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煤矿井下旋转地质导向钻进技术装备研究 被引量：5
1
作者 姚克 李泉新 +5 位作者 方俊 方鹏 王龙鹏 田东庄 陈龙 许超 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期36-42,共7页
针对煤矿区井下瓦斯抽采定向钻孔施工技术装备存在的自动化程度低、目标地层钻遇率低、岩层钻进速度慢、钻孔直径小等局限性,开展了煤矿井下旋转地质导向钻进技术装备研发工作,突破了定向钻机无线遥控操作、机械自动加杆、实时参数监测... 针对煤矿区井下瓦斯抽采定向钻孔施工技术装备存在的自动化程度低、目标地层钻遇率低、岩层钻进速度慢、钻孔直径小等局限性,开展了煤矿井下旋转地质导向钻进技术装备研发工作,突破了定向钻机无线遥控操作、机械自动加杆、实时参数监测与故障诊断、随钻煤岩识别、轨迹旋转调控等核心技术难题,研制出ZDY25000LDK型电液控制定向钻机、BLY800/12型高压力大流量泥浆泵车、YSG(A)型矿用动态方位伽马地质导向随钻测量系统、φ133 mm液驱推靠式旋转导向钻进系统和配套钻具,其中定向钻机的最大转矩25 000 N·m、自动加卸钻杆时间小于55 s,泥浆泵车的额定流量800 L/min,地质导向随钻测量系统的自然伽马测量误差小于±5%、随钻地层探查距离≥0.5 m,旋转导向钻进系统的适用转速范围80~200 r/min、造斜力达到1.4 t;开发了煤矿井下近水平孔地质导向钻进技术和旋转导向钻进技术,详细介绍其技术特点与工艺流程。在内蒙古唐家会煤矿进行了现场试验,在煤层和岩层中实钻定向钻孔共4个,最大成孔深度820 m,总进尺2 419 m,定向成孔直径172 mm,煤层中综合钻进效率提高25%以上,岩层中综合钻进效率提高30%以上,实现了煤矿井下定向钻进从“几何导向”到“旋转地质导向”的跨越,提升了煤矿井下定向钻进智能化水平和钻孔成孔质量,为煤矿井下瓦斯高效抽采和智能矿井建设提供了技术装备支撑。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 定向钻孔 定向钻机 旋转导向钻进 地质导向钻进
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煤矿井下定向钻进新技术 被引量：14
2
作者 黄麟森 曾来 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2010年第4期82-85,共4页
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... 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。 展开更多
关键词 定向钻进 随钻测量 孔底马达 旋转导向 煤矿井下
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定向钻井电控式扭矩离合控制工具研制与应用 被引量：2
3
作者 徐涛 效世杰 +4 位作者 白冬青 石林 焦杨 刘平全 吕楠 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2023年第3期43-48,共6页
旋转导向工具由于尺寸大,在钻井过程中井壁不稳定时容易发生卡钻、埋钻等复杂故障,处理难度大,现场应用受到一定限制。针对这种情况,文章研究了一种适用于定向钻进过程中的电控式扭矩离合控制工具。该工具在定向过程中可以将下部钻具与... 旋转导向工具由于尺寸大,在钻井过程中井壁不稳定时容易发生卡钻、埋钻等复杂故障,处理难度大,现场应用受到一定限制。针对这种情况,文章研究了一种适用于定向钻进过程中的电控式扭矩离合控制工具。该工具在定向过程中可以将下部钻具与上部钻具的扭矩进行分离,实现上部钻具随钻盘低转速旋转送钻,下部钻具与螺杆工具配合滑动定向钻进。该工具由两部分组成:地面信号下传单元和井下信号接收及离合控制单元。井下信号接收及离合控制单元安放在近钻头位置,地面信号下传单元通过钻井液将信号传递到井下,离合控制单元接收指令后,用电液控制方式执行钻柱扭矩分离与结合动作。该工具使用的关键点是安放位置和反扭矩的控制,通过对下部钻具摩阻扭矩的分析,运用Landmark软件计算工具安放位置,抗反扭矩工具可抵抗并吸收螺杆钻具的反扭矩。现场应用表明,该系统可有效缓解托压,降摩减阻,稳定工具面,提高钻压传递效率,较大幅度提高机械钻速,实现低成本代替旋转导向工具,具有广阔应用前景。 展开更多
关键词 定向钻进 近全程旋转控制 电控式 离合控制单元 缓解托压 降摩减阻
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煤矿井下定向钻进技术及其发展趋势 被引量：33
