煤矿井下定向钻孔轨迹控制培训
井下钻工培训计划
井下钻工培训计划一、培训目标随着井下钻工作的不断发展，对井下钻工的要求也越来越高。
为了提高井下钻工的技术水平和安全意识，保障井下钻工作的顺利进行，本公司决定开展井下钻工培训计划。
本次培训的目标是：1. 提高井下钻工的技术水平，提高操作技能和效率；2. 加强井下钻工的安全意识，降低事故发生率；3. 增强井下钻工的团队合作意识，提高协作能力。
二、培训内容1. 井下钻工的基本知识1.1 井下钻工的工作原理和操作流程1.2 井下钻工的设备结构和功能1.3 井下钻工的安全操作规程2. 井下钻工的操作技能2.1 井下钻工的操作步骤和技巧2.2 井下钻工的故障排除方法2.3 井下钻工的维护和保养3. 井下钻工的安全意识培养3.1 井下钻工作安全规章制度3.2 井下钻工作中的安全隐患及预防措施3.3 井下钻工作中的应急处理方法4. 团队合作和沟通技巧4.1 井下钻工作中的团队合作意识与协作技能4.2 井下钻工作中的沟通技巧与信息共享三、培训方式和时间安排1. 培训方式：课堂讲解、实地操作、模拟演练、案例分析等多种方式相结合。
2. 培训时间：全年共8个培训周期，每周期为一周，每周的培训时间为40小时。
3. 培训地点：公司内部培训基地及现场操作场地。
四、培训师资力量公司将邀请具有丰富井下钻工作经验的技术人员和安全专家担任培训讲师，确保培训内容的专业性和实用性。
五、培训评估和考核1. 培训后对参训人员进行考核，考核内容包括理论知识和实际操作能力的测试。
2. 考核成绩达标者将颁发井下钻工证书，并列入公司技能库，为公司工作技能认定提供依据。
六、培训后续跟踪和支持1. 培训结束后，公司将继续对井下钻工进行跟踪和指导，保证培训效果的持续性。
2. 公司将建立健全的井下钻工技术交流平台，鼓励井下钻工加强交流和学习，提高技术水平。
七、风险控制和应急预案公司将建立健全的风险控制和应急预案，确保培训期间的安全与稳定。
对于培训中出现的安全事故，公司将根据严重程度进行处理，并及时完善培训内容和方法。
千米定向钻机培训资料
千米定向钻机培训资料一、什么是千米定向钻机千米定向钻机，简称定向钻机，是一种用于在地下进行水平、垂直或者倾斜定向钻探的工具。
它利用高压液体驱动钻头在地下进行钻探，可以应用于地质勘探、工程建设、石油开采等领域。
定向钻机具有钻孔精度高、可控性强、施工效率高等优点，逐渐成为工程施工中的重要设备。
二、定向钻机的工作原理定向钻机主要由液压系统、控制系统和钻具组成。
液压系统负责提供动力，控制系统负责控制方向和位置，钻具则具体执行钻探作业。
具体工作过程如下： 1. 钻机通过液压系统驱动旋转钻杆，产生旋转力。
同时，液压系统将高压液体输送到钻头内部； 2. 高压液体通过钻头的喷嘴喷射出来，产生的推力可以将钻头推向地下，完成钻进； 3. 钻杆在钻进的过程中，通过控制系统调整旋转和倾斜角度，以实现定向钻探； 4. 钻进到目标位置后，停止供液，钻杆逐渐回转退出。
三、定向钻机的应用领域定向钻机广泛应用于以下领域： 1. 地质勘探：用于获取地下构造、岩层和矿产资源等信息； 2. 水井钻探：用于钻取供水井、排水井等； 3. 油气开采：用于钻取石油、天然气的生产井； 4. 地下工程：用于建设地铁隧道、桥梁基础等。
