山西德通煤礦高位瓦斯抽采定向長鉆孔軌跡偏移規(guī)律研究
發(fā)布時間：2021-04-09 13:53
我國煤礦瓦斯事故時有發(fā)生,嚴重影響著煤礦企業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。瓦斯治理是煤礦安全生產的前提,瓦斯抽采是治理煤礦瓦斯的根本措施,煤礦井下定向鉆進技術是提高瓦斯抽采效率的有效手段。在施工過程中,鉆孔軌跡控制是定向鉆進技術的重點,因此,研究定向鉆孔軌跡的偏移規(guī)律具有十分重要的意義。本論文主要以德通煤礦高位瓦斯抽采定向長鉆孔項目為依托,以定向長鉆孔的軌跡設計、優(yōu)化及控制為研究對象,在分析傳統(tǒng)的定向長鉆孔軌跡影響因素（地質和技術）基礎之上,對定向長鉆孔的軌跡進行了優(yōu)化設計,并總結出研究區(qū)鉆孔軌跡的主要影響因素。在造斜段,通過分析試驗鉆孔難控制孔段的數(shù)據(jù),并結合鉆孔軌跡的影響因素,運用FLAC3D進行數(shù)值模擬,研究鉆遇地層的應力分布、位移矢量及位移云圖,定性地評價了鉆孔軌跡偏移情況。在近水平段,對定向鉆孔進行了混合鉆進技術試驗,探究出了回轉鉆進技術對鉆孔軌跡的偏移規(guī)律。結果表明:（1）在造斜段,影響德通煤礦高位瓦斯抽采定向長鉆孔軌跡的因素為軟硬互層,難控制孔段的垂深為35m～40m,當鉆孔以銳角從硬巖進入軟巖時,由于硬巖的巖石強度較大,使鉆具無法按照設計要求偏倒,導致實鉆軌跡偏離設計軌跡;（2）數(shù)...
【文章來源】：西安科技大學陜西省
【文章頁數(shù)】：69 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
高位定向長鉆孔設計軌跡示意圖
礦井的保有資源儲量 5336 萬噸，其中可采儲量 3266 萬噸，基礎儲量 5117 萬噸。圖 2.1 研究區(qū)交通位置圖2.1.2 地勢地貌研究區(qū)東部緊靠張馬鎮(zhèn)與西坡鎮(zhèn)，西部緊臨黃河，北部與吉縣相接，南部與河津市下化鄉(xiāng)相望，總面積達 129.75km2，海拔 872m。研究區(qū)屬于屬黃土殘塬區(qū)，地勢整體上東部較高西部較低，區(qū)內溝壑錯綜復雜，縱橫交錯；最高處海拔 1276m，最低處海拔
2 研究區(qū)概況17水泥漿液泄水閥圖 2.4 孔口裝置圖2.6.3 定向長鉆孔鉆進參數(shù)定向鉆孔在設計時充分考慮了地層、鉆進效率、設備性能等因素，不同孔深選取不同的鉆進參數(shù)。鉆進參數(shù)設計如表 2.9 所示：表 2.9 定向鉆孔孔身結構及鉆進參數(shù)表開鉆次序 孔徑（mm） 鉆壓（kN） 轉速（rpm） 泵排量（L/min） 備注一開開孔 98 10~20 55~65 230 回轉鉆進一開擴孔 98/ 153 10 25~30 230 回轉鉆進一開擴孔 153/ 193 10 25~30 230 回轉鉆進二開定向 98 30~50 320 定向鉆進二開擴孔 98/ 113 10~20 20~30 230 回轉鉆進2.6.4 定向鉆進主要設備、儀器本次試驗施工采用西安煤科院研制生產的 ZDY6000LD 井下用定向鉆機、3NB-320型泥漿泵、YHD2-1000 型隨鉆測量系統(tǒng)及井下臨時用注漿泵站，設備以及配套鉆具。（1）鉆機施工用 ZDY6000LD 鉆機具有搬遷方便、轉速調節(jié)范圍寬、扭矩大、結構合理、技術性能先進、工藝適應性強、操作省力、安全可靠等優(yōu)點，主要應用于煤礦井下的地質勘探、瓦斯抽采、探放水等領域。設備的主要技術參數(shù)見表 2.10。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]煤層頂板高位定向鉆孔施工技術與發(fā)展趨勢[J]. 趙建國. 煤炭科學技術. 2017(06)
