905-3001--大直径反井钻井新技术及装备
反井钻机
反井钻机发表于：2009-08-07 20:17:32 点击: 807低矮型系列反井钻机用途：适用于井下煤仓、暗立（斜）井，管路孔、电缆孔、溜煤孔、通风孔等施工作业特点：工作高度低、整体搬运、刚性好、承载能力大、稳定性好、装卸钻杆机械化。
型号：ZF YD1200 ZFYD1500 ZFYD2500 主要技术指标：钻机型号ZFYD-1200ZFYD-1500ZFYD-2500导孔直径(mm)200250250扩孔直径(mm)120015002500钻孔深度(mm)200100100钻杆直径(mm) 150200200导孔钻速(r/min) 0 ～350 ～350 ～35扩孔钻速(r/min) 0 ～170 ～170 ～12主轴扭矩(kN·m)10.7 ～21.522 ～4468.5 ～98许用最大推力(kN) 170222.5222.5拉力(kN)44011541470钻孔倾角(o)60o ～90o60o ～90o60o ～90o主机重量( 包括搬运车) （t ）3.656.59.41主机搬运尺寸（长宽高）（mm ）2160×940×15432309×1142×17042473×1420×2089主机工作尺寸（长宽高）（mm ）1915×1020×25002265×1245×27642690×1590×2900钻杆有效长度（mm ）100010001000钻孔偏斜率（% ）≤ 1≤ 1≤ 1电机功率（Kw ）62.5121166.5驱动方式全液压驱动全液压驱动全液压驱动随机钻杆长度（m ）505050低矮型系列反井钻机简介一、国产反井钻机类型及其特点反井钻机是一种机械化程度高、安全高效的反井施工设备。
尤其是用它钻凿煤矿的反井、井下煤仓、溜煤眼、延伸井筒及各种暗立井时可大大提高建设速度。
钻井新装备新工具现状及进展20140511--高向前
一 国外钻井装备发展现状钻机及配套（7）
连续管钻机
车载式CTDU
拖挂式CTDU
自走式CTDU
塔式CTDU
美国Stewart & Stevenson、NOV Hydra Rig、Nabors、Savanna等公 司走在研发和生产前列； 由不可下套管向可下套管方向发展； 由单一钻井方式向混合钻井方式（可常规钻杆钻井）发展； 由开环控制向闭环控制方向发展； 由陆地向海洋环境发展。
页岩气开发专用液压钻机
Schramm公司已经推出了用于页岩气开发的紧凑液压钻机。T500XD 钻机已 经在Marcellus和Utica区块页岩开发投入使用。该钻机大钩负载50万磅， 具有井间360°方向步进式快速移动性能，为自升式钻井。 钻机不单独依赖钻铤和钻杆总重量就可以精确控制钻压。动力头可以提供 35000 lb-ft扭矩，具有上提、下压8万镑液压能力。
一 国外钻井装备发展现状钻机及配套（13）
井口自动化工具
在钻机上配备井口自动化工具，以提高作业效率，降低作业风险，已成
为全球越来越多供应商和客户的共识，海洋作业尤其如此。
NOV管子排放系统
NOV铁钻工
一 国外钻井装备发展现状钻机及配套（14）
钻井液振动筛
向高抛掷指数方向发展
目前国外主要振动筛生产厂家生产的直线振动筛的G力在5.4~7.3 Gs之间，平动椭圆振动筛G力一般在5.7~6.1 Gs之间，以上两种振动 轨迹、大筛网面积振动筛抛掷指数已经达到8Gs。 通过把直线振动筛 的G力从5 Gs增加到7 Gs，振动筛的处理能力增加45%，油田实践表明 应用高抛掷指数解决方案可减少50%的泥浆费用。
钻机模块吊装现场图
大直径超深竖井成套施工技术
大直径超深竖井成套施工技术边振辉【摘要】思山岭铁矿混合竖井净直径10 m,井深1355 m.井筒施工采用600 t大荷载型亭式凿井井架,1套双钩和1套单钩提升,YSJZ-6.12型6臂液压伞形钻架凿岩,HZ-6B型中心回转式抓岩机装岩,MJY型整体和马头门异形金属模板砌筑井壁等立井机械化施工成套装备;以及与井深或岩层状况相适应的单双层钢筋或钢纤维混凝土等不同支护形式和掘砌工艺技术,顺利完成了国内首个大直径超深竖井施工.【期刊名称】《建井技术》【年(卷),期】2018(039)005【总页数】6页(P1-6)【关键词】大直径超深竖井;施工技术;亭式井架;液压伞形钻架;支护形式【作者】边振辉【作者单位】本溪龙新矿业有限公司,辽宁本溪 117200【正文语种】中文【中图分类】TD262.1+11 工程概况本溪龙新矿业有限公司思山岭铁矿是目前我国在建的超大规模、超深井铁矿项目之一。
矿山开拓系统由7个直径6～10 m、深度超过1 200 m的竖井群组成。
其中，混合井直径10 m，深度1 355 m，是目前国内第1个已完工的超大直径、超深竖井。
思山岭铁矿混合井由中国恩菲工程技术有限公司设计，它承担矿山矿石、人员、设备和材料的提升任务。
