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。     

定向钻进套铣打捞钻杆的设计

通过对常用定向钻进配套钻具打捞工艺的对比分析,明确了采用套铣打捞工艺处理煤矿井下近水平定向钻进中出现的塌孔、卡钻、埋钻等孔内事故的可行性与实用性。根据其工艺施工要求,结合煤矿井下近水平定向钻进系统配套钻具具体参数,研制了能够满足额定扭矩6000 N·m钻机使用要求的定向钻进套铣打捞钻杆。成庄矿的应用表明,采用套铣打捞工艺处理近水平定向钻进时孔内事故（塌孔、卡钻、埋钻等）可行性较强,且套铣打捞钻杆结构设计合理,能满足套铣打捞工艺的使用要求。     

钻杆在定向孔中的疲劳破坏及造斜强度选择

通过对钻杆在弯曲孔段中受力状态及破坏方式的分析,说明疲劳破坏是其主要的破坏形式;而疲劳破坏与钻杆直径、钢材性能、造斜强度的大小及弯曲孔段处钻杆所承受的拉力负荷有关;其中钻杆在弯曲孔段处所承受的拉力负荷是疲劳破坏的主要因素;当中和点以上钻杆处于弯曲孔段工作时是较危险的;建立了危险断面处的疲劳强度条件;推导出定向孔的极限曲率k_max的计算公式,为定向孔安全造斜强度的选取提供了依据。      

水平定向钻岩石层穿越套管安装工艺

在水平定向钻穿越长距离、复杂地质条件施工中,为保证穿越导向孔钻进工程的顺利进行,避免或减少钻杆在传递推力时在钻孔内产生“蛇行”弯曲、不能有效传递推力、钻进方向不易控制等不利因素,通常采用在钻机侧沿钻进方向的钻杆上加装部分套管技术。本文详细阐述了水平定向钻岩石层穿越套管安装的施工流程、安装技术措施,同时对套管的钻进、润滑、回抽等环节进行了分析,并对套管施工过程中安全注意事项提出了几点建议。     

大雪山煤矿有线随钻定向钻进技术应用

简述了四川省珙县筠连矿区大雪山矿段（东段）煤矿普查工程的概况、项目由来及定向孔设计。重点介绍了钻探施工定向钻进的技术路线、方案及技术要点,有线随钻定向钻进效果、经济效益、取得的成果。主要工作包括：配套XY-2000型立轴式液压钻机、BW-320/10型泥浆泵、HC绳索取心钻杆;采用ADST测斜仪,通缆水笼头有线随钻测量定向,螺杆马达孔底动力钻具造斜施工受控定向钻孔。在2个1000 m以深的钻孔中,共造斜29回次,总进尺7378 m。钻孔轨迹基本受控,达到了地质目的。施工中,探索了定向钻进螺杆钻具弯接头的角度选择、适宜绳索钻杆钻进的弯曲强度等问题。     

底板梳状定向钻孔套铣打捞技术研究与应用

为解决底板梳状定向钻孔卡钻事故中采用常规"强力回转起拔"工艺处理效果不理想,而采用反丝钻杆或强力拧断方法存在工期和经济损失大的问题,对套铣打捞钻具弯曲孔段通过性计算分析及套铣打捞钻进技术参数研究,成功解决了河南某矿孔深344 m底板梳状定向钻孔卡钻事故。应用结果表明:现有套铣打捞钻具允许通过的最大钻孔曲率大,套铣打捞过程中转速控制在30~50 r/min,钻进速度控制在6~12 m/h,间隔12~15 m配合冲洗液进行一次冲孔,采用该套铣打捞技术及装备能够有效提高底板梳状定向钻孔卡钻事故处理成功率。      

顶板高位大直径水平长钻孔配套钻具研制

针对煤矿井下顶板高位大直径水平定向长钻孔施工中常规钻杆出现粘扣、弯曲、断裂等问题,分析了钻杆柱的工作状态,建立了顶板高位大直径长钻孔钻杆柱受力模型和有限元分析模型,明确了钻杆失效的主要原因,通过优化螺纹牙型和接头连接形式,研制了φ73 mm高韧性高强度钻杆,解决了定向钻孔扩孔钻进时钻杆断裂、粘扣等问题,满足了顶板高位大直径定向长钻孔的施工要求。     

悬链线法在水平定向钻轨迹设计中的应用探究

铝孔轨迹设计是非开挖水平定向钻施工中一项重要内容。其最优化设计在国内已较成熟,但多数优化设计未从力学方面进行优化设计。针对这一情况,引入悬链线法来优化水平定向钻轨迹设计。通过悬链线法的计算可知,优化后的轨迹不仅有利于降低钻杆回转阻力和扭矩消耗,提高机械钻速,增长管道使用年限,同时与传统设计方法相比较,其计算出的轨迹长度也比传统圆弧轨迹长度略短,表明了悬链线法在水平定向钻轨迹设计上具有一定的优势。     

水平定向钻穿越冰水沉积层技术探索与实践

油气长输管道常采用水平定向钻(HDD)方式穿越河流,我国四川盆地内一些河流地层以冰水沉积为主,其中含有大量的卵砾石,穿越施工风险较高,结合兰成渝输油管道某河流穿越改造工程,对冰水沉积地层特点以及相应的穿越风险因素进行了分析,选择了合理的钻具组合,并针对钻具组合进行了钻具受力分析,确定钻杆最大应力为171.5 MPa,选择的钻杆能够满足施工要求。考虑到冰水沉积地层特点,采用套管隔离表层卵砾石、大直径钻头和带有角度泥浆马达、高黏度泥浆护壁、改性环氧玻璃钢外防腐层防护等措施,现场实施结果显示,定向钻钻孔稳定性良好,管道回拖施工过程中回拖力平稳,为水平定向钻穿越卵砾石层提供了新的思路。     

