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經(jīng)驗(yàn)交流

                        

                        

                              
煤礦井下孔底馬達(dá)隨鉆測(cè)量定向鉆進(jìn)技術(shù)

                              
定向鉆進(jìn)技術(shù)，是利用鉆孔自然彎曲規(guī)律或采用專(zhuān)用工具使鉆孔軌跡按設(shè)計(jì)要求延伸鉆進(jìn)至預(yù)定目標(biāo)的一種鉆探方法，即有目的地將鉆孔軸線由彎變直或由直變彎。
定向鉆進(jìn)技術(shù)分為穩(wěn)定組合鉆具定向鉆進(jìn)技術(shù)和孔底馬達(dá)隨鉆測(cè)量定向鉆進(jìn)技術(shù)2 種。
最早應(yīng)用的是穩(wěn)定組合鉆具定向鉆進(jìn)技術(shù)，20 世紀(jì)60~70 年代起始于美、德、英等西方發(fā)達(dá)國(guó)家，20世紀(jì)90年代國(guó)內(nèi)瓦斯抽采得到重視。進(jìn)入20 世紀(jì)90 年代以后，隨著定向工具、鉆孔彎曲測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，特別是微電子、微型計(jì)算機(jī)和航空航天技術(shù)的引用，發(fā)展出了煤礦井下孔底馬達(dá)隨鉆測(cè)量定向鉆進(jìn)技術(shù)，并在美國(guó)和澳大利亞率先得到應(yīng)用。
煤礦井下近水平隨鉆測(cè)量定向鉆進(jìn)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)鉆孔定向鉆進(jìn)和對(duì)鉆孔軌跡的精確控制，保證鉆孔軌跡在目的層中有效延伸，并可進(jìn)行多分支孔施工，具有鉆進(jìn)效率高、一孔多用、集中抽采等優(yōu)點(diǎn)。
但煤礦井下定向鉆進(jìn)技術(shù)并不適用于所有的煤層和巖層。
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煤層條件。煤礦井下定向鉆進(jìn)技術(shù)適用于普氏系數(shù)f≥1 的較完整煤層，避免在煤層破碎帶或煤層陷落柱區(qū)域內(nèi)布置定向鉆孔。
巖層條件。煤礦井下定向鉆進(jìn)技術(shù)適用于普氏系數(shù)f≤6 的巖層，避免在裂隙發(fā)育帶或炭質(zhì)泥巖、鋁質(zhì)泥巖等遇水膨脹性巖層內(nèi)布置定向鉆孔。
定向鉆進(jìn)技術(shù)裝備由定向鉆機(jī)、隨鉆測(cè)量系統(tǒng)、孔底馬達(dá)、配套鉆具等構(gòu)成。
定向鉆機(jī)是實(shí)現(xiàn)定向鉆進(jìn)技術(shù)的關(guān)鍵裝備之一。根據(jù)定向鉆進(jìn)施工工況要求，定向鉆機(jī)應(yīng)滿足以下要求：
1. 鉆進(jìn)近水平鉆孔時(shí)，可遠(yuǎn)距離操作，工作安全可靠。
2. 便于實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作和聯(lián)動(dòng)，起、下鉆具方便
3. 自動(dòng)化程度高，便于搬遷運(yùn)輸。
4. 可無(wú)級(jí)調(diào)速，通過(guò)油壓表隨時(shí)監(jiān)視執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作負(fù)載的大小并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，工藝適應(yīng)性較強(qiáng)。
5. 外形尺寸滿足井下運(yùn)輸條件。
6. 鉆機(jī)可以鉆進(jìn)水平輻射狀分支鉆孔和大角度頂?shù)装宕鱼@孔。
7. 液壓系統(tǒng)采用負(fù)載敏感、恒壓變量和比例先導(dǎo)控制等先進(jìn)的液壓技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和壓力等參數(shù)的方便調(diào)節(jié)和系統(tǒng)節(jié)能。
8. 為滿足開(kāi)孔段下大直徑孔口管的需要，或?yàn)榻鉀Q孔底馬達(dá)施工硬巖效率較低的問(wèn)題，需要通過(guò)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)和孔底馬達(dá)鉆進(jìn)相結(jié)合的復(fù)合鉆進(jìn)工藝，要求定向鉆機(jī)可同時(shí)滿足孔口回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)和孔底動(dòng)力定向鉆進(jìn)以及復(fù)合鉆進(jìn)等3 種工藝方法。
9. 鉆進(jìn)過(guò)程中不可避免地發(fā)生埋鉆、卡鉆和掉鉆等孔內(nèi)事故，需要鉆機(jī)通過(guò)強(qiáng)力起拔或使用打撈鉆具來(lái)處理孔內(nèi)事故。
隨鉆測(cè)量系統(tǒng)按信息傳輸介質(zhì)的不同可分為有線式隨鉆測(cè)量和無(wú)線式隨鉆測(cè)量。目前無(wú)線隨鉆測(cè)量系統(tǒng)在地面石油和天然氣鉆探領(lǐng)域應(yīng)用較多。但無(wú)線隨鉆測(cè)量系統(tǒng)尺寸大，工作電壓和電流較大，煤安設(shè)計(jì)困難，在煤礦井下暫未使用。目前國(guó)內(nèi)煤礦井下使用的隨鉆測(cè)量系統(tǒng)主要采用有線傳輸方式，利用安裝在孔底馬達(dá)后的測(cè)量探管在需要時(shí)測(cè)量鉆孔軌跡參數(shù)和孔底馬達(dá)狀態(tài)參數(shù)，并通過(guò)中心通纜鉆桿傳遞測(cè)量信號(hào)和操作指令，實(shí)現(xiàn)孔內(nèi)和孔口的雙向通信，實(shí)時(shí)控制隨鉆測(cè)量和鉆孔軌跡。
孔底馬達(dá)是定向鉆進(jìn)過(guò)程中鉆頭切削巖煤層的動(dòng)力來(lái)源。目前用于煤礦井下定向鉆進(jìn)施工的孔底馬達(dá)按彎角分為單彎孔底馬達(dá)和可調(diào)式孔底馬達(dá)，彎角介于0° ～ 3°。按材料可分為無(wú)磁孔底馬達(dá)和有磁孔底馬達(dá)。
                        

                        
                        
                  


                  
                  

            

      
 

      





    
    

         

               
               
               
               
         

         

              
         

         

              
         

         

              

                   

                         
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