煤矿井下定向钻孔轨迹预测技术
【图文】：
率高，是常规弯接头井下动力钻具10倍以上。根据实钻轨迹与设计轨迹偏差变化，一般每隔6m调整螺杆马达弯外管指向(即工具面向角)改变钻孔倾角、方位角，从而使钻孔轨迹按设计方向钻进，因此螺杆马达不同工具面是改变钻孔轨迹主要影响因素。主要通过研究螺杆马达造斜规律，建立螺杆钻具工具面向角改变钻孔轨迹倾角、方位角计算模型，预算出工具面向角对钻孔轨迹的倾角、方位角改变值，再利用定向钻轨迹计算方法计算出钻孔预测轨迹，指导定向钻施工。1．1工具面向角对钻孔轨迹改变规律工具面向角对倾角、方位角影响如图1。在定向孔施工中，通过调节螺杆马达弯管朝向(即工具面向角)来改变钻头碎岩方向，改变钻孔轨迹变化趋势，具体体现在改变钻孔轨迹倾角、方位角大小，如图1(a)［2，，6］。图1工具面向角对倾角、方位角影响根据螺杆马达造斜规律可知，相对于地层力学性质、重力作用、钻具在弯曲钻孔空间位置因素，螺杆马达造斜作用是改变钻孔轨迹主要因素。在地层力学性质均匀不变、不考虑重力与钻孔弯曲影响情况下条件，螺杆马达造斜强度不变，单位长度螺杆马达改变钻孔全弯曲角度是一定值。根据2点间工具面施工深度可计算达改变钻孔全弯曲角度。根据该全弯曲角度可计算出钻孔偏离原测点钻孔轴线偏心位移a，根据所采用工具面相角可计算出该偏心位移a在水平、铅垂方向位移分量，如图1(b)［6－8］。1．2定向钻轨迹预测算法1．2．1螺杆马达造斜强度计算当前测点i与其前一点测点i－1间实测轨迹的全弯曲强度KTa(i)为:KTa(i)=arccos(sinθi－1sinθi+sinθi－1sinθicos(αi－αi－1))(Li－Li－1)(1)当前测点i处螺杆马达极限造斜强度KT(i):KT(i)=KTa(i)/(Bi
出的excel数据。2)完成轨迹预测算法的计算，给全弯曲强度留下现场试验时调整参数的接口。3)根据已有测量数据或预测数据的的倾角、方位角等数据，计算坐标值，在坐标系中进行转换。同时将计算的预测数据输出以验证。4)轨迹显示控件中输出绘图，并实现绘图的缩放、移动、坐标转换等功能。2．1软件整体结构钻孔轨迹预测软件的系统总体框架主要由数据读取模块、坐标计算模块、预测点计算模块、轨迹显示模块4个主要功能模块组成。各模块之间只有数据交互，减少了软件流程中的交叉运算，简化了程序的实现。总体框架如图2［7－8］。2．2软件使用图2系统总体框架定向钻孔轨迹预测软件在Microsoft．NET平台采用C#语言编程开发的，按照软件设计完成数据读取模块、坐标计算模块、预测点计算模块、轨迹显示模块开发［7］。在定向钻施工中，钻孔轨迹预测软件使用主要步骤如下:1)预测软件与测量软件是各自独立之间通过excl文件传输数据，首先利用随钻测量软件测量当前测点的倾角、方位角、工具面向角，并导出井下数据的excl文件:Datexls．xls。2)利用钻孔轨迹预测软件读取钻孔设计轨迹数据、实钻轨迹数据(随钻测斜软件导出井下的excl文件:Datexls．xls)。3)根据现场地层情况，选择合适的造斜强度计算方法，对造斜参数进行设置。选择需要预测钻孔深度，默认值为当前钻孔的深度，设置当前测点i孔深为Li。4)分析实钻轨迹与设计轨迹偏差，根据预测未来6个测点L'i、L'i+1、L'i+2、L'i+3、L'i+4、L'i+5(一般测点间距6m，孔段30m)钻孔轨迹，选择合适工具面向角，使钻孔轨迹按设计趋势钻进。3定向钻轨迹预测软件应用实例2011年3月至5月ZDY6000LD(F)钻机在杨柳煤矿10414工作面进?