四、千米定向钻机的关键技术千米定向钻机的关键技术包括以下几个方面： 1. 定向控制技术：通过控制钻杆的旋转和倾斜，实现钻孔的定向控制； 2. 钻头设计技术：合理设计钻头结构和钻头喷嘴，提高钻进效率和钻头的耐久性； 3. 液压系统技术：提供足够的液压动力和控制能力，确保钻进过程的稳定性； 4. 钻杆材料技术：采用高强度合金钢材料，提高钻杆的耐磨性和抗扭转能力。
五、定向钻机的操作技术要点定向钻机的操作技术要点包括以下几个方面： 1. 钻孔设计：根据实际需求，合理设计钻孔的方向、位置和倾斜角度； 2. 钻具组装：正确组装钻具，保证钻具质量和连接可靠； 3. 液压参数调整：根据不同岩层的硬度和钻孔深度，调整液压系统的参数； 4. 定向控制操作：根据钻进过程中的测量结果，调整钻杆的旋转和倾斜角度，实现定向控制； 5. 安全操作：遵守操作规程，确保安全生产。
3-煤矿井下定向钻孔轨迹设计解析
二、定向钻孔的类型 （一）按施工技术方法分类
1 、自然弯曲定向孔。利用钻孔在一定地质条件 下的自然弯曲规律设计钻孔轴线，通过移动孔位或 改变开孔倾角、方位角，采用常规钻进技术工艺， 必要时利用孔斜控制理论辅以一般的增斜、减斜措 施，达到基本按设计的钻孔轴线钻达目的层的钻孔。 自然弯曲定向孔又称初级定向孔。 2、人工弯曲定向孔。采用人工造斜工具与技术 强制进行人工弯曲，并克服钻孔自然弯曲的影响， 或者利用钻孔自然弯曲规律与人工造斜工具强制进 行人工弯曲相结合，使钻孔按设计轨迹钻达目的层 的钻孔。又称受控定向孔。
钻孔主设计方位角确定
• 钻孔主设计方位角根据矿区地质图与巷道走向等 确定，便于左右偏差及垂深的计算，一般设定煤 矿井下定向钻孔的主延伸方向为钻孔主设计方位 角，从而确定钻孔轨迹的空间位置。
钻场设计坐标系的确定
• 在过开孔点的水平面内，以开孔点为原点，X轴正向指向钻 孔主设计方位，顺时针旋转90°为Y轴正方向，Z轴正方向垂 直指向上，即符合左手螺旋法则。 • 钻孔设计坐标系内，定向钻孔轴线上任一测点在Z轴上投影
三、钻孔轴线及相关参数
（二）确定钻孔轴线空间位置的几何参数
当钻孔弯曲时，用弯曲强度或曲率、曲率半径来表征钻孔 弯曲的强烈程度。
7、弯曲强度：钻孔弯曲强度是指钻孔轴线单位长度上倾角
或方位角变化的度数。 当钻孔轴线只有倾角变化时,用倾角弯曲强度表示， 当钻孔轴线只有方位角变化时，用方位角弯曲强度表示， 当钻孔轴线既有倾角变化，又有方位角变化时，用全弯曲
二、定向钻孔的类型
（三）按钻孔孔底结构分类 1、单底定向孔。只有一个主干孔的定向孔。 2、多底定向孔。主干孔(首先完成的钻孔)钻进 后，再从主干孔内开出其他分支孔的定向孔。它又分 一级和多级分支定向孔。
井下定向钻三懂四会培训课件
井下定向钻三懂四会培训课件井下定向钻三懂四会培训课件应由本人根据自身实际情况书写，以下仅供参考，请您根据自身实际情况撰写。
三懂四会.一、三懂:1.懂钻机型号、结构、原理;2.懂钻井液的性质、作用:3.懂地层及岩石的性质、分类。
二、四会:1.会操作钻机;2.会配制钻井液;3.会处理复杂情况:4.会判断、处理井下事故。
培训内容:一、定向钻井技术概述定向钻井技术是一种利用定向钻并仪器对钻孔方位和井深进行控制，使钻孔按预定方向和深度钻进的钻井技术。
它广泛应用于石油、天然气、矿产等资源勘探和开发领域。
定向钻井技术的核心是定向钻井仪器，其作用是控制钻孔的方位和井深，从而实现钻孔的精确钻进。
