螺旋钻进快速下筛管工艺配套用PDC钻头的研制与应用

介绍了螺旋钻进工艺和钻杆内快速下筛管工艺技术,研发了一种适用于螺旋钻进快速下筛管工艺配套用干钻式可开闭PDC钻头;钻头结构主要包括钻头体、密闭中心翼片、特殊铰接机构等。在阳煤新景矿试验过程中,累计使用钻头10只,施工钻孔21个,最大孔深205 m,单只钻头平均寿命358 m,筛管下入率达98%。试验表明钻头结构设计合理,开闭结构稳定,适用于该工艺技术的推广应用。

顶板定向长钻孔全孔下筛管技术的应用

为解决李雅庄煤矿复杂地质条件顶板定向长距离钻孔塌孔严重、瓦斯抽采浓度低且流量小的问题,根据煤层顶板高位定向长钻孔施工工艺及瓦斯抽采原理,开展了复杂地质条件的顶板定向长距离钻孔全孔下筛管护孔技术研究,形成了"成孔—退钻—小直径通孔—大直径扩孔—退钻—孔内下筛管—退钻"一体化全孔段下筛管技术,介绍了相关技术装备,开展了工程实践.在李雅庄煤矿典型复杂地质条件顶板的现场应用表明:该技术能实现复杂地质条件下全孔段快速下筛管,筛管下放深度达459m,平均瓦斯抽采浓度和抽采纯量,分别提高5倍和10倍左右.

新型三翼可开闭式PDC钻头的设计与应用

为解决普通四翼可开闭式PDC钻头存在中心翼片开闭不灵活、钻进穿层孔效率低、钻头体易变形的问题,介绍了新型三翼可开闭式PDC钻头的设计。设计方案为:将中心翼片的定位方式由全开放式改为半开放式;将定位珠位置由中心翼片改为镶嵌于钻头体内;将钻头结构由四翼改为三翼,优化布齿。开发的新型三翼可开闭式PDC钻头,在淮南矿业集团朱集东煤矿进行试验,3只钻头平均寿命为590.7m,提高68.8%;钻进砂岩段效率为16m/h,提高33%;中心翼片开闭灵活,下管成功率达到100%。

三翼式可开闭钻头在穿层钻孔施工中的应用

随着钻杆内快速下筛管工艺技术的推广应用,穿层钻孔施工过程中也存在目标煤层松软塌孔问题,普通可开闭式钻头在穿层钻孔岩石段施工时存在钻头寿命短、钻进效率较低的问题;针对该问题设计研发了一种新型三翼可开闭式PDC钻头,并在淮南矿业集团朱集东煤矿进行了现场应用,2只试验钻头平均寿命为436.4 m,寿命提高36.3%;钻头在岩石段施工,钻进效率为16~18m/h,钻进效率提高约40%,试验钻头解决了现有问题,试验效果良好。