煤矿井下近水平定向钻具摩擦阻力分析

为了指导对煤矿井下定向钻进参数的选择、明确钻孔轨迹控制及对孔内工况的判断,需要对钻具摩擦阻力进行研究和预测。在借鉴石油领域钻具摩擦阻力模型研究成果的基础上,根据煤矿井下近水平定向钻进技术的特点,对钻柱微元段受力分析,建立了钻具摩擦阻力软杆模型。对摩擦因数的反算法进行了研究,推导出3种常规工况下的摩擦阻力计算公式。对高河煤矿定向钻孔起钻、定向钻进2种常见工况的孔口载荷进行预测,结果显示预测值与实测值的平均偏差小于0.50 MPa,孔口载荷预测精度满足现场施工精度要求。

煤矿井下梳状定向孔钻进技术研究与实践

针对现有松软煤层瓦斯抽采孔成孔性差、抽采距离短、抽采区域小等难题,采用梳状定向孔方法在松软煤层顶底板岩层施工长距离梳状钻孔,实现对松软煤层瓦斯远距离与区域抽采。根据梳状孔在松软煤层施工特点,合理选择梳状孔布孔形式,分析出在松软煤层顶底板岩层中施工梳状定向孔面临开分支、降低钻具摩擦阻力等技术难点。现场试验表明:采用控时连续滑钻实现梳状孔在岩层开分支,通过优化钻孔设计与高精度控制钻孔轨迹可有效降低钻具摩擦阻力,提高梳状孔施工安全性,可满足最大孔深大于500 m和岩层开分支施工要求。