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煤矿井下千米瓦斯抽放钻孔施工装备及工艺技术开发
成果信息
立项支持
  • 公布年份:
    2009
  • 成果简介:
    本项目研究目标是结合我国煤矿生产技术条件,研究开发适合我国煤矿井下瓦斯抽放水平定向钻孔施工的装备和定向钻进工艺,研制能够适用孔底马达定向钻进的新型千米履带钻机;研制可以与孔底马达配套使用,并可通过测斜仪器的高强度大通孔钻杆;开发孔口即时钻孔轨迹测量仪器,能够满足孔底马达定向钻进对钻孔轨迹测量的要求;掌握利用孔底马达和孔口即时钻孔轨迹测量系统来控制钻孔轨迹的定向钻进技术;提高我国煤矿井下千米定向钻机的自主研发能力和定向钻进技术水平,为煤矿安全生产和瓦斯抽采利用提供可靠的装备和技术支撑。主要成果包括以下几个方面: (1)完成了ZDY6000LD千米履带定向钻机的研制 技术参数: 钻进能力:1000m;钻孔直径:96mm~153mm;最大扭矩:6000Nm;额定功率:110kW。 主要技术特点:履带式一体化设计,方便了钻机移动和加固;优化油路设计,可同时满足孔口回转和孔底马达定向钻进要求;关键液压件引进,提高钻机工作的可靠性。 (2)完成了高强度大通孔钻杆的研制 技术参数: 钻杆外径:73mm;通孔直径:55mm;单根长度:3m;最大抗扭能力:8000~10000Nm。 主要技术特点:外平高强、内孔可通过测量仪器、接头强度高等。 (3)完成了孔口多点数字即时测斜仪的开发 主要技术参数: 测量精度:倾角:±0.5°;方位角:±1.5°;工具面角: ±1.5°。 测量范围:倾角:-90°~90°;方位角:0~360°;工具面角:0~360°。 防爆形式:本质安全型。 主要技术特点:采用水力输送的方式从钻杆内孔将多点测斜仪输送到孔底,通过边提升电缆边记录数据的方式存贮钻孔轨迹测量参数,可在孔口即时显示钻孔轨迹参数,用以指导钻孔轨迹控制。同时测量探管具有测量精度高、性能稳定、工作时间长的特点。 (4)通过该项目的研究,掌握了采用孔底马达和多点即时测斜仪进行本煤层水平长钻孔和分支孔施工的工艺,通过井下现场工业性试验,完成了项目计划要求的各项技术指标。 (5)完成了现场工业性试验,并取得良好的应用效果。 2007年11月~12月在陕西彬长矿区大佛寺煤矿历时两个月。采用最新研制的千米履带定向钻机、多点数字即时读数测斜系统、孔底马达进行本煤层定向钻孔施工,期间共完成试验钻孔4个,总进尺1824m,最大主孔深度811.8m,分支孔深度211.8m。 最新研制的ZDY6000LD千米定向履带钻机、多点数字即时读数测斜系统和配套定向钻进工艺将很快在我国矿井条件较好、煤层地质条件适用的煤矿区得到推广应用。通过对市场的初步调研,年需求量将在10台套左右,预计年新增产值将达到1亿。同时本项目形成的定向钻进技术与装备,将提高井下瓦斯抽放钻孔的施工效率和钻孔轨迹控制精度,从而提高瓦斯抽放效率,对煤矿的安全生产、煤层气开发和利用都起到很大促进作用,并带来可观的间接经济效益。
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