【摘 要】
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定向钻进技术因轨迹可控、可分支钻进等优点,在煤矿井下得到大规模应用,大量实践表明定向钻进技术在探放水、瓦斯抽采和地质异常体探测中有着无可比拟的技术优势。但随着近水平钻孔孔深不断延伸,钻进摩阻已成为煤矿井下近水平定向钻进技术无法回避的一个难题。本文针对煤矿井下近水平定向钻进技术减阻难题,建立钻进摩阻模型分析钻进摩阻影响因素,将轨迹控制技术和复合定向钻进技术作为定向钻进减阻技术研究重点,采用理论分析、
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定向钻进技术因轨迹可控、可分支钻进等优点,在煤矿井下得到大规模应用,大量实践表明定向钻进技术在探放水、瓦斯抽采和地质异常体探测中有着无可比拟的技术优势。但随着近水平钻孔孔深不断延伸,钻进摩阻已成为煤矿井下近水平定向钻进技术无法回避的一个难题。本文针对煤矿井下近水平定向钻进技术减阻难题,建立钻进摩阻模型分析钻进摩阻影响因素,将轨迹控制技术和复合定向钻进技术作为定向钻进减阻技术研究重点,采用理论分析、数值模拟和现场试验等方法,形成了煤矿井下定向钻进减阻技术,主要研究内容如下:（1）分析滑动定向钻进技术不足,建立近水平钻孔钻进摩阻模型,分析钻进摩阻影响因素并提出减阻措施,将钻孔轨迹和钻进方式优化作为减阻研究重点;（2）从钻孔轨迹设计参数出发,考虑开孔倾角、造斜曲率和目的层位选择对钻进摩阻影响,实钻轨迹控制方面,从钻进方式、岩屑运移和钻进参数三方面来降低钻孔弯曲度,形成轨迹控制减阻技术;（3）采用复合定向钻进技术,分析其减阻优势和不足,将岩屑运移作为复合定向减阻钻进研究重点,建立水平段岩屑运移模型并进行CFD模拟,从地层、钻柱受力和岩屑运移等方面确定了复合定向减阻钻进参数取值范围;（4）对定向钻进减阻技术进行了现场试验研究,从钻孔孔深、钻孔弯曲度、钻进速度和起拔压力四方面与滑动定向钻进钻孔进行对比,验证了定向钻进减阻技术减阻效果,并进行推广应用。
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