二、定向钻井仪器简介定向钻井仪器主要由定向测量系统和导向系统两部分组成。
定向测量系统负责测量井下的方位角和井深，为钻具提供正确的方向指引;导向系统则是在钻具中加入导向马达等装置，使钻具能够在水平方向上移动，实现钻孔的穹曲和转向。
三、定向钻井技术应用范围及优势定向钻井技术广泛应用于石油、天然气、矿产等资源勘探和开发领域。
相比传统直并钻并技术。
定向钻井技术具有以下优势:1.提高钻并效率:定向钻并技术可以大幅度减少直并钻井中的起下钻次数和时间，提高钻井效率。
2.降低钻井成本:由于定向钻井技术可以大幅度减少起下钻次数和时间，因此可以降低钻并成本。
3.塔加油气储量:定向钻并技术可以实现对地下复杂岩层的有效开发，从而塔加油气储量。
4.保护环境:定向钻井技术可以减少对地层的破坏和对环境的污染。
制表：审核：批准：。
定向井钻井轨迹控制PPT课件
水平面 值上等于井斜方位角加装
置角。 •3
关于轨迹控制的几个重要概念
ω=0 °
ω=90 °
ω=180 °
ω=270 °
•4
关于轨迹控制的几个重要概念
4、反扭矩：在用井底动力钻具钻进时，都存在 一个与钻头转动方向相反的扭矩，该扭矩被称 为反扭矩。
5、反扭角：使用井底动力钻具钻进时，因动力 钻具反扭矩的作用，使得井底钻具外壳向逆时 针方向转动一个角度，该角度被称为反扭角。
0.75°单扶单弯螺杆钻具＋PDC钻头，在濮7-147井等6口井试 验中，定向造斜率适中，一般为12-14°/100m。双驱复合钻进时增 斜率2-8°/100m。因此，0.75°单弯单扶螺杆比较适合中原油田钻 井的需要。
•16
1、结构弯角对造斜能力的影晌
0.75°单扶单弯螺杆钻具复合钻进试验情况
井号
1°单弯单扶螺杆双驱试验统计表
井号 文279
定向井段 m
2080-2900
最大井斜 °
53
造斜率 °/100
3-7
使用目的 自然造斜
文23-21 2440-2960
51
5-8
自然造斜
文88-23 2910-3555
48
8
自然造斜
5
•19
1、结构弯角对造斜能力的影晌
⑷ 1.25°或1.5°单弯螺杆钻具组合
0.5°双扶和0.5°单扶单弯螺杆钻具组合在文33-152井、新卫 222井使用，钻进50-80m没有增斜效果。
⑵ 0.75°单弯螺杆钻具组合
0.75°双扶单弯螺杆钻具在胡5-200、卫360、胡7-282、文33-
152、胡5-197等井使用，其增、降斜率0.75°±/根。增斜率与设计
定向钻进原理与应
地质勘探中对定向钻进技术的定义是指利用钻孔自然弯曲规律或采用 人工造斜工具使钻孔按设计要求进行延伸钻到预定目标的一种钻进方法。
国外有文献认为是为了钻达到一个预定的地下目标，使井眼在特定方 向偏斜的工艺和科学。
煤矿井下对定向钻进技术的定义：是指利用钻孔自然弯曲规律或采用 专用工具使近水平钻孔轨迹按设计要求延伸钻进至预定目标的一种钻探方 法，即有目的地将钻孔轴线由弯变直或由直变弯。
垂直层理
编辑课件
第一节 定向钻孔的弯曲机理
定向钻进原理与应用
Deflection&Logging
A . 钻头垂直于层面，钻孔为圆形，不发生弯曲；
B . 钻头与地层面斜交，钻头轴线力图向垂直于地层层面方向偏斜，钻孔呈 椭圆形；
C . 钻头平行于层面硬度较小，孔壁易岩石易破碎，形成的钻孔较大，孔壁 间隙大，钻头稳定性差，钻孔容易弯曲。
