煤矿井下水平定向钻进技术的特点和分类

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煤矿井下实施钻探作业往往受井巷条件限制，首先要求钻探设备和工具能够适应狭小空间运输、搬迁和使用;煤矿安全生产规程要求所有用于煤矿井下的机电设备和仪器必须具备煤安标志;长期以来，煤矿生产由于受特殊生产条件、粗放型生产管理模式等因素影响，使煤矿企业对设备能力和技术水平要求不高，这在一定程度上也影响了一些先进技术在煤矿的发展应用，包括水平定向钻进技术。

煤矿井下水平定向钻进技术根据所用的钻具类型和钻进方式不同可分为两种。一种是稳定组合钻具定向钻进技术，该技术采用孔口回转的钻进方式，稳定组合钻具由钻头、稳定器和短钻杆按照不同的组合形式连接组成。通过在稳定器之间连接不同直径和长度的钻杆，组成不同的组合钻具，利用钻杆自身的重力、给进力、离心力及其弯矩所形成的挠曲变形对与其刚性连接的钻头产生作用，使钻孔轨迹上仰、下斜或保直钻进，以达到控制钻孔方向的目的。这种定向技术工艺原理简单、钻具成本低、地层适用性强、操作方便，能够满足对定向精度要求不高的定向钻孔施工要求。主要缺点是定向控制精度低、起下钻次数多、钻进效率低等。另一种是采用带弯接头的孔底马达定向钻进技术。孔底马达是以高压冲洗液作为传递动力介质的一种孔底动力钻具，采用带有不同形式造斜件(弯外管或弯接头)的孔底马达，配备随钻测量仪器，可较灵活地满足不同定向钻进的需要。钻进过程中通过钻机动力头正转孔内钻杆柱来调整孔底马达造斜件的工具面向角，使其朝向预定方向，即可控制钻孔的倾角和方位角，达到定向钻进的目的。其与传统的回转钻进工艺的不同之处在于:孔底马达带动钻头旋转破碎岩石时，整个钻杆柱和孔底马达的外壳(包括造斜件)是不旋转的，所以造斜件弯曲的方向即是钻孔将要延伸的方向。孔底马达定向钻进技术一般与随钻测量技术结合使用，具有定向精度高、对钻孔轨迹的控制调节能力强、钻进效率高、可进行实时精确随钻测量等优点。主要缺点是钻具成本高、地层适应性差，同时由于钻具结构较为复杂，对操作人员的技术水平要求较高。