[2]高位定向鉆孔在綜放工作面上隅角瓦斯抽采中的應用[J]. 段會軍,郝世俊,武建軍. 探礦工程(巖土鉆掘工程). 2016(10)
[3]高位定向長鉆孔鉆進工藝研究[J]. 閆保永. 煤炭科學技術. 2016(04)
[4]煤礦井下定向鉆孔軌跡預測技術[J]. 張杰. 煤礦安全. 2015(10)
[5]煤礦井下定向鉆進技術及其發(fā)展趨勢[J]. 董昌樂. 煤炭科學技術. 2015(05)
[6]定向高位長鉆孔抽采位置確定及瓦斯治理效果[J]. 李杰. 煤炭科學技術. 2014(12)
[7]頂板高抽巷抽放瓦斯技術研究及應用[J]. �，F(xiàn)偉,王玉振. 煤炭技術. 2014(05)
[8]煤礦井下近水平隨鉆測量定向鉆進技術與裝備[J]. 石智軍,董書寧,姚寧平,李泉新,田東莊,姚克. 煤炭科學技術. 2013(03)
[9]定向鉆進軌跡控制誤差矢量分析方法及工程應用[J]. 吳翔,王天放,賀冰新,陳振榮. 地質與勘探. 2012(04)
[10]走向高抽巷抽放采空區(qū)瓦斯數(shù)值模擬與試驗分析[J]. 丁厚成,馬超. 中國安全生產科學技術. 2012(05)
博士論文
[1]煤礦瓦斯爆炸災害態(tài)勢評估與預警研究[D]. 念其鋒.中南大學 2014
[2]煤層氣近水平孔鉆進原位探測與水力糾偏技術研究[D]. 文國軍.中國地質大學 2008
[3]水平定向鉆桿力學效應模擬仿真研究[D]. 馬新.吉林大學 2006
碩士論文
[1]防止綜放工作面上隅角瓦斯超限關鍵技術研究[D]. 趙曉坤.內蒙古科技大學 2015
[2]深孔小口徑科學鉆探孔斜機理分析與軌跡預測[D]. 何計彬.成都理工大學 2013
[3]煤礦井下隨鉆測量技術及鉆孔軌跡數(shù)據(jù)處理方法研究[D]. 孫榮軍.煤炭科學研究總院 2009
[4]定向鉆井導航系統(tǒng)[D]. 楊翡.大慶石油學院 2005
[5]水平定向鉆進跟蹤導向系統(tǒng)中的定位測深技術的研究[D]. 張正紅.國防科學技術大學 2003
[6]定向鉆井BHA力學分析及井斜控制技術研究[D]. 孟凡生.大慶石油學院 2003
本文編號：3127739
【文章來源】：西安科技大學陜西省
【文章頁數(shù)】：69 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
高位定向長鉆孔設計軌跡示意圖
礦井的保有資源儲量 5336 萬噸，其中可采儲量 3266 萬噸，基礎儲量 5117 萬噸。圖 2.1 研究區(qū)交通位置圖2.1.2 地勢地貌研究區(qū)東部緊靠張馬鎮(zhèn)與西坡鎮(zhèn)，西部緊臨黃河，北部與吉縣相接，南部與河津市下化鄉(xiāng)相望，總面積達 129.75km2，海拔 872m。研究區(qū)屬于屬黃土殘塬區(qū)，地勢整體上東部較高西部較低，區(qū)內溝壑錯綜復雜，縱橫交錯；最高處海拔 1276m，最低處海拔