定向钻进原理与应用
Deflection&Logging
4、避开地表障碍物。勘探和开发障碍物下方的油气田。 5、纠正已斜的井眼或绕过井内堕落物而进行侧钻。（g） 6、打定向井探采盐丘突起下部的油气层。含油构造有时与盐丘构造共 生，部分盐丘可能直接覆盖在油藏上面，直井钻遇盐层可能导至冲蚀、钻 井液漏失和腐蚀等问题(d)。
1 P
2
钻头作用力方向偏离钻孔轴线示意图
FA A
vc vA
P
vp c
钻头轴向和径向同时受力示意图
2021/8/17
编辑课件
第二节 定向钻孔的弯曲条件
定向钻进原理与应用
Deflection&Logging
2、空间条件
煤矿定向钻机培训计划
煤矿定向钻机培训计划一、培训计划概述煤矿定向钻机是一种用于煤矿中进行煤层定向钻探的专业设备。
准确的定向钻探不仅可以提高煤矿勘探的效率，还可以减少对地下资源的破坏。
因此，煤矿定向钻机的使用对于煤矿开采工作至关重要。
为了提高煤矿定向钻机的使用效率和安全性，特制定了本培训计划，旨在加强煤矿定向钻机操作人员的技能和安全意识，提高其对煤矿开采工作的贡献。
二、培训目标1. 掌握煤矿定向钻机的结构和工作原理；2. 熟练掌握煤矿定向钻机的操作技能；3. 提高煤矿定向钻机操作人员的安全意识；4. 加强煤矿定向钻机操作人员的团队合作能力。
三、培训内容1. 煤矿定向钻机的结构和工作原理（1）煤矿定向钻机的结构组成；（2）煤矿定向钻机的工作原理；（3）煤矿定向钻机的相关技术参数。
2. 煤矿定向钻机的操作技能（1）安全操作规程；（2）煤矿定向钻机的开机和停机操作；（3）煤矿定向钻机的工作流程；（4）煤矿定向钻机的故障排除。
3. 煤矿定向钻机的安全意识（1）煤矿定向钻机操作人员的安全防护；（2）煤矿定向钻机操作过程中的危险因素；（3）煤矿定向钻机的事故案例分析；（4）如何正确处理突发事故。
四、培训方式1. 理论教学采用课堂教学方式，利用多媒体教学材料，向学员介绍煤矿定向钻机的结构和工作原理，操作技能等相关知识。
2. 实际操作设置实际操作岗位，由经验丰富的教练员亲自指导学员操作煤矿定向钻机，加强学员的实际操作能力。
3. 模拟演练通过模拟演练，让学员在虚拟环境中感受到煤矿定向钻机操作的场景，提高操作时的应变能力和应急处理能力。
五、培训周期本次煤矿定向钻机培训计划为期一个月，具体分为理论学习和实际操作两个阶段，每期培训时间为两周。
在培训结束后，进行模拟演练并进行考核，合格者颁发培训证书。
六、培训考核1. 理论考核针对培训内容设置理论考核题目，学员需通过笔试来检验其对煤矿定向钻机的理论知识掌握情况。
2. 实际操作考核学员需要进行煤矿定向钻机的实际操作考核，通过对工作流程、操作规范等方面进行评价来衡量学员的实际操作能力。
定向钻井轨迹控制一般方法课件
定向钻井轨迹控制一般方法
定向井轨迹控制的主要工作内容
1.适时进行轨迹测量和轨迹 3.做好造斜工具的装置方
计算：
位计算：
• 测量仪器的选择；测量密度 和测点密度的选择；
• 根据轨迹计算结果，提出下 步轨迹控制要求；
定向井的轨迹控制理 论与技术
1. 定向井轨迹控制的基本概念； 2. 定向井轨迹控制的主要做法；
定向钻井轨迹控制一般方法
定向井轨迹控制基本概念
• 1. 要求：在实钻过程中，设法使实钻的井眼轨迹尽可能符合 设计的井眼轨道。