井筒净直径10 m，井口标高+215 m，井底标高-1 140 m，井深1 355 m。
井筒配置3套提升系统，即1套主提升，2套副提升。
主提升为38 t双箕斗，互为配重。
2套副提升，1套为8 000 mm×3 500 mm双层罐笼，配平衡锤；另1套为1 200 mm×900 mm交通罐，配平衡锤。
井筒采用空心方钢罐道。
井筒内布置2根φ299 mm排水管，1根φ219 mm供水管，1根φ219 mm供压气管和1根φ114 mm排泥管，并铺设有电缆。
井筒设有+187和-1 080 m中段等12个单侧马头门、-480 m中段1个双侧马头门，以及1个-1 140 m水平井底粉矿回收马头门。
大直径工程井气举反循环钻进施工问题与改进
大直径工程井气举反循环钻进施工问题与改进由河南省煤田地质局自主研发的Φ219.1/168.3mm大口径气举反循环钻具已成功应用于大直径工程井钻井施工，并取得了良好效益。
由于该规格钻具属国内首创，在首次生产试验过程中曾出现一些问题和不足，本文分别从气道短路、气水龙头漏浆漏气及岩心堵塞等几个方面作详细阐述，以供同行参考借鉴。
标签：大直径工程井气举反循环气道短路漏浆岩心堵塞由河南省煤田地质局自主研发的Φ219.1/168.3mm大口径气举反循环成套钻具已成功应用于大直径工程井施工，并取得了良好的经济和社会效益。
从平煤十矿瓦斯抽排井生产试验现场应用情况来看，同等条件下钻进速度较正循环提高了74.3%，携岩效果及钻孔质量较正循环均有大幅提升。
尽管如此，种种原因导致现场使用过程中仍然发现存在不少问题及需要改进的地方，下面分别从气道短路、气水龙头漏浆漏气及岩心堵塞等几个方面对其作详细阐述。
1气道短路现场气举反循环钻进正常运行一段时间后，逐渐开始出现泥浆上返流量减小，空压机工作压力降低，上返岩屑粒径减小，钻效降低等状况。
初步分析认为随着钻孔加深，空压机风压、风量逐渐不能满足气举要求，遂换上额定风量21.7m3/min的复盛PESG760型空压机，起初泥浆上返量得以恢复正常，上返岩屑粒径也有所增大，钻效上升明显，但很快上述不良状况依旧出现。
综合分析认为钻效降低与空压机并无直接关系，极有可能在双壁钻具处出现气道短路，导致压差降低，反循环效果不佳。
起钻后对钻具、钻头展开仔细检查，对可能原因逐一排除。
很快发现气举反循环双壁钻具内管接箍外螺纹损伤明显，外管联接内管接箍处内螺纹甚至被磨平。
由图1双壁钻杆联接结构图可以发现内管接箍上端面与外管下端面之间存在一定间隙（约8mm），这一间隙的存在为双壁钻具内管接箍倒扣提供了空间，由于该扣是一种锥形扣，一旦发生倒扣，螺纹牙间接触面积减小（如图2），螺纹牙尖部分发生应力集中，形成疲劳破坏。
大口径气举反循环钻井技术的研究
设备选择 、 异常事故分 析与对策 以及施工注意事项等 多方面内容做 了详细介 绍， 旨在拓 宽该钻 井技术 的应
用领域 。 关 键 词 ： 口径 ； 举 反 循 环 ； 井 技 术 ； 究 大 气 钻 研 中图 分 类 号 ： １． Ｕ４ ８ ６ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ９— ８ Ｘ（０ ２ ０ — ０ ４ ４ １ ０ ２ ２ ２ １ ） ２ ０ ２ —０
地 质 装备
配置 或 简化 了泥浆 系统 ， 简化 了操 作 。 也 （） ６ 气举 反循 环 钻进 时 ， 屑是从 钻 杆 内上 返 到 岩 地 面 上来 的 ， 不 和 井 壁 发 生接 触 ， 它 因此 ， 屑 不 会 岩 渗 入 含水 层 ， 能保 持 地下 含 水层 的孔 隙率 。 （） ７ 钻头 是在 净 化后 的 钻井 液 中工作 ， 作 条件 工
展。
２ 工作 原 理及 特点
图 １ 转 盘钻 机气 举 反 循 环 工 作 原 理 图
１ 气 水 龙 头 ；．空 机 ；．转 盘 ；．孔 【管 ； ． ２ ３ ４ ｌ 】 ５ 双 壁 钻 杆 ；．气 水 混 合 器 ；．普 通 单臂 钻 朴 ； ． ６ ７ ８ 加 重 钻 杆 ；．反 循 钻 头 ；０ ． ９ １．水 源 地
钻具 密封 不严 而影 响 正 常 工 作 ， 不 存 在 损 坏水 力 也
（） １ 钻井 液 携 带 岩 心 上返 速 度 快 而 且 连续 取 心 机械 的气 蚀现 象 。
钻进 ， 幅 度 地 提 高 了 纯与 正 循 环 钻 进 相 比 ， 械 钻 速 约 可 增 ｌ Ｌ 机 ０
进 的难 题 。 ３ 器 具研 发 和设 备 的选 择
３ １ 双 壁 主 动 钻 杆 ．
大朝山水电站反井钻井施工技术
大朝山水电站硬岩中反井钻井施工技术摘要为加快大朝山水电站建设，在尾水隧洞、尾调室、地下厂房和压力管道施工中，采用反井钻机快速钻凿大口径通风竖井，为洞挖工程创造良好施工条件。
