瓦斯,保证工作面回采安全。以王庄煤矿7111工作面为例,根据已有地质资料和瓦斯储量计算结果,对工作面高位定向钻孔瓦斯治理进行理论分析和参数设计。通过工作面实际抽采瓦斯测定分析,高位定向钻孔可以对回采期间的瓦斯进行有效治理,有效缓解了王庄煤矿抽、掘以及采衔接紧张问题,保证了安全生产。     

随钻测量在煤矿开采中的应用

阐述了随钻测量的基本原理,并对随钻测量系统存在的误差进行分析,以加强对随钻测量技术的理解。介绍了随钻测量技术在煤矿开采中的应用范围,包括地质勘探钻孔、瓦斯抽采钻孔以及水害防治等,并以具体的工程为例,探究随钻测量技术在煤矿地质勘探方面的应用。     

膨润土泥浆在水平定向钻施工中的应用及特点

根据水平定向钻的施工技术及工艺原理,阐述定向钻泥浆的功用和特点,不同施工条件对膨润土泥浆的指标要求。研究了膨润土作为水平定向钻用泥浆材料的特点及要求。     

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。     

基于ARM的煤矿井下定向钻机随钻测量系统

为实现煤矿瓦斯抽采的安全高效进行,根据煤矿井下定向钻机的施工环境和施工工艺要求,开发了一套基于ARM处理器的高精度随钻测量系统,建立了钻孔轨迹绘制的数学模型,设计了测斜探管硬件电路,编制了钻孔轨迹数据处理软件,并进行了地面试验和井下随钻测量试验。试验结果表明,该系统测量精度高,通信稳定,满足煤矿井下随钻测量的技术要求。