4
作者 董昌乐 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第5期106-110,共5页
介绍了5种定向钻进技术,概述各自的定向原理、技术特点和应用概况,总结了煤矿井下使用的稳定组合钻具定向钻进技术和孔底马达滑动定向钻进技术的发展历程和存在的不足;结合当前已有的定向钻探设备及技术,指出高强度通缆钻具和适合煤矿... 介绍了5种定向钻进技术,概述各自的定向原理、技术特点和应用概况,总结了煤矿井下使用的稳定组合钻具定向钻进技术和孔底马达滑动定向钻进技术的发展历程和存在的不足;结合当前已有的定向钻探设备及技术,指出高强度通缆钻具和适合煤矿井下环境的无线传输技术是实现复合钻进技术的难点;井下信息闭环控制系统和先进的导向工具系统是实现旋转导向技术的难点;随钻近钻头地质测井技术是实现地质导向技术的难点;最后指出了高度自动化和智能化导向钻进是定向钻进技术的发展方向,并为加速煤矿井下定向钻进技术的发展提出了相关建议。 展开更多
关键词 定向钻进 稳定组合钻具钻进 滑动钻进 复合钻进 旋转导向钻进 地质导向钻进
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煤矿井下瓦斯高效精准抽采定向钻进技术与装备 被引量：13
5
作者 李泉新 姚克 +2 位作者 方俊 姚亚峰 史春宝 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期65-72,共8页
井下定向钻孔可实现超前、区域、精准瓦斯抽采,是煤矿区瓦斯资源开发的重要技术手段。针对煤矿井下全域化高效精准瓦斯抽采需要,在“十三五”国家科技重大专项支持下,研发了井下旋转地质导向定向钻进技术装备、碎软煤层双动力头双管定... 井下定向钻孔可实现超前、区域、精准瓦斯抽采,是煤矿区瓦斯资源开发的重要技术手段。针对煤矿井下全域化高效精准瓦斯抽采需要,在“十三五”国家科技重大专项支持下,研发了井下旋转地质导向定向钻进技术装备、碎软煤层双动力头双管定向钻进技术装备、井下大直径高位长钻孔定向钻进技术装备等3种适用于不同含煤地层、不同类型瓦斯抽采定向钻孔施工的重大技术装备。其中井下旋转地质导向定向钻进技术装备的单根钻杆自动上卸时间55 s,典型故障诊断准确率90%,随钻地层探查距离≥0.5 m,旋转导向造斜力达到1.4 t,最大成孔深度达到820 m,提升了定向钻探装备智能化水平,实现了煤矿井下定向钻进从“几何导向”到“旋转地质导向”的跨越;碎软煤层双动力头双管定向钻进技术装备的套管动力头额定转矩6000 N·m,钻杆动力头额定转矩3000 N·m,护孔筛管直径达到Ф75 mm,0.3≤f≤0.5(f为煤岩层坚固性系数)的碎软煤层中孔深250 m以上钻孔的成孔率达到75%,将定向钻进适用地层范围由f≥0.8拓宽至f≥0.3,实现了碎软煤层区域递进式瓦斯抽采;井下大直径高位长钻孔定向钻进技术装备的额定转矩23000 N·m,一次成孔直径153 mm,一次扩孔直径300 mm,最大成孔深度达到1071 m,提升了顶板高位定向钻孔成孔直径,为“以孔代巷”采动卸压瓦斯抽采提供了技术装备支撑。以上技术装备显著提高了煤矿井下瓦斯抽采定向钻孔的成孔能力和瓦斯抽采效果,推动了煤矿井下瓦斯抽采技术进步,保障了煤矿安全高效绿色开采。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 定向钻进 智能化定向钻机 旋转地质导向 双动力头定向钻机 高位定向钻孔
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煤矿井下长钻孔钻进减阻技术研究 被引量：8
6
作者 王四一 赵江鹏 杨冬冬 《工矿自动化》 北大核心 2020年第10期26-31,共6页
针对煤矿井下长钻孔钻进中钻杆柱与钻孔壁之间的摩擦阻力严重影响钻压传递、阻碍钻孔深度进一步增加的问题,对长钻孔钻进减阻技术进行了研究。分析了目前复合定向钻进技术存在的技术瓶颈,即复合钻进时无法定向,深孔滑动定向钻进时效率低... 针对煤矿井下长钻孔钻进中钻杆柱与钻孔壁之间的摩擦阻力严重影响钻压传递、阻碍钻孔深度进一步增加的问题,对长钻孔钻进减阻技术进行了研究。分析了目前复合定向钻进技术存在的技术瓶颈,即复合钻进时无法定向,深孔滑动定向钻进时效率低,导致钻孔较深时无法开分支和纠偏;提出了水力振荡器减阻技术、滚轮扶正器减阻技术、冲击振动减阻技术及旋转导向技术等解决方案,分析了各方案的原理、技术优势及局限性,指出相关技术的地层适应性及对钻进设备的要求,并给出了相关技术的实际应用结果:淮南矿业集团张集矿使用水力振荡器后,平均给进表压为4MPa左右,比使用前降低了33%,平均钻进效率比使用前提高了126%,压降消耗为2MPa左右,泥浆泵压力虽升高1.7~2.5MPa,但仍可满足目前煤矿井下钻进系统泥浆泵、定向钻具深孔钻进需要;采用单弯螺杆马达与液动冲击器复合钻具在唐家会煤矿现场共完成了2个定向试验钻孔,钻孔深度分别为546m和564m,使用该钻具组合施工进尺分别为411m和429m,用时分别为8 230min和8 570min,机械钻速约为3m/h,而相同地层常规定向钻进的机械钻速为0.83m/h,复合钻具的机械钻速提高了约260%;在晋煤集团寺河矿使用冲击螺杆马达钻进累计进尺1 743m,累计时长为200h,平均机械转速相较常规螺杆马达提高了20%~30%,可达8.34m/h。提出开发小直径旋转导向技术是目前煤矿井下钻具突破的新方向。 展开更多