本文介绍LM-200型反井钻机工作原理和施工情况。
关键词水电站反井钻机通风竖井1 概况大朝山水电站是澜沧江中下游河上的又一座大型梯级电站,位于滇西云县和景东交界处, 在漫湾水电站下游。
电站枢纽工程主要包括拦河坝和地下厂房系统。
拦河坝为碾压混凝土重力坝,坝顶高程906.0m,最大坝高118.0m,坝顶长481.0m。
水库总库容9.4亿m3,调节库容3.67亿m3,为季调节水库。
水电站装6台22.5万kW水轮发电机组,总装机容量为1.35kW。
小湾电站建成前保证电力为36.31万kW,年平均发电量为59.31亿kW/h。
小湾电站建成后, 保证电力72.35万kW,多年平均发电量为70.21亿kW/h。
大朝山水电站尾水隧洞是电站的重要建筑物,包括出口土石方明挖和支护、闸门启闭机安装、两条尾水隧洞石方洞挖和混凝土衬砌、通风竖井等工程。
两条尾水隧洞分别为1362.3 m×φ17m和1258.9m×φ17m。
施工长大尾水隧洞期间，通风成为制约进度的关键之一，为此，在施工支洞附近设计四条通风竖井，深度从95～140m。
竖井施工，特别是小断面竖井施工难度大。
前期曾采用人工正井法开挖，工程进展缓慢，制约了尾水隧洞主体工程进度，为此，将原通风竖井人工正井法改为反井钻机法机械施工，以加快竖井施工速度，为主体工程施工创造良好条件。
自1997年10月反井钻机进场至1998年9月，先后完成尾水隧洞、厂房、尾调室通风竖井6条和压力管道1条，总钻孔深度825.07m。
2 工程条件尾水隧洞通风竖井布置在施工支洞和主洞相交位置附近，上部在厂区公路边，那戈河两侧。
岩石主要为玄武岩，夹部分凝灰岩，为Ⅲ到Ⅴ围岩，地质条件相对简单，但由于那戈河的影响，水文条件较复杂。
大直径竖井钻井工程技术发展分析,科技与创新.doc
大直径竖井钻井工程技术发展分析，科技与创新，付鸿雨苏伟摘要：随着我国社会经济的不断发展，能源需求量日益增加，行业技术也在此过程中得到了长足的发展，与当前的行业技术相比，大直径竖井钻井工程技术水平相对比较落后。
对此，对大直径竖井钻井工程技术的现状进行了分析，并展望了其未来的发展。
关键词：大直径竖井；钻井工程；钻井技术；能源中图分类号：P634 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）14-0015-01大直径钻井采用刀具破岩钻井，一般以泥浆作为洗井液进行循环洗井，洗井液在重力的作用下进行护壁工作，最后结构物支护岩帮并固井。
随着科学技术的发展，大直径钻井工程技术振动噪声大、设备结构复杂和容易发生故障等不足越来越明显。
为了适应新时代的发展需求，保证钻井工程技术水平得以不断提升，这就需要提供全新的理念，对大直径钻井技术的发展进行展望。
1 大直径竖井钻井的工作原理大直径竖井钻井在钻进时，钻头部分重量加到刀具上，把刀具压入地层，使转盘在方钻杆的带动下，转头旋转破碎工作面，通常在井筒的直径超过4 m时，采用多次扩孔的钻进方式，以减少设备的功率和质量；钻头破碎下来的岩碴由洗井液冲到吸收口被吸入钻杆，经钻杆、水龙头和排浆管排入沉淀池进行沉淀；压缩气体是洗井液的循环动力，洗井液对钻井井帮有支护作用，在表土层中，护壁作用十分重要，常常作为选择洗井液材料的主要依据。
在井筒钻至设计的直径和深度后，通常在井口联结后将地面预制好的井壁下沉到井内；然后通过壁后注浆，填充井壁与井帮之间的缝隙；最后排除井筒内的水，这样整个钻井工程就完成了。
详情见图1.2 大直径竖井钻机在我国的发展现状2.1 钻井工程的发展我国在20世纪50年代初期才开始研究钻井法凿井技术，大致可以分为3个发展阶段：第一个阶段，是采用石油钻机对200 m以内深度的表土进行钻凿；第二个阶段，是对煤矿专用的大直径钻井机进行开发研制，并推广使用到表土比较厚、深度在200～300 m之间的矿井中；第三个阶段，是研究兼有钻凿表土和岩石、深度在300～1 000 m的大直径井筒，钻井技术朝着大直径、大深度的方向发展，钻机能力也有了历史性的飞越。
反井钻机施工及其应用
反井钻机施工及其应用国产反井钻机在水电工程的应用谭金龙马绍龙摘要：反井钻机导井施工方法于1950年在北美首先发展，60年代中期，反井钻机导井施工方法在欧洲，特别是德国开始受到欢迎。
我国自70年代开始研制反井钻机，并先后在媒炭和冶金系统中应用，1992年水电系统第一次引进反井钻机，在十三陵抽水蓄能电站的出线洞、调压井和高压管道斜井等工程上，使用反井钻机进行导井法施工，并取得了高效、安全、优质、经济的效果。
水电十四局是较早应用、探索反井钻机导井施工的水电施工企业，5年来对反井钻机的应用，特别是国产反井钻机的应用进行了深入、全面的探索，并取得了一定的经验。
