煤矿井下长钻孔钻进减阻技术研究

来源期刊：工矿自动化2020年第10期

论文作者：王四一 赵江鹏 杨冬冬

文章页码：26 - 31

关键词：复合定向钻进;减阻技术;水力振荡器;滚轮扶正器;冲击振动减阻技术;旋转导向技术;

摘    要：针对煤矿井下长钻孔钻进中钻杆柱与钻孔壁之间的摩擦阻力严重影响钻压传递、阻碍钻孔深度进一步增加的问题,对长钻孔钻进减阻技术进行了研究。分析了目前复合定向钻进技术存在的技术瓶颈,即复合钻进时无法定向,深孔滑动定向钻进时效率低,导致钻孔较深时无法开分支和纠偏;提出了水力振荡器减阻技术、滚轮扶正器减阻技术、冲击振动减阻技术及旋转导向技术等解决方案,分析了各方案的原理、技术优势及局限性,指出相关技术的地层适应性及对钻进设备的要求,并给出了相关技术的实际应用结果:淮南矿业集团张集矿使用水力振荡器后,平均给进表压为4MPa左右,比使用前降低了33%,平均钻进效率比使用前提高了126%,压降消耗为2MPa左右,泥浆泵压力虽升高1.7～2.5MPa,但仍可满足目前煤矿井下钻进系统泥浆泵、定向钻具深孔钻进需要;采用单弯螺杆马达与液动冲击器复合钻具在唐家会煤矿现场共完成了2个定向试验钻孔,钻孔深度分别为546m和564m,使用该钻具组合施工进尺分别为411m和429m,用时分别为8 230min和8 570min,机械钻速约为3m/h,而相同地层常规定向钻进的机械钻速为0.83m/h,复合钻具的机械钻速提高了约260%;在晋煤集团寺河矿使用冲击螺杆马达钻进累计进尺1 743m,累计时长为200h,平均机械转速相较常规螺杆马达提高了20%～30%,可达8.34m/h。提出开发小直径旋转导向技术是目前煤矿井下钻具突破的新方向。