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煤矿井下近水平定向钻技术研究与应用 被引量:112
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作者 姚宁平 张杰 李乔乔 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2011年第10期53-57,共5页
为了提高煤矿井下瓦斯抽采孔的钻孔深度和瓦斯抽采效果,采用煤矿井下近水平定向钻技术在煤层施工近水平长钻孔、多分支孔。系统介绍了该定向钻技术及不同煤层条件下成孔方法,然后根据定向钻孔在煤层施工特点,分析在煤层施工近水平定向... 为了提高煤矿井下瓦斯抽采孔的钻孔深度和瓦斯抽采效果,采用煤矿井下近水平定向钻技术在煤层施工近水平长钻孔、多分支孔。系统介绍了该定向钻技术及不同煤层条件下成孔方法,然后根据定向钻孔在煤层施工特点,分析在煤层施工近水平定向钻孔所面临地质条件复杂、钻孔轨迹难控制、钻孔事故复杂等技术难点,总结现场施工经验,形成一套适合定向钻孔施工的常用钻具组合、施工流程、钻孔轨迹控制等工艺方法。该定向钻技术在杜儿坪煤矿、双柳煤矿的成功应用说明其满足最大孔深大于500 m和煤层钻遇率大于90%的瓦斯抽采孔施工要求。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 水平定向孔 多分支孔 钻孔事故 钻孔轨迹控制
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煤矿井下水平定向钻进技术的发展 被引量:33
2
作者 郝世俊 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期57-59,共3页
国内外煤矿井下水平定向钻进技术 (HDD)的发展具有不同的技术路线 ,这涉及钻进设备和钻具、钻孔监测仪器的研发 ,钻孔轨迹控制理论的研究等。
关键词 煤矿井下 水平定向钻进 孔底马达 钻具组合
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煤矿井下随钻测量电磁传输信道建模 被引量:32
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作者 王家豪 董浩斌 +1 位作者 石智军 方俊 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1705-1710,共6页
煤矿井下随钻测量系统目前主要采用有线方式进行信号传输,但是存在通缆钻杆加工技术要求严格、使用成本高等缺点,研制适用于煤矿井下的电磁波随钻测量系统十分必要。与地面钻进中井下-地面电磁传输信道不同,煤矿井下电磁波随钻测量采用... 煤矿井下随钻测量系统目前主要采用有线方式进行信号传输,但是存在通缆钻杆加工技术要求严格、使用成本高等缺点,研制适用于煤矿井下的电磁波随钻测量系统十分必要。与地面钻进中井下-地面电磁传输信道不同,煤矿井下电磁波随钻测量采用孔内-孔口电磁传输信道,电磁信号传输过程中衰减特性亟待研究。基于经典电磁理论,结合煤层及煤层围岩电性,运用等效传输线法,计算了孔口接收电极间信号电压,包括煤岩层导电性、发射信号频率、钻杆电阻率、钻杆长度对接收信号电压的影响。仿真结果表明,相同工作条件下,煤矿井下孔口电极接收电压小于地面电极接收电压,大于地面电极接收电压一半。 展开更多
关键词 电磁随钻测量 近水平定向钻进 等效传输线 衰减特性
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高强度大通孔钻杆接头圆锥梯形螺纹的有限元分析及改进设计 被引量:22
4
作者 张幼振 石智军 +2 位作者 田东庄 龚城 彭腊梅 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1219-1223,共5页
结合钻杆的受力特点,对其螺纹参数展开研究,建立了接头圆锥梯形螺纹的三维模型,应用有限元法分析了接头螺纹在多种工况下的等效应力与接触应力分布规律;依据分析结果,提出了复合锥度设计与柱面结构密封的改进方案。研究结果表明,新设计... 结合钻杆的受力特点,对其螺纹参数展开研究,建立了接头圆锥梯形螺纹的三维模型,应用有限元法分析了接头螺纹在多种工况下的等效应力与接触应力分布规律;依据分析结果,提出了复合锥度设计与柱面结构密封的改进方案。研究结果表明,新设计有效地改善了内、外螺纹最后啮合处的应力集中,提高了螺纹密封性能。试验结果显示该接头的承载与密封性能达到了设计目标,完全满足煤矿井下定向钻进施工的需要。 展开更多