关键词国产反井钻机导井施工方法水电工程应用一、前言1、反井钻机概述反井钻机导井施工方法于1950年在北美首先发展，60年代中期，反井钻机导井施工方法在欧洲，特别是德国开始受到欢迎，当时反井钻机钻孔直径为1.2m，深度为150～200m；而到70年代初期，钻孔直径可达2.0～2.4m，钻孔深度可达250～500m；发展到今天，世界上已有众多厂家生产反井钻机，典型的有美国罗宾斯公司，可提供28种型号的产品，钻孔直径为 1.2～6.0m，钻孔深度可达900m，德国维尔特公司生产的HG100、160、210、250、330SP系列，钻孔直径从1.4～6.0m，钻孔深度高达1000m。
我国自70年代开始研制反井钻机，并先后在媒炭和冶金系统中应用，产品多集中于小直径扩孔的反井钻机，典型产品有苏南煤机厂生产的LM －90～300系列、长沙矿山研究院生产的TYZ1000～1500系列及西北有色冶金机械厂生产的的AF-2000等，钻孔直径为0.9m～2.4m，钻孔深度可达250m。
1992年水电系统第一次引进反井钻机，在十三陵抽水蓄能电站的出线洞、调压井和高压管道斜井等工程上，使用反井钻机进行导井法施工，并取得了高效、安全、优质、经济的效果。
此后反井钻机又在河南小浪底水利枢纽工程、山西万家寨引黄入晋工程、云南大朝山水电站等使用。
905-3002--年产千万吨级矿井大型提升容器及安全运行保障关键技术
2015年度国家技术发明奖推荐项目公示材料项目名称：年产千万吨级矿井大型提升容器及安全运行保障关键技术推荐单位：中国煤炭工业协会项目简介：煤炭是我国主体能源。
国家规划建设的14个大型煤炭基地中一批大型立井年产能力已达1000万吨。
矿井提升容器作为煤炭资源开采时输送煤炭、人员、设备和物料的关键装备，立项前存在着载重小、高速运行失控的恶性事故隐患突出等问题，严重制约了大型矿井的生产能力。
国家《“十一五”重大技术装备研制和重大产业技术开发专项规划》明确提出要“重点研制年产千万吨级煤矿大型提升系统”。
本项成果在国家863计划、国家自然科学基金、江苏省科技成果转化专项资金等项目的资助下，开展了千万吨级矿井大型提升容器及安全运行保障系统研究，产学研联合自主创新，突破了一系列技术难题，取得以下重要技术发明：1、研发了大型提升容器，使我国超大空间、超强载重能力提升容器的设计理论与制造技术取得重要突破，从根本上打破了建设千万吨级矿井受制于提升容器装载能力严重不足的技术瓶颈。
大型箕斗单次输送量从过去30t提高到50t，大型罐笼单次输送量从过去30t提高到58.5t，单次载人数从70人增加到358人，输送设备的大小（长×宽×高）从过去限于5m×2.5m×3.5m增大到8.5m×3.8m×4.5m，罐笼停车误差补偿能力由过去的40mm提高到175mm，满足了千万吨级矿井原煤和大型设备提升运输的需要。
2、发明了大型提升容器运行状态监测技术，解决了复杂矿井环境下提升容器驱动系统缠绳旋转体状态信息的提取与无线传输等技术难题。
实现了大型提升容器运行故障诊断的三级报警，准确率达98%以上，为大型容器重大恶性事故预防提供了技术支撑。
3、发明了大型提升容器安全运行保障系统，解决了大型提升容器恒减速安全制动、高速重载摩擦防滑等技术难题，为矿井大型提升容器高速重载运行提供了安全保障。
最新钻井新技术介绍
最新钻井新技术介绍随着科技的不断发展，石油和天然气行业的钻井技术也在不断创新和突破。
这些最新的钻井新技术在提高石油和天然气产量的同时，也能够减少环境污染和安全事故的发生。
首先，我将讨论一种被广泛运用的新技术——水平井钻探。
传统的垂直钻井只能取得较小的钻井范围，而水平井钻探则可以利用水平井眼，沿着地层进行钻探。
这种技术通常应用于页岩气和致密油开采。
通过水平井钻探，可以最大限度地提高天然气和石油的产出率。
其次，我将介绍一种智能钻井技术——自适应控制系统。
这是一种基于人工智能的钻井技术，通过高精度的测量和数据分析，可以实时调整钻井参数，以优化钻井过程。
自适应控制系统能够增强井口安全和钻井效率，并减少人为操作的错误。
这种技术的出现，大大提高了钻井的自动化程度和稳定性。
接下来，我将讲述一种绿色钻井技术——钻井废料无害化处理技术。
传统的钻井废料处理通常使用化学品，对环境造成污染。
然而，最新的钻井废料无害化处理技术利用生物降解和物理处理的方法，将废料转化为无害物质，减少了对环境的影响。
这种技术不仅提高了钻井过程的可持续性，也符合环保要求。
最后，我将谈论一种新兴的钻井技术——超临界二氧化碳钻井。
超临界二氧化碳钻井是一种利用超临界状态下的二氧化碳作为钻井液的技术。
相比传统的钻井液，超临界二氧化碳钻井具有更低的粘度和更高的溶解力，可以更好地清洁井眼，提高钻井速度。
此外，超临界二氧化碳钻井还可以减少地下水污染风险，是一种环保型的钻井技术。