水平定向钻孔剖面测量系统的研制

水平定向钻在穿越复杂地质情况下,施工中容易出现钻孔坍塌、钻杆断裂等技术难题。通过对超声波在定向钻泥浆中传输规律的研究,建立了定向钻剖面测量的超声工艺模型,在嵌入式控制平台上开发出用于水平定向钻孔剖面测量的超声测量系统,可以对钻孔形状进行测量,对穿越轨迹上的地质情况进行核查,并通过检测软件对穿越轨迹进行三维剖面图显示,指导复杂地质条件下的水平定向钻施工过程,降低穿越风险。     

煤矿用钛合金无磁钻杆的中试研究

目前,国内外煤矿坑道水平定向钻探用无磁钻杆材料均选用铍铜QBe2（ C17200）,该合金材料的延伸率低,钻杆易出现断裂事故。为解决这一问题,研究了高强度钛合金钻杆,探讨了钻杆的材料选择及螺纹结构设计。试验了钻杆的加厚工艺,其强度达到了设计要求,并通过现场试验验证了钻杆的使用效果。     

定向钻进水平段钻屑运移浅谈

在定向钻进时水平段的岩屑运移问题一直没有得到重视,由此引发的各种孔内事故时有发生,本文介绍了岩屑在定向钻进水平段时的运移方式,建立了钻杆不偏心和偏心的力学模型,同时针对水平定向钻中各因素对岩屑携带的影响分别讨论。     

定向钻穿越扩孔施工中钻机架设问题的探讨

在长距离定向钻扩孔施工中,由于无法一次性完成扩孔,需要将扩孔器退出更换新的扩孔器。而扩孔器的退出需要在以扩孔一侧采用钻机将钻杆拖出,钻机架设的角度会直接影响施工的而质量。在“正钻反扩”施工中,由于扩孔时套管中中心定位器被拔出,导致钻杆角度发生了一定的变化。此时,钻机架设的角度需要进行一定的调整,以适应钻杆角度的变化,本文结合实际施工结果,主要讨论了如何计算钻杆角度的变化,然后通过钻机位置和角度的调整,达到比较好的施工效果。     

定向用孔口钻杆接头

我队在螺杆钻定向施工中,所用钻机为XY-4型,定向仪为DX-38型。由于定向仪探管外径比六方主动钻杆的通水孔大,所以每次定向时都要从高空的水接头上端向主动钻杆下端穿导线,接探管,定完向后再将导线与探管解开,工序繁琐费时。为此,我们用绳钻钻杆接头加工了一个带有滑轮和通线孔的接头(如图),将导线、探管、接头连接好后一起放于绞车上。定向时先将探管放于钻杆中,将接头接于孔口钻杆与主动钻杆之间,定完向后将接头、探管一起取出,可不再向主动钻杆中穿线及接、解探管。     

西气东输二线管道工程——泾河水平定向钻穿越工程

西气东输中泾河段定向穿越是一个难度较大的工程,本文谈了下该工程概况,施工难点,应急措施,以及工程具体过程。在此项工程中我们首次尝试使用大直径（65／8＂）钻杆钻导向孔;并首次使用推管机来保证回拖的顺利进行,为大管径的定向钻穿越回拖提供了进一步的保障。     

绳索取心钻进技术讲座

一、钻 杆钻杆是进行绳索取心钻进的技术关键。根据理论分析和生产实践证明：绳索取心钻杆和普通钻杆一样，螺纹连接部位是最薄弱的环节。现将影响钻杆强度和使用寿命的主要因素分述如下：国内外一般采用屈服强度大于65公斤/平方毫米     

大口径管道定向钻穿越扩孔施工的技术探讨

在进行大口径管道的定向钻施工时,由于需要进行多级的扩孔施工,扩孔器和钻杆钻具的重力作用使扩孔器下沉位移的现象尤为严重,造成工期和材料消耗的增加,且使得大口径的孔壁稳定性也有所下降,施工难度增大。本文就目前的水平定向钻穿越扩孔施工进行分析,探讨合理解决该问题的措施。     

利用活动式偏心楔施工人工弯曲定向钻孔技术

通过工程实例，详细介绍了活动式偏心楔的结构，制作技术以及人工弯曲定向钻孔施工工艺。利用弯钻杆在倾斜钻孔中其弯曲方向始终指向钻孔倾斜方向的原理，对活动式偏心楔进行间接定向，为今后施工人工弯曲定向钻孔提供理论指导和实践经验。     

水平定向钻施工中软硬交错地层的处理

在软硬互层的地层中进行水平定向钻施工,扩孔过程中易出现扩孔台阶,导致扩孔施工中卡钻、回拖过程中拖力增大、钻杆疲劳等现象,因此有必要对软硬交错地层处可能出现的扩孔台阶进行施工准备,并制定相应的施工预案。     

电缆湿接头在小口径定向孔中的应用

小口径地质勘探不断向深部发展,受地层条件、孔内事故和孔斜要求等因素影响,很多钻孔需要定向钻进施工。而小口径钻孔一般采用φ50、60 mm钻具无法满足随钻仪器的下入要求。通过技术攻关及数次现场试验和改进,研制成功了一套小直径电缆湿接头,较好地解决了小通孔钻杆随钻受控定向钻进的关键技术及难点。具体方案为：把测量探管和传输电缆分开,定向测量探管事先与钻具连接,随钻具下放到预定深度,电缆连接信号上接头由钻杆内腔下入,与探管顶部的信号下接头在钻井液中实现电气连接和信号传输,完成定向作业。该方法在国投新集杨村煤矿DF33断层地面探测及注浆工程和莲塘李井田煤炭勘探中进行了试验并成功应用。具有一定的推广应用价值。