• 2. 实质：井眼轨迹控制的实质，就是不断地控制井眼的前进 方向。井眼方向由井眼的井斜角和井斜方位角来表示的。
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定向钻井轨迹控制一般方法
• 一.跟踪控制需遵循的几条原则：
• 1.既要保证中靶，又要加快钻速。
• 这一阶段的任务是在实钻过程中，不断了解轨迹的变化发 展情况，不断地使用各种造斜工具或钻具组合，使实钻轨 迹离开设计轨迹“不要太远。“不要太远”一词的意义在于， 一方面如果“太远”就可能造成脱靶，成为不合格井；另一 方面如果始终要求实钻轨迹与设计轨迹误差很小，势必要 求非常频繁地测斜，频繁地更换造斜工具，必将大大地拖 延时间，增加成本，而且还有可能造成井下复杂情况，得 不偿失。
定向钻井轨迹控制一般方法
定向井轨迹控制的主要做法
• 第三阶段：跟踪控制到靶点
• 二.跟踪控制需遵循的几条原则： • 2.尽可能多的使用转盘钻扶正器钻具组合来进行控制。
• 这是因为转盘钻的钻速比动力钻具要高。所以在造斜段结 束之后，一般都换用转盘钻继续增斜，并在需要稳斜和降 斜的时候，仍然使用转盘钻来完角 的计算；
定向钻进 第一章 定向钻孔轨迹设计
二、孔身轨迹形式
孔身轨迹常见形式： （1）直线—曲线形式 上直下弯状
开孔施工直线段
曲线段，利用自然造斜或人工造斜钻达靶区。
第一章 定向钻孔轨迹设计
第二节 定向钻孔的类型和孔身轨迹形式
第一章 定向钻孔轨迹设计
第二节 定向钻孔的类型和孔身轨迹形式
一、定向钻孔的类型
1、按施工技术和方法不同分类 （2）受控定向孔 controlled directional hole （人工造斜定向孔 ）
特点：采用人工造斜手段和工艺措施，钻达目的层的钻孔， 需采用专门的定向造斜工具和配套技术。
适应于岩层无造斜作用或造斜作用不够， 以及克服造斜影响的矿区。
i L LB LA
（º/m）
cos1 (cos A cos B sin A sin B cos )
第一章 定向钻孔轨迹设计
第一节 定向钻孔的空间要素
四、钻孔轴线遇层角 angle of penetration
钻孔轴线靶点（见矿点）的切线与其在矿层面上的投影所夹的锐角。
地质要求钻孔遇层角一般不小于30º。
钻孔轴线各点的顶角、方位角、孔深 见矿点（靶点）的垂深和水平位移 曲线段的曲率和弯曲强度
钻孔轴线的遇层角
第一章 定向钻孔轨迹设计
第一节 定向钻孔的空间要素
一、空间要素
1、基本要素 定向钻孔轴线各点的顶角、方位角和孔深称为基本要素。
在三维坐标系中，原点O代表开孔点； X轴代表南北方向； Y轴代表东西方向； Z轴指地一下方向。
弯曲强度与曲率概念相同，都反映单位长度上角度变化。 是为了说明定向孔曲线段的弯曲程度。
1、顶角弯强 i drift deviation intensity 单位孔身长度上顶角的变化量。 表征钻孔顶角弯曲的强烈程度。
定向钻机知识培训教材
煤矿井下定向钻进技术
中煤科工集团西安研究院
2011-3
1、煤矿井下随钻测量定向钻进技术
2、钻探工艺
3、定向钻进原理与应用
4、ZDY6000LD履带式全液压坑道钻机的结构
5、பைடு நூலகம்DY6000LD钻机操作规程
6、螺杆钻具简介
7、随钻测量系统孔口监视器组成及软件的应用
8、随钻测量系统——探管