关键词 钻杆 接头螺纹 有限元分析 水平定向钻进
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煤层底板水害区域超前治理技术优化及其应用 被引量:22
5
作者 郑士田 马荷雯 姬亚东 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期167-173,共7页
为了进一步提高煤层底板水害区域超前治理技术的治理效果,应优化注浆工艺,扩大技术的应用范围。总结淮北矿区区域底板超前治理工程实践表明,低压扩散和中压加固阶段压力控制对注浆总量起主要控制作用,进而直接影响灰岩含水层改造效果,... 为了进一步提高煤层底板水害区域超前治理技术的治理效果,应优化注浆工艺,扩大技术的应用范围。总结淮北矿区区域底板超前治理工程实践表明,低压扩散和中压加固阶段压力控制对注浆总量起主要控制作用,进而直接影响灰岩含水层改造效果,推导的不同岩溶裂隙发育程度地层的注浆量预计公式,可以有效指导注浆工程设计。此外,提出了工作面区域内、外双(钻)孔组的水平布设方法,优化注浆工艺的同时,提高了钻孔利用率。针对注浆工程中注浆压力控制及浆液选取等关键技术问题,建立了研究区裂隙发育程度的多源信息判识方法和"微压充填—低压扩散—中压加固—高压劈裂"的"阶段型"注浆压力控制模型,细分了不同注浆阶段的注浆浆液类型,推导了注浆压力的分级阈值和设计公式,实现了注浆压力的分区段高效、精准控制,对煤矿底板水害超前区域治理技术的应用与推广具有重要意义。 展开更多
关键词 底板水害 薄层灰岩 区域超前治理 定向水平钻进 注浆工艺
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水平定向钻的结构和施工工艺 被引量:21
6
作者 张帆 王晨 葛志祥 《煤气与热力》 2002年第2期153-155,159,共4页
从水平定向钻的设备结构和施工工艺两方面系统地介绍了如何应用水平定向钻铺设燃气管道
关键词 施工工艺 燃气管道 非开挖 水平定向钻
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水平定向钻管道穿越回拖力计算公式的比较分析 被引量:21
7
作者 杨先亢 遆仲森 +2 位作者 马保松 韦立勇 兰海涛 《石油工程建设》 2011年第1期1-5,共5页
回拖力计算是采用水平定向钻进技术(HDD)进行管道铺设工程设计的一项重要内容,也是选择钻机和管材的主要依据。在实际施工中,水平定向钻穿越回拖力计算方法很多,且计算结果相差也比较大,常常使工程设计人员无从选择。针对这一问题,文章... 回拖力计算是采用水平定向钻进技术(HDD)进行管道铺设工程设计的一项重要内容,也是选择钻机和管材的主要依据。在实际施工中,水平定向钻穿越回拖力计算方法很多,且计算结果相差也比较大,常常使工程设计人员无从选择。针对这一问题,文章选取了《油气输送管道穿越工程施工规范》、《给水排水管道工程施工及验收规范》、美国燃气管道研究会的计算方法和美国材料试验学会ASTM法这4个目前国内外常用的回拖力计算公式,并结合3个具有代表性的工程实例,对4个公式的计算结果及应用环境进行比较分析,得出的结论可供HDD工程设计人员借鉴参考。 展开更多
关键词 水平定向钻 回拖力 管道穿越
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水平定向钻进随钻测量及方位校正研究 被引量:19
8
作者 徐涛 罗武胜 +1 位作者 杜列波 吕海宝 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期236-240,共5页
根据水平定向钻进角度随钻测量的要求,描述了用三轴加速度计与三轴磁强计测量地下钻头姿态—方位角、倾斜角和工具面向角的方法,针对由于钻具铁磁性材料造成干扰磁场对方位测量引入的误差,提出了利用当地地磁场进行校正的方法,详细分析... 根据水平定向钻进角度随钻测量的要求,描述了用三轴加速度计与三轴磁强计测量地下钻头姿态—方位角、倾斜角和工具面向角的方法,针对由于钻具铁磁性材料造成干扰磁场对方位测量引入的误差,提出了利用当地地磁场进行校正的方法,详细分析了校正原理,同时给出校正步骤和仿真结果。结果表明,这种校正方法能够在不更换钻具的情况下获得准确的方位角,因此可以大大减少无磁钻铤的长度,节省钻进成本。 展开更多