总而言之，随着科技进步和环保意识的提高，石油和天然气行业的钻井技术也在不断创新。
水平井钻探、自适应控制系统、钻井废料无害化处理技术和超临界二氧化碳钻井都是最新的钻井新技术。
这些技术在提高产量的同时，也能够减少环境污染和提高钻井安全。
随着这些新技术的不断推广和应用，石油和天然气产业将进入一个更加可持续和环保的发展阶段。
国内外钻井新技术
国内外钻井新技术近年来，随着技术的不断进步和创新，钻井行业也在不断发展和改进。
国内外的钻井新技术为石油行业带来了一系列的变革和突破，提高了井下作业效率和安全性，同时也为石油资源的开发和利用提供了更多可能。
本文将介绍一些国内外的钻井新技术。
一、方向钻井技术方向钻井技术是一种将钻孔轨迹控制在特定方向上的技术。
通过控制钻头的转向和位移，可以实现沿着特定曲线或弯曲路径钻井。
方向钻井技术不仅克服了地下环境复杂、井筒曲率大的困难，还可以实现多井平台共井探采、延伸井筒水平段等操作。
随着电子技术的发展，方向钻井技术的应用范围越来越广，包括水平井、水平井作业、多级水平井等。
这些技术在增加生产量和提高油井效率方面发挥了重要作用。
二、超深井技术超深井技术是指在3000米以上的井深范围内进行的钻井活动。
随着石油产量的减少和需求的增加，油气资源的勘探正逐渐向更高的深度延伸。
超深井技术的发展为深水勘探和开发提供了技术支持。
超深井技术不仅需要解决高温、高压等环境带来的挑战，还要应对地质条件复杂、井筒稳定性差等问题。
目前，超深井技术已经在国外许多油气领域得到应用，为石油产业的进一步发展提供了可能性。
三、无人化作业技术无人化作业技术是指通过自动化和遥控技术，实现钻井过程的机械化、自动化和智能化。
这种技术可以有效降低作业风险，提高作业效率，同时减少人力资源的消耗。
通过无人化作业技术，可以实现钻头的自动定位和导航、钻井过程的自动监控和调整等功能。
无人化作业技术已经在国外得到广泛应用，不仅提高了作业效率，还减少了事故和人员伤亡的风险。
四、密封技术密封技术是保证井眼、井口等部位的密封性能，防止井筒变形、渗漏等问题的技术。
密封技术是钻井过程中的重要环节，直接影响到井筒的稳定性和效果。
随着深水、超深水钻井的推进，密封技术的研究和应用变得尤为重要。
密封技术的发展可以通过新材料、新密封技术以及更精确的施工操作来实现。
目前，国际上已经开展了一系列的研究，提出了一些创新的密封技术方案。
大直径钻孔“以孔代巷”上隅角瓦斯治理技术研究
大直径钻孔“以孔代巷”上隅角瓦斯治理技术研究
李栋龙
【期刊名称】《西部探矿工程》
【年(卷),期】2022(34)12
【摘要】为解决综采工作面上隅角瓦斯积聚超限的问题,提出了超大直径钻孔技术来治理采空区上隅角瓦斯超限问题,阐述了超大直径钻孔治理上隅角瓦斯技术原理。
以曹家山矿80103工作面为工程背景,采用大直径钻孔瓦斯抽采技术对采空区上隅角瓦斯进行抽采,并利用数值模拟软件对不同抽采负压及钻孔直径下钻孔瓦斯流量
进行分析,确定最佳抽采负压为-30kPa,最佳钻孔直径为130mm。
确定施工参数后对大直径钻孔抽采瓦斯抽放进行工业化试验发现,当使用大直径钻孔进行上隅角瓦
斯抽采时,上隅角瓦斯浓度维持在0.2%,抽放效果较佳。
并对其抽采效果进行验证,
为矿井地质条件相类似工作面上隅角瓦斯治理提供参考与借鉴。
【总页数】3页(P135-136)
【作者】李栋龙
【作者单位】太原市宏宇煤炭技术咨询有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD712
【相关文献】
1.高抽巷瓦斯抽采与上隅角瓦斯治理技术研究
2.超大直径钻孔"以孔代巷"治理上隅角瓦斯技术
3.大孔径"以孔代巷"高位定向裂隙带抽采钻孔瓦斯治理技术研究
4.大
直径钻孔"以孔代巷"上隅角瓦斯治理参数优化及应用5.大直径定向钻孔以孔代巷上隅角瓦斯治理研究
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大直径反井钻机及反井钻进技术
随着我国煤矿井工开采技术水平进步 , 单一工 作面的产量大幅提高 , 局部通风量要求很大 。但目 前矿井多采用集中风井通风方式 , 通风距离长 , 风 阻大 , 风量损失严重 , 成为安全生产隐患 。建立独 立通风井正成为煤矿井巷布置的新趋势 , 快速建设 采区风井成为需要解决的重要施工技术问题 。井筒 工程一般采用普通法凿井施工 , 需要工作人员下到 井筒内进行打眼、放炮 、出渣、支护等作业 , 安全 条件差 、工作环境艰苦 、占用场地大 。采区风井井 筒工程下部巷道一般已施工到位 , 可采用反井钻机 快速施工 。采用反井法施工井筒 , 工作人员不再下 井施工 , 安全和工效可以大大提高 。近几年大直径 反井钻机和反井钻井技术取得一定进步 , 初步具备 反井钻机直接施工采区风井的能力 。