9、煤矿井下定向钻孔轨迹设计
10、煤矿井下定向钻进轨迹控制
11、ZDY系列全液压钻机
12、矿用地质钻杆
13、钻头分类及其合理选择与应用
14、煤矿井下定向钻进系统使用与操作规程
煤矿井下定向钻孔轨迹控制培训
170º
增方位
钻孔轨迹控制原理
a）准确识别地层变化：根据矿方提供的煤层采掘工 程面图（含煤层等高线），分析出钻孔轨迹处煤层倾 角变化，结合实钻轨迹上下偏差、钻进前后返渣岩性 变化，判断出当前钻头处于煤层哪一层位（顶板岩层、 底板岩层、煤）。
b) 调整工具面使钻孔沿煤层钻进：根据地层变化， 应及时调整工具面来控制方位角变化，使钻孔轨迹在 水平面投影图上沿设计轨迹左右波动，在此基础上可 参考设计轨迹倾角值控制倾角变化，使钻孔尽量处在 煤层中延伸。
轨迹控制实例分析—双柳矿
轨迹控制实例分析—双柳矿
轨迹控制实例分析—杜儿坪矿
自2010年5月18日至6月10日，主孔1个、分支孔25 个，探顶6次，探底3次，试验总进尺2736m，主孔最 大孔深达到570m，分支孔最大孔深达246m。煤层平 均厚度4.08m、煤层陷落柱发育，陷落柱密度平均25 个/km2，其中仅主孔需在6个陷落柱煤层中定向穿行。
工具面向角对钻孔轨迹影响
倾角：θ、 方位角：α、 工具面：φ
马达弯造斜最大强度：A、 方位角增减分量：Asinφ、 倾角增减分量: Acosφ
0º（360º）
0º（360º）
270º
Acosφ
A
φ 90º
Asinφ
增斜： φ ↑ 降方位： α↓
270º
降斜： φ↓ 降方位： α↓
增斜： φ↑ 增方位： α↑
90º
降斜： φ↓ 增方位： α↑
180º
180º
倾角控制原理
假设设计倾角： 0º，则倾角控制在：- 2º~ 2º
上
1º -1º
1º -1º
下 2º
-2º
偏
2º
-2º
煤矿井下定向钻孔轨迹控制46页PPT
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—雨果
谢谢！
煤矿井下定向钻孔轨迹控制
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
井眼轨迹控制技术教案
油田技术－定向井工程师序列培训模块化教案（T2）1.培训对象：1.1.T1岗位员工；1.2.学历：2.教学课程题目：2.1.直井段产生井斜的原因；2.2.常规钻具组合、导向钻具组合的组成结构及应用；2.3.定向井轨迹控制要求及控制措施。
3.教学目标3.1.了解直井段产生井斜的原因；3.2.了解常规钻具组合、导向钻具组合组成；3.3.了解常规钻具组合、导向钻具组合在轨迹控制中的应用；3.4.了解直井段、造斜段、稳斜段、增斜段、降斜段、扭方位井段轨迹控制要求及控制措施。
4.重点常规钻具组合及导向钻具组合的结构及在轨迹控制过程中的应用5.培训课时：5.1.理论培训：24 小时5.2.实操训练：12 小时6.了解内容：6.1.定向井轨迹控制工艺流程；6.1.1.地质因素、钻具因素、井眼扩大对直井段井斜的影响；6.1.2.满眼钻具控制直井段井斜的原理及使用要求；6.1.3.钟摆钻具组合控制井斜的原理及使用要求。
7.掌握内容（重点）：7.1.定向井造斜工具的造斜原理；7.2.定向井轨迹控制应考虑的问题；7.3.组合和使用常规钻具组合实现增斜、稳斜、降斜轨迹控制；7.4.组合和使用导向钻具组合实现井眼轨迹控制。