关键词 水平定向钻 姿态测量 随钻测量 方位角 方位校正 磁强计
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水平定向钻进随钻测量系统研究与设计* 被引量:17
9
作者 徐涛 刘翠海 黄青斌 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1976-1980,共5页
针对水平定向钻进具体的测量需求,提出了基于三轴加速度计和三轴磁强计的随钻测量方法,在此基础上利用MEMS微硅加速度计和MEMS磁阻式磁强计进行了系统设计,研制了实际的随钻测量装置,并通过采取特定的措施,如温度补偿和方位校正改善系... 针对水平定向钻进具体的测量需求,提出了基于三轴加速度计和三轴磁强计的随钻测量方法,在此基础上利用MEMS微硅加速度计和MEMS磁阻式磁强计进行了系统设计,研制了实际的随钻测量装置,并通过采取特定的措施,如温度补偿和方位校正改善系统性能。结果表明,该装置能够安装在地下钻具的内部,钻进的同时完成倾角、面向角、方位角等参数的检测,倾角精度达±0.7°,面向角精度达±1.0°,方位角精度±2.0°。无论在外观还是在性能上都达到国外同类产品的水平,填补了国内空白。 展开更多
关键词 随钻测量 加速度计 磁强计 倾角 面向角 方位角 水平定向钻进
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水平定向钻管道穿越技术的最新发展 被引量:17
10
作者 张宝强 江勇 +2 位作者 曹永利 隋付东 张倩 《油气储运》 CAS 北大核心 2017年第5期558-562,共5页
为了实现更大管径、更长距离的管道穿越,提高我国水平定向钻的穿越施工能力和装备水平,对国内外水平定向钻管道穿越技术的最新发展情况进行分析,总结了近几年国内外大型水平定向钻穿越工程和采用的新工艺、新装备,目前水平定向钻管道穿... 为了实现更大管径、更长距离的管道穿越,提高我国水平定向钻的穿越施工能力和装备水平,对国内外水平定向钻管道穿越技术的最新发展情况进行分析,总结了近几年国内外大型水平定向钻穿越工程和采用的新工艺、新装备,目前水平定向钻管道穿越技术开始向大型工程、大型钻机和大型钻具的方向发展。研制开发了最大回拖力高达1 500 t的水平定向钻机,壁厚为一般钻杆厚度两倍的厚壁钻杆,杆体直径为244 mm的钻杆,机动灵活的模块化钻机,用于硬岩地层的PDC钻头和PDC扩孔器牙轮等水平定向钻新装备。此外,水平定向钻正向扩孔技术也得到越来越多的应用。这些最新发展对于促进我国水平定向钻施工技术与装备水平的提高和业务发展具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 水平定向钻 管道穿越 新装备 发展
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水平定向钻管道穿越孔底泥浆的力学特性 被引量:15
11
作者 蔡亮学 何利民 +1 位作者 吕宇玲 薛振兴 《油气储运》 CAS 北大核心 2011年第1期25-29,4-5,共5页
将水平定向钻(HDD)回拖过程中孔底泥浆的流动假定为幂律流体在同心环形空间中的稳定流动,考虑内管轴向运动对流场分布的影响,根据Navier-Stokes方程推导泥浆压力梯度与管道外表面泥浆剪切应力的解析计算方法。基于搜集的HDD工程实例采... 将水平定向钻(HDD)回拖过程中孔底泥浆的流动假定为幂律流体在同心环形空间中的稳定流动,考虑内管轴向运动对流场分布的影响,根据Navier-Stokes方程推导泥浆压力梯度与管道外表面泥浆剪切应力的解析计算方法。基于搜集的HDD工程实例采用该解析方法进行数据分析,并与现有Baroid经验公式、SPE经验公式和Polak经验公式的计算结果进行对比。结果表明:由解析方法求得的泥浆压力梯度与实测值相差最小;泥浆拖曳阻力是回拖载荷的重要组成部分,计算中不可忽略;扩径比是泥浆压力梯度与剪切应力计算中敏感性最强的因素。 展开更多
关键词 管道 穿越 水平定向钻 泥浆 压力梯度 回拖载荷 泥浆拖曳阻力