关键词 复合定向钻进 减阻技术 水力振荡器 滚轮扶正器 冲击振动减阻技术 旋转导向技术
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Inteq公司的TruTrak自动定向钻井系统
7
作者 闫循彪（摘译） 《石油钻探技术》 CAS 北大核心 2006年第6期87-87,共1页
Inteq公司研发的TruTrak自动定向钻井系统，综合使用了该公司旋转导向系统的自动导向控制、MWD和X—treme钻井马达技术。该系统采用滑动钻进方式，由专门的能量装置驱动钻头旋转，其近钻头传感器测量井斜角和方位角，并连续不断地将这... Inteq公司研发的TruTrak自动定向钻井系统，综合使用了该公司旋转导向系统的自动导向控制、MWD和X—treme钻井马达技术。该系统采用滑动钻进方式，由专门的能量装置驱动钻头旋转，其近钻头传感器测量井斜角和方位角，并连续不断地将这些资料传输到地面。该系统的可调稳定器装有3个导向块，每一个导向块都可产生高达13kN的侧向力，保持井眼轨迹向靶点垂直和切线模式钻进。 展开更多
关键词 钻井系统 自动定向 旋转导向系统 钻进方式 导向控制 资料传输 井眼轨迹 导向块
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煤矿井下碎软煤层顺层钻完孔技术研究进展 被引量：45
8
作者 王力 姚宁平 +4 位作者 姚亚峰 王毅 张杰 方俊 魏宏超 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期285-296,共12页
我国碎软煤层赋存层位多、分布广,普遍存在构造应力复杂、瓦斯压力高、煤体力学强度低、渗透性差等特点,钻进时易塌孔、喷孔、孔壁失稳,导致钻进困难、孔内事故频发、成孔深度浅、钻孔堵塞、存在抽采盲区等问题。随着煤炭开采深度的不... 我国碎软煤层赋存层位多、分布广,普遍存在构造应力复杂、瓦斯压力高、煤体力学强度低、渗透性差等特点,钻进时易塌孔、喷孔、孔壁失稳,导致钻进困难、孔内事故频发、成孔深度浅、钻孔堵塞、存在抽采盲区等问题。随着煤炭开采深度的不断增加,碎软煤层瓦斯抽采钻完孔就更加困难。因此,碎软煤层高效、深孔、精准钻进技术以及增透、增产、护孔的完孔技术一直是碎软煤层瓦斯治理的重大技术需求和研究热点。从护孔、排渣、轨迹控制、完孔等成孔的关键技术难题方面,总结了碎软煤层顺层钻完孔技术研究现状和应用情况,分析了目前碎软煤层钻进技术存在的问题,提出了改进完善建议,分析了内控导向式旋转定向钻进技术,多孔介质充填式筛管、折叠膨胀管完孔技术等碎软煤层钻完孔技术新进展,为进一步完善现有碎软煤层钻完孔技术提供了思路。 展开更多
关键词 煤矿井下 碎软煤层 瓦斯抽采 内控导向式旋转定向钻进 筛管完孔
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斯伦贝谢PowerDrive vorteX Max高动力RSS系统 被引量：1
9
作者 朱丽华 《钻采工艺》 北大核心 2017年第6期116-116,共1页
PowerDrive vorteX Max高动力RSS为一款可最大程度降低卡钻风险的全旋转导向系统,是PowerDrive RSS家族中的一员,整个家族都拥有一个完整的定向、井斜近钻头传感器包,可精密布井,单独产生动力进行井下3D导向和控制。在任何钻井环境下,Po... PowerDrive vorteX Max高动力RSS为一款可最大程度降低卡钻风险的全旋转导向系统,是PowerDrive RSS家族中的一员,整个家族都拥有一个完整的定向、井斜近钻头传感器包,可精密布井,单独产生动力进行井下3D导向和控制。在任何钻井环境下,PowerDrive RSS都能传递出精确布井所需的动力,钻出高质量井眼,达到最高钻井效率。PowerDrive vorteX Max RSS是唯一一款全旋转RSS,动力强,ROP高,井下钻进效率高,定向控制强。 展开更多
关键词 旋转导向系统 VORTEX RSS 钻井效率 定向控制 钻进效率 传感器 ROP
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