550 1 250
64
主机功率 / kW 转速 / ( r·min - 1 )
钻孔倾角 / ( °)
12815 20～30 60～90
3153 × 工作尺寸 /m ×m ×m
1175 ×3148
310 × 运输尺寸 /m ×m ×m
114 ×117
主机质量 / t
817
270 210 400 228
cording to the key technology of the la rge diam eter ra ise boring machine, the pape r ana lyzed and introduced the techn ica l param eters of the large diame ters of the ra ise boring machine, ma in machine system and drilling tools system. The paper introduced the developm ent and manufac turing of the ra ise boring machine in China with the project construction cases. Key wor ds: raise bo ringm achine; ra ise boring; m ine ventila tion shaft; m ine la rge diamete r shaft
钻探新技术与新工艺介绍
钻探新技术与新⼯艺介绍钻探新技术、新⼯艺介绍⼀、⾦刚⽯取⼼跟管钻进技术⼆、不提钻换钻头技术三、潜孔锤取⼼跟管钻进技术四、喷反钻具取⼼技术⼀、⾦刚⽯取⼼跟管钻进技术项⽬提出的背景：覆盖层钻探是主要的技术难题，特别是孔壁的坍塌问题。
“九五”国家科技攻关项⽬：⾼坝⼯程快速勘测“钻探新技术开发和应⽤”。
专题：“冲击式⾦刚⽯取⼼跟管钻进技术研究”。
（国电三等奖）（⼀）概述1、作⽤：实现在钻进过程中跟进套管，即：不提钻下套管2、适应地层：该套钻具适⽤于河床砂卵砾⽯层、冰积、滑坡等堆积层、第四系覆盖层和断层破碎带等钻进困难的复杂地层。
能够有效地预防孔壁坍塌、掉块、冲洗液漏失等孔内事故。
（⼆）复杂地层分类:1、坍塌掉块的地层:砂卵砾⽯层、堆积体、松散⼟层、缩径的地层等。
2、冲洗液漏失的地层:裂隙发育的地层,有洞、孔、地下暗河等的地层。
（三）造成复杂钻孔的因素1、地质因素: 岩⽯的性质、地质构造运动、风化作⽤、地下⽔作⽤等。
2、技术因素(外界因素): 过快的起下钻、过⼤的钻进压⼒、冲洗液的性能调节不好、钻孔结构不合理等。
孔内事故造成坍塌、埋钻、断钻等。
（四）下套管⽅法1、常规下套管法2、放炮下套管法3、管鞋钻头下套管法4、潜孔锤下套管法5、绳索取⼼下套管法6、双回转器下套管法等下套管的⽅法传统下套管⽅式：钻进⾄预定孔深后，将孔内钻杆钻具提⾄地表，⽅可向孔内下⼊套管。
问题：①钻进过程中，钻孔是裸露的，没有套管护壁。
②下套管困难或根本⽆法下⼊孔内，因为孔壁裸露太久，已坍塌。
跟管钻进法：边钻进，边下套管；套管随着钻进⽽跟进。
①同步连续跟进：套管跟进与钻进完全同步。
现今空⽓潜孔锤跟管钻进就是属于这⼀类。
②间隙跟进：每钻进数⽶后，停⽌钻进，然后将套管延伸数⽶。
冲击式⾦刚⽯跟管钻进技术属于这种。
同径跟管钻进（简称跟管钻进）：它是通过采⽤跟管钻具在套管下部钻进，钻孔直径略⼤于套管，套管靠其重⼒作⽤⾃动向孔底延伸。
它可以实现长孔段跟管，适⽤范围也⼴，是研究得最多的⼀种跟管钻进⽅法。
钻井完井新技术及应用实例介绍
03
钻井完井新技术的优势 与挑战
钻井完井新技术的优势
提高钻井效率
新型钻井技术能够显著提高钻 井效率，缩短钻井周期，降低
钻井成本。
降低环境污染
新型钻井技术能够减少钻井过 程中的环境污染，如减少废水 和废气技术，成功开发了一片低渗透油田， 提高了油气产量，取得了良好的经济效益。
欠平衡钻井技术
欠平衡钻井技术是指在钻井过 程中，使地层流体流入井筒并 保持欠平衡状态的钻井技术。
该技术能够减少压差卡钻等事 故的发生，提高钻井安全性。
欠平衡钻井技术需要解决地层 流体控制、压力监测等技术问 题。
旋转导向钻井技术
利用导向工具进行精确的钻孔 轨迹控制。
钻井完井新技术的重要性
提高钻井效率
保护地层
新技术的应用可大幅提 高钻井效率，降低成本。
新技术的应用可有效减 少对地层的伤害，提高
油气采收率。
精确控制
新技术的应用可以实现 钻孔轨迹的精确控制，
提高工程质量。
拓展应用范围
新技术的应用可拓展钻 井工程的应用范围，为 油气勘探开发提供更多
自动化钻井装备