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水平定向钻穿越方案设计方法研究 被引量:15
12
作者 蔡亮学 何利民 +1 位作者 吕宇玲 薛振兴 《石油工程建设》 2010年第2期1-4,共4页
水平定向钻穿越方案的设计,目前多依靠施工队伍的经验来完成,缺乏必要的理论依据。文章从入土点选取与曲线结构优化两个方面对比分析了垂直平面法、斜平面法和动态规划法三种水平定向钻穿越方案的设计方法,修正了现行的垂直平面法。分... 水平定向钻穿越方案的设计,目前多依靠施工队伍的经验来完成,缺乏必要的理论依据。文章从入土点选取与曲线结构优化两个方面对比分析了垂直平面法、斜平面法和动态规划法三种水平定向钻穿越方案的设计方法,修正了现行的垂直平面法。分析表明,入土点应根据钻机场地要求与地质条件进行选取;垂直平面法最具实际应用价值,并解决了现行方法所得曲线不光滑问题;扩孔比是方案设计的一项重要参数,与穿越管道的管径、长度以及施工队伍的水平有定性关系。 展开更多
关键词 水平定向钻 穿越方案 垂直平面法 斜平面法 动态规划法
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水平定向钻穿越施工中的对接技术 被引量:13
13
作者 屠言辉 苗冀清 徐树枫 《石油工程建设》 2011年第5期26-30,7,共5页
在长距离水平定向钻穿越导向孔施工中,由于钻柱与孔壁之间存在较大的摩阻,因此钻头的旋转要明显滞后于钻机动力头的旋转,由此造成井下工具面角难以控制,从而使控向精度受到了影响。为解决此问题,采用了对接技术。文章主要介绍了对接技... 在长距离水平定向钻穿越导向孔施工中,由于钻柱与孔壁之间存在较大的摩阻,因此钻头的旋转要明显滞后于钻机动力头的旋转,由此造成井下工具面角难以控制,从而使控向精度受到了影响。为解决此问题,采用了对接技术。文章主要介绍了对接技术的原理及对接时井下钻具的组合方式,并以中俄原油管道黑龙江穿越工程主管道导向孔对接实例加以说明。 展开更多
关键词 水平定向钻 对接技术 控向 钻具组合
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水平定向钻在钢质燃气管道施工的应用 被引量:14
14
作者 赵岚 《煤气与热力》 2005年第5期49-51,共3页
介绍了水平定向钻的发展,总结了水平定向钻在钢质燃气管道施工中的经验。
关键词 水平定向钻 城镇燃气管道 钢质管道
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水平定向钻进技术在城镇燃气管道的应用 被引量:14
15
作者 苏琪 《煤气与热力》 2011年第2期39-42,共4页
结合工程实例,介绍水平定向钻进技术的施工工艺和在城镇燃气管道(PE管)工程中的应用,探讨了施工的技术措施。
关键词 水平定向钻进 PE管 燃气管道穿越
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水平定向钻穿越回拖力的计算方法及其分析 被引量:14
16
作者 安金龙 《石油工程建设》 2008年第1期21-26,共6页
因为实际工况比较复杂,水平定向钻穿越的回拖力是各种因素共同作用的结果,所以,很难建立起与实际工况非常吻合的、具有普遍适用性的力学模型。文章以国内外有关研究的结果和力学理论为基础,以工程实际的统计资料为依据,对目前常用的卸... 因为实际工况比较复杂,水平定向钻穿越的回拖力是各种因素共同作用的结果,所以,很难建立起与实际工况非常吻合的、具有普遍适用性的力学模型。文章以国内外有关研究的结果和力学理论为基础,以工程实际的统计资料为依据,对目前常用的卸荷拱土压力计算法、净浮力计算法和绞盘计算法等3种计算方法进行分析和完善,并提供了计算实例。实践证明,绞盘计算法的力学模型和计算结果与实际工况相对接近。推荐采用这种方法进行回拖力的估算。 展开更多
关键词 水平定向钻 穿越 回拖力 计算 公式 分析
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管道水平定向钻穿越夯套管结构计算 被引量:14
17
作者 李国辉 马晓成 《油气储运》 CAS 北大核心 2011年第11期824-826,4-5,共3页
