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。     

可退式捞矛在深孔钻探事故处理中的应用

随着钻探孔深不断加深,复杂钻孔工作量不断加大,孔内卡钻断钻杆事故时有发生。在断钻杆断口不规则、常规锥子打捞不成功的情况下,采用可退式捞矛能快捷、有效地处理好该类事故。结合2起工程实例,介绍了可退式捞矛的使用方法及优点,针对使用过程中出现的问题提出了一些建议,为该类孔内事故处理提供借鉴及参考。     

汶川地震断裂带科学钻探项目WFSD-4S孔卡钻事故处理

汶川地震断裂带科学钻探项目WFSD-4S孔地层复杂,钻探施工难度大,孔内缩径、坍塌、掉块事故频发,给钻探施工带来了极大的困难。就WFSD-4S孔在孔深517 m发生的卡钻事故进行了详细的阐述,分析发生卡钻事故的原因及条件,采用了强力起拔、反钻杆、可退式打捞矛打捞、套铣等手段,最终成功处理该起卡钻事故。该起事故的经验,为同类事故的处理提供借鉴及参考。     

大佛寺矿40104运顺钻孔事故分析及处理技术

针对大佛寺矿40104工作面运顺钻孔抱钻、掉钻事故的具体状况,经分析钻孔事故发生的可能原因,对钻具打捞方案进行分析优选,通过理论分析与现场实践相结合,成功打捞了孔内钻具,为采煤排除了安全隐患。     

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。      

王洼103-1号水文地质钻孔极其复杂事故的处理

王洼103-1号水文地质钻孔施工过程中出现沉砂卡钻,在处理卡钻事故过程中又使套铣筒也被卡在钻孔内,强力起拔套铣筒,造成断裂,且断口不平整、倾斜靠边,形成了极其复杂的孔内事故。事故原因是泥浆中含沙量过大所致。另外处理钻铤卡钻时下入的表层套管直径偏小,也给后期处理事故造成了很大困难。根据孔内事故特点,制定了先起拔表层套管,更换大直径表套,再套反套铣筒、钻铤的处理方案。为此专门设计制作了起拔表层套管钻进的主动钻进钻杆、钻头;设计加工了加长套铣筒、扶正事故套铣筒的扶正工具等,及时成功处理好了本次超复杂卡钻事故。本文详细论述了钻孔事故的处理过程及措施,总结了事故教训和处理经验,对于处理类似卡钻事故具有指导和借鉴意义。     

煤矿井下套铣打捞技术研究与应用

基于煤矿开采深度的增加,在复杂地层中进行定向钻孔施工发生卡钻事故的风险也在急剧增加。采用套铣打捞技术进行卡钻事故处理,能够提高事故处理的成功率,并起到保护原钻杆的作用,降低经济损失。文章分析研究了套铣打捞钻具的选择、冲洗液选择、工艺参数以及工艺方法,结合在玉溪矿和临涣矿打捞实例,优化了套铣打捞工艺及相关参数。     

用爆破法处理孔内卡埋钻事故

以往我队在钻探生产中，发生孔内烧钻、夹卡钻、埋钻等孔内事故，都是在强力起拔无效的情况下，采用反丝钻杆“反”的方法。在处理事故过程中，往往发生拉坏钻塔、拉断基台木、反坏钻机等设备事故，而且还可能发生钻杆“反”成几节、事故头靠壁、正丝钻杆“反”反丝钻杆等等复杂情况。处理事故时间长，不安全，浪费大量人力、物力。     

介绍两种处理事故方法

为了打捞断在钻孔超径部位的套管及钻杆，最近我们采用了“充填法”寻找套管上头以及用活动偏心割刀和水压偏心割刀“重新造头”打捞钻杆，取得了成效。现将两种方法分别介绍如下：一、钻具“充填法”寻找套管上头。ZKd20孔终孔后起拔φ74套管时，在179.59米坍塌超径处发生了套管断脱事故，孔内尚有85米套管找不到头。曾采用弯钻杆、下偏心楔等办法寻找上头，由于事故套管头倒向一边，加之又有坍塌物，费时20余天均不奏效。后来采用钻具“充填法”寻找，共充填两套粗径钻具，     

金塘大桥3号主桥墩ZK8号钻孔事故处理技术

针对金塘大桥3号主桥墩ZK8号钻孔烧钻断杆事故及事故处理不当发生的卡杆二次事故,认真分析了事故原因,制订了严密的钻具打捞方案,成功打捞了孔内钻具,为后续钻孔灌注桩的施工排除了障碍。介绍了事故状况及处理技术。     

煤矿井下碎软煤层泡沫钻进技术及应用

针对煤矿井下碎软煤层瓦斯抽采中风压空气钻进施工中排粉能力有限，易造成粉尘污染问题，提出采用煤矿井下泡沫灌注系统及宽翼螺旋钻杆进行高效泡沫钻进的技术方案。通过对钻孔环空间隙流场的数值模拟，研究宽翼螺旋钻杆结构对泡沫钻进高效排粉的影响，确定头数3、槽宽26 mm、螺距110 mm为宽翼螺旋钻杆的优化结构参数。在淮北某矿3204工作面碎软煤层中进行了深度达195 m的本煤层钻孔试验，结果表明，相对于中风压空气钻进工艺，钻进回转阻力降低了42%~48%，表现出高效的排粉效果，可提高煤矿井下碎软煤层钻孔深度和成孔率。该工艺可为类似煤矿井下深钻孔施工提供借鉴。      

