井下水平长钻孔定向钻进装备及工艺技术课件.pptx

1、2023-1-171 2023-1-172六、与国外定向装备主要技术性能对比六、与国外定向装备主要技术性能对比 五、现场应用五、现场应用 四、定向钻进工艺研究四、定向钻进工艺研究三、随钻测量定向钻进系统三、随钻测量定向钻进系统 二、履带定向钻进钻机二、履带定向钻进钻机一、设备研发背景一、设备研发背景2023-1-173传统的钻孔施工设备及工艺不能完全满足瓦斯高效抽采的需求。传统的钻孔施工设备及工艺不能完全满足瓦斯高效抽采的需求。钻孔深度有限钻孔深度有限 钻孔数量多钻孔数量多 劳动强度大劳动强度大 施工周期长施工周期长 封孔质量差封孔质量差一、设备研发背景一、设备研发背景2023-1-174水平

2、定向长钻孔是国内外瓦斯高效抽采的水平定向长钻孔是国内外瓦斯高效抽采的主要技术途径主要技术途径。有效距离长有效距离长 多分支孔多分支孔 钻进效率高钻进效率高 一孔多用一孔多用 集中抽采集中抽采一、设备研发背景一、设备研发背景2023-1-175一、设备研发背景一、设备研发背景2.2.存在问题存在问题澳大利亚VLD钻机2023-1-176一、设备研发背景一、设备研发背景2.2.存在问题存在问题国外设备国外设备使用效果不理想使用效果不理想，严重制约着瓦斯高效抽采，严重制约着瓦斯高效抽采高价销售高价销售孔内事故多孔内事故多售后服务滞后售后服务滞后15188101512国外国外国内国内价格价格(百万百万

3、)服务周期服务周期(天天)高价销售高价销售孔内事故多孔内事故多售后服务滞后售后服务滞后2023-1-177 ZDY6000LD(A)ZDY6000LD ZDY4000LD 二二 履带定向钻进钻机履带定向钻进钻机2023-1-178适应中型矿井巷道断面适应中型矿井巷道断面（长（长4m宽宽4m高高3m）适应中大型矿井巷道断面适应中大型矿井巷道断面（长（长6m宽宽4m高高3m）适应大型矿井巷道断面适应大型矿井巷道断面（长（长6m宽宽6m高高3m）ZDY4000LDZDY6000LDZDY6000LD(A)可实现定向功能的机型：可实现定向功能的机型：2023-1-179 2023-1-1710 a.能

4、够进行孔底马达定向钻进能够进行孔底马达定向钻进(内径内径55mm)；b.具有传输测量定向信号的能力具有传输测量定向信号的能力;c.能够进行大直径钻孔回转钻进能够进行大直径钻孔回转钻进(扭矩扭矩 3000Nm)；d.具有施工千米近水平钻孔和分支孔的能力。具有施工千米近水平钻孔和分支孔的能力。2023-1-1711中心通缆式高强度大通孔钻杆2023-1-1712 钻杆抗拉强度钻杆抗拉强度 950 kN 抗扭强度抗扭强度 6000 Nm。2023-1-1713测量探管测量探管最长工作时间最长工作时间达达4545天，超进天，超进口产品近口产品近50%50%测量精度测量精度提高提高1 1倍倍 可反复充电

5、，可反复充电，循环使用循环使用2023-1-1714项目测量范围测量精度限制条件倾角90900.2水平为0，低于水平为-方位角03601.5倾角：-8484弯头方向03601.5倾角：-84842023-1-17152023-1-1716 2023-1-1717 2023-1-1718 2023-1-1719 2023-1-1720 2023-1-1721测斜仪无磁钻杆旁通阀马达万向轴传动轴钻头2023-1-1722螺杆马达结构图螺杆马达结构图2023-1-1723外径外径mm钻头钻头尺寸尺寸mm长度长度m排量排量lpm转速转速rpm上紧上紧扭矩扭矩Nm输出输出扭矩扭矩Nm最大过最大过载拉力载

6、拉力kN最大最大钻压钻压kN7382-1142.85113-350 140 -37516202578927螺杆马达主要技术参数螺杆马达主要技术参数2023-1-1724 a.能够满足定向不同钻进的需要；能够满足定向不同钻进的需要；b.工作性能稳定，工作基本参数能够满足配套工作性能稳定，工作基本参数能够满足配套机具的要求；机具的要求；c.使用寿命长，可以满足施工千米近水平钻孔使用寿命长，可以满足施工千米近水平钻孔的能力。的能力。2023-1-1725 无磁钻杆分为上无磁上无磁和下无磁下无磁钻杆。2023-1-1726分支钻孔l 多级无孔底侧钻分支技术多级无孔底侧钻分支技术螺杆马达2023-1-1