【作者单位】： 中煤科工集团西安研究院有限公司;
【基金】：“十二五”国家科技重大专项资助项目(2011ZX05040-001-004)
【分类号】：TD421;TD712.6
【参考文献】
相关期刊论文 前7条
1 姚宁平;;我国煤矿井下近水平定向钻进技术的发展[J];煤田地质与勘探;2008年04期
2 李乔乔;姚宁平;张杰;;煤矿井下水平定向钻孔轨迹设计[J];煤矿安全;2011年12期
3 石智军;姚宁平;叶根飞;;煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工技术与装备[J];煤炭科学技术;2009年07期
4 姚宁平;张杰;李乔乔;;煤矿井下近水平定向钻技术研究与应用[J];煤炭科学技术;2011年10期
5 姚宁平;张杰;李泉新;金新;刘睿全;彭涛;;煤矿井下梳状定向孔钻进技术研究与实践[J];煤炭科学技术;2012年05期
6 姚宁平;张杰;李泉新;宋昱播;刘睿全;李浩;;煤矿井下定向钻孔轨迹设计与控制技术[J];煤炭科学技术;2013年03期
7 张杰;姚宁平;李乔乔;;煤矿井下定向钻进技术在矿井地质勘探中的应用[J];煤矿安全;2013年10期
【共引文献】
相关期刊论文 前10条
1 刘腾飞;汪芸;;钻探技术在煤矿事故救援中的应用分析[J];矿业安全与环保;2010年04期
2 袁德权;姚海亮;;区域深部煤体瓦斯含量直接测定技术[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2012年05期
3 石智军;李泉新;许超;;煤矿井下随钻测量定向钻进技术及应用[J];地质装备;2013年06期
4 周永力;孙海江;;某地下水封石洞油库工程水幕孔施工技术研究[J];长江科学院院报;2014年01期
5 何义萍;;煤矿井下防治水技术与施工研究[J];科技创新与应用;2014年23期
6 邹鹏;;我国煤矿井下瓦斯抽放钻孔施工装备与技术[J];科技创新与应用;2014年30期
7 董昌乐;;煤矿坑道定向钻进随钻测量系统数据采集故障原因分析及处理措施[J];甘肃科技;2014年13期
8 李乔乔;姚宁平;张杰;;煤矿井下水平定向钻孔轨迹设计[J];煤矿安全;2011年12期
9 李进朋;王凌鹤;;超长距大孔径定向钻机装备及其应用[J];煤矿机械;2011年10期
10 王连刚;李俊乾;;我国煤层气开发模式与开发技术问题探讨[J];煤炭科学技术;2010年04期
相关会议论文 前3条
1 孙荣军;;国产随钻测量定向钻进系统在宁夏汝箕沟煤矿的应用[A];第六届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2011年
2 姚宁平;张杰;姚亚峰;王力;林阳;;井下梳状定向孔技术与装备在煤层气抽采中应用[A];2013年煤层气学术研讨会论文集[C];2013年
3 浦静怡;吕春玲;贺晓强;张鑫;;煤矿事故垂直救援研究进展[A];煤矿隐蔽致灾因素及探查技术研究[C];2015年
相关博士学位论文 前1条
1 徐乃忠;低透气性富含瓦斯煤层群卸压开采机理及应用研究[D];中国矿业大学（北京）;2011年
相关硕士学位论文 前10条
1 孙学笃;新疆屯宝煤矿瓦斯抽放技术研究[D];西安科技大学;2011年
2 张明;煤层气井下抽采项目技术经济评价理论研究[D];湖南科技大学;2011年
3 王二鹏;超长钻孔瓦斯抽采工艺研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
4 孙荣军;煤矿井下随钻测量技术及钻孔轨迹数据处理方法研究[D];煤炭科学研究总院;2009年
5 宋志刚;潞安屯留矿低渗煤层瓦斯抽采技术研究[D];河南理工大学;2009年
6 李延辉;矿井瓦斯抽采系统安全评价研究与应用[D];西安科技大学;2012年
7 刘徐三;煤层瓦斯抽采水平定向钻孔钻进工艺及稳定孔壁冲洗液技术研究[D];成都理工大学;2013年
8 张世库;清水营煤矿600m立井疏降水技术研究[D];西安科技大学;2013年