8.实操训练：8.1.组合常规增斜钻具、稳斜钻具、降斜钻具8.2.组合导向钻具9.案例9.1.某口井造斜达到10度，需要组合增斜钻具进行增斜作业，要求增斜率达到2度/30米左右。
10.考核：10.1.笔试：10.1.1.直井段井斜产生的原因；10.1.2.满眼钻具控制井斜的原理；10.1.3.钟摆钻具控制井斜的原理；10.1.4.写出增斜钻具组合、稳斜钻具组合、降斜钻具组合的结构及各部分组合的长度；10.2.实操考试：按实操训练科目考核。
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螺杆钻具造斜原理
螺杆钻具能够进行定向钻进主要基于三个缘由： 一、螺杆钻具工作时钻头回转破碎岩石，而螺杆 外管及钻杆柱不回转； 二、可以连接不同角度的定向或可调弯外管；
三、可随钻进行倾角和方位的测量。
随钻测量系统
送水器
钻杆
上无磁钻杆
测量 探管
下无磁钻 杆
孔底马达和钻 头
高压送水胶管 通讯电缆 监视器
4:5
3
2.85
螺杆钻具造斜原理
螺杆钻具是一种把液体的压力能转换为机械能的 能量容积式正排量动力转换装置，主要由螺杆马达 （定子、转子）总成、万向轴总成、传动轴总成三大 部分组成。 采用螺杆钻具进行钻进，不需要钻杆旋转，泥浆 泵输出冲洗液进入螺杆马达，在马达进出口形成一定 压差，推动马达转子旋转，通过万向轴和传动轴将转 速和扭矩传递给钻头，从而达到碎岩的目的。
) cos(
i 1 i
80º 100º
280º
80º
降斜
稳斜
增斜
方位角控制原理
假设设计方位角： 330º，则方位角控制在：325º~ 335º
327º 332º 327º 332º 左 325º 335º 325º 335º 330º 右 偏 335º 335º 325º 325º 差 332º 327º 332º 327º 降方位
螺杆钻具弯接头必须指向正上方，通信线连接正常后： 开 新孔－>打开－>钻孔设计数据 “MK_1.xml” －>读数据
工具面向角修正
在以下情况时，必须校正工具面向角： （2）螺杆钻具与探管外管间任何一螺纹被卸开，后螺 纹涂胶重新拧紧后，具体方法：
螺杆钻具弯接头必须指向正上方，通信线连接正常后： 探管检测－>开始检测－>判断工具面值是否接近0o（360o） a) 若工具面值处于355o~0o（360o）~5o,无需修整工具面 b)若不接近，则：调整工具面－>校正工具面－>开始测量－ >保存
工具面向角270º 弯头向左
工具面向角90º 弯头向右
工具面向角180º 弯头向下
工具面向角对钻孔轨迹影响
倾角：θ、 方位角：α、 工具面：φ
马达弯造斜最大强度：A、 方位角增减分量：Asinφ、 倾角增减分量: Acosφ
0º （360º ）
Acosφ A
0ºnφ
钻孔轨迹计算方法
2 2 n i 1 i i 1 i Y Li cos( ) sin( 0 ) 2 2 i 1 n i H Li sin( i 1 ) 2 i 1
i 1
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煤矿井下定向钻进轨迹控制
定向钻进轨迹控制技术
1、螺杆钻具造斜原理 2、工具面向角对钻孔轨迹影响 3、钻孔轨迹控制原理 4、开分支工艺与重入分支孔工艺 5、钻孔轨迹控制实例分析