研发自动化钻井装备，如自动钻机、 智能钻头等，减少人工干预，降低劳 动强度，提高钻井作业的连续性和稳 定性。
新材料和新工艺的应用趋势
高强度材料
研发高强度、高耐磨性的新型材料，用于制造钻头、钻杆等关键部件，提高钻 井设备的耐久性和可靠性。
新型钻井液
研究环保、低毒、高效的钻井液，降低对环境的污染，提高钻井作业的安全性。
提高钻井效率和降低成本的趋势
超大直径盾构掘进新技术及应用提名公示
超大直径盾构掘进新技术及应用提名公示一、引言近年来，随着城市化进程的不断推进，越来越多的地下空间被开发和利用，因此盾构掘进技术也得到了广泛应用。
作为一种高效、安全、环保的掘进方法，盾构已经在各个领域得到了广泛应用。
而在超大直径盾构方面，为了满足更大直径的掘进需求，新技术的开发与应用也变得尤为重要。
本文将介绍一些超大直径盾构掘进新技术及其应用，以提名公示。
二、超大直径盾构掘进新技术1. 硬岩掘进技术由于超大直径盾构在掘进过程中需要克服的地质条件和岩石硬度较大，因此硬岩掘进技术成为了关键。
一种常用的技术是采用硬岩刀盘机头，利用高压喷射水或钻头同时作用于掘进面，以增加刀具的破碎效果。
同时，结合电动液压系统，可以实现对刀具的自动控制和监测。
2. 多盾片技术为了应对超大直径盾构掘进过程中所需面对的高地应力和良好支护的要求，多盾片技术应运而生。
该技术通过增加盾片数量，分散地应力，提高盾构对地层的稳固性。
此外，多盾片技术还可以增加盾构机械的灵活性和适应性。
3. 自适应刀盘转速控制技术超大直径盾构在掘进中面临的地质条件复杂多变，因此需要根据实际情况调整刀盘转速以实现更高的掘进效率。
自适应刀盘转速控制技术可以根据盾构前进速度、刀具磨损程度等参数，自动调整刀盘的转速，以达到最佳的掘进效果。
4. 先导孔爆破技术为了提高超大直径盾构在复杂地质条件下的掘进效果，先导孔爆破技术的应用变得越来越重要。
通过在预先钻穿地层的孔洞中放置合适的炸药，可以实现对地层的破碎和刺激，为盾构的掘进提供良好的条件。
三、超大直径盾构掘进新技术的应用1. 地铁建设拥有超大直径盾构的地铁线路建设不仅可以提高人流交通的效率，还可以减少城市地面交通拥堵问题。
超大直径盾构掘进技术在地铁建设中的应用，可以实现快速、安全、高效的掘进，减少对周边环境的干扰。
2. 水下隧道建设水下隧道建设是一项技术难度较高的工程，利用超大直径盾构技术可以有效解决这个问题。
超大直径盾构的应用可以极大地减少施工对水体的影响，从而实现对浅海地区的快速、安全、高效的掘进。
反井钻机施工工艺
第一章反井钻机选择煤矿、金属矿和非金属矿、水电站和蓄能电站、人防工程、交通、铁路和隧道、军事工程等地下工程施工环境、工程参数（深度、直径和倾角等）、地质条件（岩石岩性、硬度、抗压强度、构造等）千差万别；如何正确地配备合适的施工机具、制定先进的施工工艺、合理选择各种参数、落实可靠的安全措施是反井钻井施工成败的关键。
第一节反井钻机选型1．设备选择的依据根据竖井或斜井施工的综合条件，在确定采用反井钻井法施工后，即要开始选择反井钻机和配套设备及工艺选择。
选择设备主要依据是：（1）工程条件。
主要包括工程性质、用途、主要技术参数（井孔深度、终孔直径、井孔倾角度等）、相关工程状况。
根据施工井筒的深度和倾角等要求，结合现有设备及市场情况确定钻机。
（2）地质条件。
包括岩石的物理力学性质、岩体产状、主要地质构造及参数、水文地质条件等。
对于深孔、斜孔，应有钻孔位置的勘探孔资料和地质柱状图。
根据施工井位的地质构造及岩性，确定冲洗液为泥浆或清水，从而选择用泥浆泵或水泵。
（3）施工条件。
运输条件，吊装条件以及供电、供水情况。
根据井位供电、供水、运输及井位下水平巷道开通情况确定钻机的类型。
一般在井位处应有供电、供水，具有钻机工作空间，在下水平巷道开通的情况下，选择上扩法施工，应选择上扩类全断面反井钻机。
在煤矿多选择电驱动液压反井钻机。
2．可行性分析和风险评估对工程施工条件进行分析，包括上下水平隧道是否形具有运输、出渣、供水、供电、通风等生产系统；对地质条件进行分析，分析围岩在反井钻井施工过程中和扩孔期间能否稳定，不发生较大的涌水和塌方，造成钻孔堵塞和下部设施淹没。
因为在反井施工期间，无法进行支护，若围岩不能自稳，发生塌方，将会堵塞钻孔，造成事故；对施工位置安全状况进行分析，包括交通运输、通风、隧道支护情况及稳定情况、洪水、有害气体等是否对施工人员和设备伤害程度。
综合以上分析，以确定是否具有采用反井钻机施工可能。
3．反井钻机选择3.1 钻孔参数的确定工程本身已确定了钻孔深度和倾角，还要确定扩孔直径。
大直径暗立井反井一次成井施工技术
在 硐 顶 安 装 多 组 吊运 锚 索 等 方 法 ， 在施 工 中 合 理 布 置 稳 定 钻 杆 、 严格 控制钻进 参数 ， 反 井 一 次 成 井 技 术 能