7、727应用效果：应用效果：实现了长钻孔和分支孔在抽采区域的均匀布置实现了长钻孔和分支孔在抽采区域的均匀布置l 钻孔轨迹设计与分析软件开发钻孔轨迹设计与分析软件开发2023-1-1728宁夏汝萁沟煤矿实钻轨迹2023-1-1729 定向钻进装备已在我国定向钻进装备已在我国2222个矿井个矿井进行推广应用，累计进行推广应用，累计施工瓦斯抽采钻孔近施工瓦斯抽采钻孔近257745m257745m，不但为煤矿企业的安全生，不但为煤矿企业的安全生产提供了保障，同时也提高了矿井瓦斯抽采利用，为煤产提供了保障，同时也提高了矿井瓦斯抽采利用，为煤矿企业带来可观的经济效益。截至矿企业带来可观的经济效益。截至201

8、02010年年1111月我院已累月我院已累计销售计销售4444余台套余台套煤矿井下定向钻进装备。煤矿井下定向钻进装备。2023-1-1730 金能公司二矿金能公司二矿 晋城煤业集团成庄矿晋城煤业集团成庄矿 阳泉煤业集团石港煤矿阳泉煤业集团石港煤矿2023-1-1731阳泉煤业集团新景煤矿阳泉煤业集团新景煤矿2023-1-17321#主孔终孔深度主孔终孔深度1046m，创造了我国煤矿井下瓦斯抽放水平定向钻孔的最高记录，创造了我国煤矿井下瓦斯抽放水平定向钻孔的最高记录，并施工并施工3个分支孔，个分支孔，1-1分支和分支和1-3分支从回顺巷道中靶穿出；分支从回顺巷道中靶穿出；2#主孔深度主孔深度82

9、2m，施工，施工1个分支孔，从运顺巷道中部中靶穿出。个分支孔，从运顺巷道中部中靶穿出。钻进最高时效钻进最高时效26.4m/h，平均进尺平均进尺 160m/d；终孔直径；终孔直径 96mm。在。在1000m的设计的设计目标位置，钻孔纵向偏差不足目标位置，钻孔纵向偏差不足1m，横向摆动不超过，横向摆动不超过8m，体现出了我国定向钻进装备和，体现出了我国定向钻进装备和工艺的最高水平。工艺的最高水平。钻孔轨迹示意图钻孔轨迹示意图2023-1-17332023-1-17342023-1-17352023-1-17362023-1-17372023-1-1738杜儿坪煤矿定向钻进实钻轨迹杜儿坪煤矿定向钻进

10、实钻轨迹 施工总进尺施工总进尺3775m，最大进尺，最大进尺570m，主孔从，主孔从6个陷落柱穿过个陷落柱穿过 构造及陷落柱较多，对钻孔控制技术要求较高构造及陷落柱较多，对钻孔控制技术要求较高2023-1-1739煤层煤层f系数系数0.5左右，施工总进尺左右，施工总进尺1202m，其中主孔孔深，其中主孔孔深405m新景煤矿定向钻进实钻轨迹图新景煤矿定向钻进实钻轨迹图煤层相对松软，瓦斯喷孔严重，钻孔成孔困难煤层相对松软，瓦斯喷孔严重，钻孔成孔困难2023-1-1740主孔实钻深度主孔实钻深度1059m，探顶分支，探顶分支7次，探底分支次，探底分支3次，总进尺次，总进尺1656m寺河煤矿定向钻进实

11、钻轨迹图寺河煤矿定向钻进实钻轨迹图2023-1-1741主要性能参数主要性能参数ZDY6000LD(A)VLD-1000最大转矩 /Nm6000/30003000主轴倾角 /-1020-510最大给进/起拔力 /kN180150给进行程 /mm1000900电动机额定功率 /kW9090外形尺寸（长宽高）/mm35002200190040002000(2340)1600钻机质量 /kg100008500适合钻进方式常规回转钻进、孔底螺杆马达钻进孔底螺杆马达钻进主要液压件（泵、阀）派克 力士乐派克 力士乐钻机特点负载敏感液压控制、三泵系统，一体式设计 负载敏感液压控制、三泵系统，一体式设计 6.

12、1 钻机钻机2023-1-17426.2 配套机具配套机具主要性能参数主要性能参数ZDY6000LD(A)VLD-1000钻钻杆杆配套钻杆直径 /mm73/89/9569.9强度抗拉 /kN950500抗扭 /Nm60003000材质牌号/壁厚G105/7.1相当R780/5.5数据传输方式钻杆孔内埋缆钻杆孔内埋缆测测斜斜仪仪探管研制开发配套amt公司主要传感器/产地磁通门、加速度计/美国磁通门、加速度计/美国孔口监视器/方式计算机/触摸鼠标计算机/简易键盘操作系统Win me供电方式电池/外接电源电池探管电池续航能力30-45天15天配套螺杆马达配套螺杆马达美国进口美国进口2023-1-1743谢 谢！