ZDY4300LF(A)型分体式履带钻机的设计及应用

针对我国煤矿深部高应力巷道、松软突出煤层中的煤巷等小断面巷道,以及皮带运输巷中钻机需频繁让道、在掘进巷道中钻机需绕前施工等通过空间狭小的复杂钻孔施工条件,设计一款新型井下钻机。新型钻机采用分体履带式结构,宽度窄、井下机动性强;采用紧凑型多变幅组合式机架,使钻机具有在煤巷中施工水平多排钻孔、在岩巷中施工全断面仰俯角度钻孔的能力。工业性试验表明,新型钻机井下机动灵活、工艺适应性好、工人劳动强度低,在复杂钻孔施工条件下具有良好的应用效果。      

煤矿用自动化钻机远程监测系统研制

根据国家能源装备制造、煤矿机器人和煤矿智能化发展等政策要求,结合煤炭设备少人化、智能化发展趋势,针对现有煤矿井下钻机参数显示不全、缺乏有效监测、维修不便等问题,为实现自动化钻机地面远程监测,利用传感测量、软件开发、虚拟现实、网络通信、视频监测等技术研制了一种煤矿用自动化钻机远程监测系统。该远程监测系统包括了钻机主体、机载设备、网络通信部分和远程监测服务器。钻机主体为ZDY4500LFK型煤矿用钻机;机载设备包括了控制器和传感器组,用于实现钻机参数采集;网络通信部分包括了交换机、网关等,实现井下和地面的通信;远程监测服务器实现钻机参数和工况的监测。该系统研制后在鄂尔多斯华兴能源有限责任公司唐家会煤矿进行了现场试验,结果显示,该系统数据传输准确,可实现自动化钻机的地面监测功能,为煤矿钻机的少人化、智能化提供了保障。      

ZDY4500LFK全自动钻机开发与应用

为加速推进煤矿智能化建设,满足矿井透明地质保障系统构建需求,提高各类钻孔施工的自动化程度,减少井下工人数量,开发了ZDY4500LFK型全自动钻机,并配套开发了钻机的地面监测和控制系统。提出了该钻机结构设计方案,钻机地面监测和控制系统的组成和方案。并结合钻机在淮河能源西部煤电集团唐家会煤矿透明地质保障系统钻孔施工应用中遇到的问题,提出了杆仓列定位、自动接卸扣等关键技术,提高了钻机的可靠性、自动化程度。工业性试验结果表明:开发的地面监测和控制系统功能性、实时性满足使用要求,采用相关技术后,全自动钻机各系统运行可靠,杆仓列定位精准,主动钻杆丝扣磨损明显减少。研制的ZDY4500LFK型全自动钻机及其配套监测和控制系统减少了井下施工人员的数量,实现了稳定的全自动钻孔作业,为唐家会煤矿透明地质保障系统提供了可靠装备支撑。      

SLB56／75型“三合一”取心钻进系统

论述了将绳索取心,螺杆站,不提钻换钻头三项技术结合在一起的新型取心钻进系统,介绍了系统的结构,工作原理及其技术性能参数和操作要点。     

ZDY25000LDK智能化定向钻进装备关键技术研究

利用顺煤层、顶板高位钻孔抽采煤层气是当前煤矿井下煤层气综合治理最直接、有效的方法。提高定向钻孔钻进速度和起伏变化大、薄厚不均煤层中的钻遇率,降低施工人员劳动强度,提高钻孔事故预防能力,适应煤矿智能化发展需求,满足煤矿井下长距离定向钻孔施工的智能化钻进装备是当前煤矿井下钻探领域亟待解决的重要问题。基于地质导向和旋转导向钻进施工对钻机精确控制的实际需求,以及煤矿智能化发展的迫切需要,提出了基于防爆电液控制技术的煤矿井下长距离定向钻进装备自动化控制和分体紧凑布局设计的集成化解决方案。重点解决总体紧凑布局设计、关键执行部件设计、自动装卸钻杆技术、防爆电液控制技术、大流量泥浆泵单元设计等设计和技术。研制的ZDY25000LDK智能化定向钻进装备,实现了长距离定向钻进施工过程中自动化装卸钻杆控制、智能化定向钻进施工、参数实时监测以及典型故障智能诊断与预警等功能,使定向钻进装备的智能化水平得到全面提升,为旋转导向和地质导向施工,以及“以孔代巷”大直径定向钻孔高效施工提供了可靠装备保障。      

煤矿井下定向钻进钻孔事故的预防及处理

钻孔事故是煤矿井下定向钻孔安全、高效施工的巨大威胁。介绍了定向钻进常见卡钻、钻具断落和喷孔事故;分析了其成因、预防措施和处理工艺经验。认为对待钻孔事故应坚持“预防为主,处理为辅”的原则;结合装备现状,应开展适用于煤矿井下定向钻进事故处理的专用技术及装备研究。      

ZDY6000LD(A)型履带式全液压定向钻机及其应用

近水平定向长钻孔钻进技术是提高我国煤矿井下瓦斯抽采效率的一条重要途径。介绍了ZDY6000LD(A)型履带式全液压千米定向钻机的研制,包括整体布局、履带底盘、主要结构和液压系统。井下试验表明,该钻机适于在井下巷道钻进孔深1 000 m以上的多分支钻孔,性能可靠,定向精度高,移动稳固、快速、方便。      

煤矿井下坑道钻机电控自动化技术研究

为顺应煤矿井下钻探装备自动化、智能化发展方向，根据煤矿井下坑道钻机特点，研制了一套钻机电控系统，实现了钻机远程控制、参数监测、工况判断和安全互锁等功能，并在钻机单动控制基础上进行了钻机自动钻进和自动起钻技术研究，大大提高了煤矿井下钻机自动化程度。地面功能性试验与现场工业性试验表明:设计的电控系统功能性、实时性和可靠性满足使用要求。研制的钻机电控系统配套在钻机上，可提高钻机自动化水平，更好地保障了施工人员和设备的安全，对推动煤矿井下钻机智能化发展有积极作用。