煤礦井下近水平定向孔螺桿鉆具鉆進受控機理研究.pdf

1、為保證煤礦安全生產(chǎn)，達到高效瓦斯抽采效果，對煤礦地質(zhì)異常條件位置準確探測和瓦斯抽采鉆孔軌跡延伸范圍準確度要求逐漸提高，采用螺桿鉆具及其配套設備機具運用近水平定向鉆進技術進行鉆孔施工是解決上述問題的有效途徑。
　　 本論文通過歸納國內(nèi)外煤礦井下螺桿鉆具的研究應用現(xiàn)狀，總結(jié)鉆孔軌跡控制的影響因素及彎曲條件，對煤礦井下用于瓦斯抽采近水平定向鉆進所用鉆具進行選擇和優(yōu)化，得出螺桿鉆具組合用于近水平定向鉆進的優(yōu)勢所在；分析研究螺桿鉆具的性能

2、特點，優(yōu)選出適合煤礦井下瓦斯抽采定向鉆進國內(nèi)外常用的兩種73mm螺桿鉆具，并通過室內(nèi)性能測試試驗進行總結(jié)驗證，同時對螺桿鉆具主孔和分支孔定向成孔工藝原理和方法進行研究。
　　 用縱橫彎曲法對彎外管螺桿鉆具組合在二維和三維狀況下受力變形進行分析，建立了相關力學模型，并利用Visual C++6.0開發(fā)平臺編程和最小二乘法計算原理，對影響鉆頭側(cè)向力的鉆具結(jié)構(gòu)、鉆孔結(jié)構(gòu)和鉆進工藝這三類主要因素在二維狀況下作定量參數(shù)敏感性分析，開發(fā)了相

3、應的分析軟件，為定向鉆孔軌跡控制提供有益的理論探索。最后分別利用螺桿鉆具組合及配套設備機具進行室內(nèi)模擬試驗和兩次現(xiàn)場工業(yè)性定向鉆進試驗，成功施工了6個主孔和5個分支孔，總進尺4226m，最大鉆孔深度1046m，并對定向效果進行分析，同時對參數(shù)敏感性分析結(jié)果進行驗證。通過理論研究與現(xiàn)場實踐相結(jié)合，取得了階段性的成果。
　　 論文對煤礦井下近水平定向鉆進中螺桿鉆具受控機理進行系列分析研究并成功應用于現(xiàn)場試驗，相信對相關領域的研究應用