螺杆钻具造斜原理
钻头 传动轴 测斜仪 无磁钻杆 旁通阀 马达 万向轴
1.25O
外 径 mm 73 钻头 尺寸 mm 82 114 头 数 级 长度 数 m 重 量 kg 62. 5 排量 lpm 113 365 转 速 rp m 160 375 上紧 扭矩 Nm 1620 输出 扭矩 Nm 257 最大 过载 拉力 kN 89 最大 钻压 kN 27 最大 压降 kPa 2758
工具面向角修正
通缆钻杆 上无磁钻杆
探管外管
下无磁钻杆
孔底马达
钻头
上无磁—探管 外管接头
下无磁—探管 下无磁—马达 外管接头 接头
工具面向角对钻孔轨迹影响
螺杆钻具的“工具面向角”就是我们通常所说的马达“弯头”朝向。钻进 过程中通过改变弯头的朝向，使钻孔实现定向弯曲变化。
工具面向角0º （360º ） 弯头向上
钻孔轨迹控制原理
c）提钻开分支绕过钻进障碍区域：如：因顶板、底 板岩性较硬而进尺缓慢，陷落柱、断层附近煤层松散 破碎易卡埋钻，因与原钻孔串孔、煤层裂隙发育钻井 液漏失。当遇到以上情况时，应提钻至安全煤层区域 开分支孔绕过该区域。 d) 了解煤层真实走势：在实际钻进过程中，要求每 钻进一定距离将弯头方向调整为垂直向上，使钻孔快 速钻至顶板以确定出顶板所处的层位标高，然后后退 到合适位置开分支继续钻进，如此反复，再将两次探 顶点连线的延长线作为下一段钻进时的参考顶板，从 而保证钻孔尽量在煤层中钻进。
90º
270º
90º
180º
180º
倾角控制原理
假设设计倾角： 0º，则倾角控制在：- 2º~ 2º
上 下 偏 差 1º 2º -1º -2º -2º -1º 降斜 稳斜 增斜 1º 稳斜 降斜 稳斜 2º 2º 1º -1º -2º -2º -1º 增斜 1º 稳斜 0º
280º 260º 100º 260º
YHD1-1000随钻测量系统连接示意图
随钻测量系统
用于近水平定向钻孔施工过程中的随钻监测，可 随钻测量钻孔倾角、方位、工具面向角等主要参 数，实现孔口钻孔参数、轨迹的即时显示，便于 施钻人员随时了解钻孔施工情况，并及时调整工 具面方向和工艺参数，使钻孔尽可能的按照设计 的轨迹延伸。
工具面向角
工具面 ：定向钻进所用造斜钻具的两个轴线所确 定的平面，称为工具面。
350º
增方位
降方位
增方位
10º
190º
170º
降方位
增方位
钻孔轨迹控制原理
a）准确识别地层变化：根据矿方提供的煤层采掘工 程面图（含煤层等高线），分析出钻孔轨迹处煤层倾 角变化，结合实钻轨迹上下偏差、钻进前后返渣岩性 变化，判断出当前钻头处于煤层哪一层位（顶板岩层、 底板岩层、煤）。 b) 调整工具面使钻孔沿煤层钻进：根据地层变化， 应及时调整工具面来控制方位角变化，使钻孔轨迹在 水平面投影图上沿设计轨迹左右波动，在此基础上可 参考设计轨迹倾角值控制倾角变化，使钻孔尽量处在 煤层中延伸。
工具面向角 ：在孔底圆平面内，以圆心与圆周上 最高点连线为始边，顺时针转到工具面与孔底圆 平面的交线所转过的角度，以“Ω ”表示，介于 “0°～360°”。 螺杆钻具的“工具面向角”就是通常所说的马达 “弯头”朝向。钻进过程中通过改变弯头的朝向 ，使钻孔实现定向弯曲变化。
工具面向角修正
在以下情况时，必须校正工具面向角： （1）开新孔时，具体方法：