9 杨华忠;井下仰角钻孔测井方法技术试验研究[D];安徽理工大学;2013年
10 于浩楠;预应力锚索伸长量计算方法研究[D];重庆交通大学;2014年
【二级参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 张跃兵;张完润;;VLD深孔定向千米钻机施工顶板走向穿层钻孔抽放采空区瓦斯技术探析[J];矿业安全与环保;2009年S1期
2 徐三民;确定瓦斯有效抽放半径的方法探讨[J];煤炭工程师;1996年03期
3 郝世俊;煤矿井下水平定向钻进技术的发展[J];煤田地质与勘探;2004年02期
4 董建辉;王先国;乔磊;申瑞臣;王开龙;;煤层气多分支水平井钻井技术在樊庄区块的应用[J];煤田地质与勘探;2008年04期
5 姚宁平;;我国煤矿井下近水平定向钻进技术的发展[J];煤田地质与勘探;2008年04期
6 孙荣军;;国产随钻测量定向钻进系统在汝箕沟煤矿的应用[J];煤田地质与勘探;2011年04期
7 李乔乔;姚宁平;张杰;;煤矿井下水平定向钻孔轨迹设计[J];煤矿安全;2011年12期
8 陈健,姚宁平,殷新胜;MK系列钻机及其在煤矿瓦斯抽放中的应用[J];煤炭科学技术;2003年02期
9 姚宁平,陈健,殷新胜,李咸华;MK系列近水平长距离钻机的研究应用现状[J];煤炭科学技术;2004年03期
10 姚宁平;孙荣军;叶根飞;;我国煤矿井下瓦斯抽放钻孔施工装备与技术[J];煤炭科学技术;2008年03期
相关硕士学位论文 前1条
1 孙荣军;煤矿井下随钻测量技术及钻孔轨迹数据处理方法研究[D];煤炭科学研究总院;2009年
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 王恒;;滩海大位移桩斜147井轨迹控制技术[J];西部探矿工程;2007年12期
2 李红伟;刘浩;;延平1水平连通井组轨迹精确控制技术[J];油气藏评价与开发;2012年01期
3 徐文浩;;新疆车排子镇排601区块水平井轨迹控制技术[J];西部探矿工程;2013年10期
4 孟祥波;陈春雷;孙长青;;徐深21-平1井轨迹控制技术[J];探矿工程(岩土钻掘工程);2014年01期
5 陈智;张强;;钻径向水平孔中喷管的直线轨迹控制方式[J];科技致富向导;2013年15期
6 王伟平;;王146-支平1井轨迹控制技术[J];中国石油和化工标准与质量;2012年S1期
7 鲁港;夏泊m";崔艳辉;;水平井中靶分析的一种实用方法[J];石油地质与工程;2011年06期
8 赵巍;黄占盈;吴学升;;长庆油田“四合一”钻具组合轨迹控制能力力学分析[J];石油化工应用;2012年09期
9 黄松伟;丁向京;;汪深1-平1井轨迹控制技术[J];断块油气田;2010年04期
10 陈建隆;;胜3-热平10水平井轨迹控制实践及认识[J];科技创新与应用;2013年13期
相关会议论文 前2条
1 别军波;戴炬;;挖掘机器人自动控制系统设计[A];2001年中国智能自动化会议论文集（上册）[C];2001年
2 陈国祥;;步进数控系统连续平滑轨迹控制方法的研究[A];中国科学技术协会首届青年学术年会论文集（工科分册·上册）[C];1992年
相关硕士学位论文 前7条
1 苏金涛;无约束运动体路径规划与高精度轨迹控制研究[D];吉林大学;2006年
2 刘小浩;基于离线编程的智能控向机理研究[D];中国地质大学;2013年
3 杨江照;双轴运动平台上的连续轨迹控制[D];哈尔滨工业大学;2006年
4 陈斌;指向式旋转导向钻具钻孔轨迹测量研究[D];中国地质大学（北京）;2009年
5 赵鑫;智能挖掘机轨迹控制研究[D];中南大学;2012年
6 张晶敏;绳索平流层飞行器动力学建模与仿真[D];南京航空航天大学;2007年
7 马顺利;电动挖掘机挖掘轨迹控制理论与仿真的研究[D];东北大学;2009年
本文编号：2526619
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/anquangongcheng/2526619.html