2 研究區(qū)概況17水泥漿液泄水閥圖 2.4 孔口裝置圖2.6.3 定向長鉆孔鉆進參數(shù)定向鉆孔在設計時充分考慮了地層、鉆進效率、設備性能等因素，不同孔深選取不同的鉆進參數(shù)。鉆進參數(shù)設計如表 2.9 所示：表 2.9 定向鉆孔孔身結構及鉆進參數(shù)表開鉆次序 孔徑（mm） 鉆壓（kN） 轉速（rpm） 泵排量（L/min） 備注一開開孔 98 10~20 55~65 230 回轉鉆進一開擴孔 98/ 153 10 25~30 230 回轉鉆進一開擴孔 153/ 193 10 25~30 230 回轉鉆進二開定向 98 30~50 320 定向鉆進二開擴孔 98/ 113 10~20 20~30 230 回轉鉆進2.6.4 定向鉆進主要設備、儀器本次試驗施工采用西安煤科院研制生產的 ZDY6000LD 井下用定向鉆機、3NB-320型泥漿泵、YHD2-1000 型隨鉆測量系統(tǒng)及井下臨時用注漿泵站，設備以及配套鉆具。（1）鉆機施工用 ZDY6000LD 鉆機具有搬遷方便、轉速調節(jié)范圍寬、扭矩大、結構合理、技術性能先進、工藝適應性強、操作省力、安全可靠等優(yōu)點，主要應用于煤礦井下的地質勘探、瓦斯抽采、探放水等領域。設備的主要技術參數(shù)見表 2.10。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]煤層頂板高位定向鉆孔施工技術與發(fā)展趨勢[J]. 趙建國. 煤炭科學技術. 2017(06)
[2]高位定向鉆孔在綜放工作面上隅角瓦斯抽采中的應用[J]. 段會軍,郝世俊,武建軍. 探礦工程(巖土鉆掘工程). 2016(10)
[3]高位定向長鉆孔鉆進工藝研究[J]. 閆保永. 煤炭科學技術. 2016(04)
[4]煤礦井下定向鉆孔軌跡預測技術[J]. 張杰. 煤礦安全. 2015(10)
[5]煤礦井下定向鉆進技術及其發(fā)展趨勢[J]. 董昌樂. 煤炭科學技術. 2015(05)
[6]定向高位長鉆孔抽采位置確定及瓦斯治理效果[J]. 李杰. 煤炭科學技術. 2014(12)
[7]頂板高抽巷抽放瓦斯技術研究及應用[J]. �，F(xiàn)偉,王玉振. 煤炭技術. 2014(05)
[8]煤礦井下近水平隨鉆測量定向鉆進技術與裝備[J]. 石智軍,董書寧,姚寧平,李泉新,田東莊,姚克. 煤炭科學技術. 2013(03)
[9]定向鉆進軌跡控制誤差矢量分析方法及工程應用[J]. 吳翔,王天放,賀冰新,陳振榮. 地質與勘探. 2012(04)
[10]走向高抽巷抽放采空區(qū)瓦斯數(shù)值模擬與試驗分析[J]. 丁厚成,馬超. 中國安全生產科學技術. 2012(05)
博士論文
[1]煤礦瓦斯爆炸災害態(tài)勢評估與預警研究[D]. 念其鋒.中南大學 2014
[2]煤層氣近水平孔鉆進原位探測與水力糾偏技術研究[D]. 文國軍.中國地質大學 2008
[3]水平定向鉆桿力學效應模擬仿真研究[D]. 馬新.吉林大學 2006
碩士論文
[1]防止綜放工作面上隅角瓦斯超限關鍵技術研究[D]. 趙曉坤.內蒙古科技大學 2015
[2]深孔小口徑科學鉆探孔斜機理分析與軌跡預測[D]. 何計彬.成都理工大學 2013
[3]煤礦井下隨鉆測量技術及鉆孔軌跡數(shù)據(jù)處理方法研究[D]. 孫榮軍.煤炭科學研究總院 2009
[4]定向鉆井導航系統(tǒng)[D]. 楊翡.大慶石油學院 2005
[5]水平定向鉆進跟蹤導向系統(tǒng)中的定位測深技術的研究[D]. 張正紅.國防科學技術大學 2003
[6]定向鉆井BHA力學分析及井斜控制技術研究[D]. 孟凡生.大慶石油學院 2003
本文編號：3127739
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