在油气管道水平定向钻穿越工程中,在出入土端采用夯套管方式隔离不良地层是目前非开挖领域中常用的技术措施,而套管壁厚的选取和结构计算仍基于经验数据进行。通过分析套管与土的摩擦、套管端部阻力、套管所受弯曲应力等,结合给水、排... 在油气管道水平定向钻穿越工程中,在出入土端采用夯套管方式隔离不良地层是目前非开挖领域中常用的技术措施,而套管壁厚的选取和结构计算仍基于经验数据进行。通过分析套管与土的摩擦、套管端部阻力、套管所受弯曲应力等,结合给水、排水行业中的顶管方法和非开挖领域的工程施工实际情况,提出了套管夯入的极限长度公式,套管壁厚、套管环向应力、套管纵向应力的计算方法,以及套管的稳定性分析方法。某穿越夯套管工程的应用实践表明:理论计算数据与工程施工实际数据吻合,可为水平定向钻技术的应用和发展提供可靠的理论依据。 展开更多
关键词 管道 水平定向钻 穿越 夯套管
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渭河水平定向钻穿越钻杆疲劳断裂分析 被引量:13
18
作者 李国辉 马晓成 付国英 《石油工程建设》 2012年第2期4-5,83,共2页
渭河水平定向钻穿越工程是西气东输二线的重点工程,在穿越过程中进行第六级扩孔时出现钻杆断裂情况,导致穿越失败。从失效钻杆的断口形式、化学成分和力学性能方面分析属于疲劳断裂破坏。文章从疲劳破坏的机理出发,按照疲劳理论的新进... 渭河水平定向钻穿越工程是西气东输二线的重点工程,在穿越过程中进行第六级扩孔时出现钻杆断裂情况,导致穿越失败。从失效钻杆的断口形式、化学成分和力学性能方面分析属于疲劳断裂破坏。文章从疲劳破坏的机理出发,按照疲劳理论的新进展即应力幅验算方法,采用通用有限元分析软件计算钻杆工作时的最大和最小应力等,得出钻杆与扩孔器连接处受交变应力的影响易产生疲劳破坏的结论,并根据疲劳计算方法得出允许应力循环次数,该数值与工程实际相符。利用有限元软件和应力幅值可预测定向钻钻杆的使用寿命,对油气管道水平定向钻施工具有一定的实际意义。 展开更多
关键词 水平定向钻 钻杆 疲劳断裂 计算分析
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煤矿井下近水平定向钻进配套钻杆的研制 被引量:12
19
作者 田东庄 石智军 +1 位作者 龚城 董萌萌 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2013年第3期24-27,共4页
针对进口定向钻进装备配套钻具在使用过程中出现的问题,结合我国煤矿具体地质赋存特点和定向钻进技术要求,通过对定向钻进配套钻具工作条件分析、材料优选、结构优化和性能检测,确定了中心通缆钻杆的螺纹结构和信号传递装置结构,研制成... 针对进口定向钻进装备配套钻具在使用过程中出现的问题,结合我国煤矿具体地质赋存特点和定向钻进技术要求,通过对定向钻进配套钻具工作条件分析、材料优选、结构优化和性能检测,确定了中心通缆钻杆的螺纹结构和信号传递装置结构,研制成功了高强度73 mm中心通缆钻杆及其配套钻具,并制定了钻杆的性能检测标准。现场工业性试验期间,利用73 mm中心通缆钻杆实现了煤矿井下近水平定向钻进钻孔深度1 212 m,钻进过程中信号传递实时、高效、可靠,可满足煤矿井下随钻测量千米孔深定向钻进的使用要求。 展开更多
关键词 近水平定向钻进 随钻测量 中心通缆钻杆 瓦斯抽采
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水平定向钻技术在供水管道穿越工程中的应用 被引量:13
20
作者 杨磊 《水科学与工程技术》 2019年第3期58-60,共3页
水平定向钻技术拉管主要适用于穿越河流、建筑物、道路等障碍物工程,不会破坏建筑物基础、阻碍交通,对河床和两岸堤防不会产生损坏,可用于天然气、煤气、石油及供水等管线铺设工程中;论述了水平定向钻施工技术在供水管道穿越工程中的应... 水平定向钻技术拉管主要适用于穿越河流、建筑物、道路等障碍物工程,不会破坏建筑物基础、阻碍交通,对河床和两岸堤防不会产生损坏,可用于天然气、煤气、石油及供水等管线铺设工程中;论述了水平定向钻施工技术在供水管道穿越工程中的应用及具体施工方法和技术措施。 展开更多
关键词 水平定向钻 穿越工程 施工技术 施工措施
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