够实现大直径暗立井安全经济高效施工 。 关 键 词 ：暗 立 井 ；反 井 钻 机 ；高 效 施 工 ；一 次 成 井
中 图分 类 号 ：Ｔ Ｄ２ ６ ２ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ ４ — ４ ０ ５ １ （ ２ ０ １ ８ ） ０ １ — ０ １ ２ ３ — ０ ４
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａｉ ｍｉ ｎ ｇ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ｌ ｏ ｗ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ａ ｎ ｄ ｐ ｏ ｏ ｒ ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ
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2015年度国家技术发明奖推荐项目公示材料
一、项目名称
大直径反井钻井新技术及装备
二、推荐单位
中国煤炭工业协会
三、项目简介
反井是指地下采矿连接不同水平巷道的暗竖井，是重要的井巷工程，一般采用由下向上的施工方法，反井是施工难度最大、风险最高工程，以往反井钻机只能钻凿直径较小的溜渣孔，解决溜渣孔施工的安全问题，但爆破刷大的安全问题依然存在。
近年来反井概念有了很大拓展，泛指煤矿、金属、非金属采矿具有下部巷道通向地面的井筒，以及包括军事等其他地下工程中井筒。
这些工程施工都需要工人在井筒内复杂条件下进行钻爆作业，塌方、涌水、瓦斯、设备等经常造成伤亡事故，每年井筒掘进消耗炸药约5.5万吨，向大气中排有毒气体550万m3及大量粉尘。
因此，需要研究安全、排放少的新技术及装备，本项目提出反井钻机一次钻成大直径井筒新工艺，钻孔直径从1.5m到5.0m，岩性从以沉积岩为主的煤矿软岩地层（普氏系数f<8），到水电、交通的火成岩以及铁矿的高强度变质岩（f>25），需要提高机械破岩效率和寿命；钻孔深度从100m到600m，钻孔偏斜控制需要从现在1.0%降低到0.5%；从垂直孔到抽水蓄能电站大倾角斜井（50°）的钻井工艺，以及大直径钻孔带来的井帮稳定控制安全等问题，解决了从反井“钻孔”到“钻井”的技术难
题。
本项成果是科技部科研院所专项研究开发资金项目、北京市重大科技成果转化落地培育项目、发改委煤矿深井建设技术国家工程试验室建设及多项煤炭、水电研究项目成果的创新与集成。
项目取得多项创新成果：1、创造性提出了反井钻机钻凿大直径井筒新技术，研制出一次钻孔直径达到5m，钻进深度600m的大直径系列反井钻机；2、突破了反井镶齿滚刀破碎坚硬岩石刀具寿命低磨损快的技术瓶颈，使反井钻井能够适应不同类型地下工程所遇到的各类岩石；
3、形成了多种反井钻井工艺，创新反井钻井偏斜控制，大直径井帮稳定控制、反井钻井安全控制技术和理论；
4、研发出新型钻具结构形式，新型锯齿形螺纹解决了传递大扭矩、大拉力钻杆可靠联接问题，组装式大直径扩孔钻头解决井下运输和组装及稳定运行难题；
5、首次采用反井钻井法钻成直径5.3m，深度近500m的煤矿井筒工程，一次钻进破岩面积达到23.7m2，在水电站f系数达到20的岩石中，一次钻成直径3.5m 多种用途的井筒工程。
形成了新的机械破岩钻井凿井新工艺。
项目申报发明专利12项（授权8项，受理4项），授权实用新型专利6项，建立行业标准3项，发表学术论文200多篇，其成果作为煤炭协会重点推广项目，在煤炭建设、生产得到全面应用，在冶金、黄金、核矿、非金属等地下矿山开发，水电、抽水蓄能电站、公路、铁路隧道等领域广泛应用，并在我国承担的国外煤炭、水电、冶金建设项目中发挥巨大作用，经济效益社会效益显著。
经专家鉴定，5m大直径井筒反井施工技术达到国际领先水平，实现反井施工人员不下井，无有害物质排放，符合煤炭、能源科技发展规划，
项目推动了地下工程井筒施工技术进步。
项目主体研究内容分别获得2010年、2013年中国煤炭工业科学技术一等奖，2013年度中国职业安全健康协会科学技术奖一等奖。
四、推广应用情况
项目成果已实现产业化，带动井筒建设的机械化程度提高和相关技术发展，加快矿井建设领域生产结构转型和升级改造。
技术为自主研发，目前国内尚未有相同能力设备。
增加矿井建设设备研发、制造、检修、技术服务领域人员的就业量和收入。
打破国际技术装备垄断，替代进口产品，节约外汇。
国家煤矿安监局、煤炭工业协会等单位将大型反井钻井技术作为重点推广项目进行推广，并在山西晋城召开了大型现场会。
国内多个煤炭生产、建设企业建立了反井钻井专业队伍，每年完成反井工程量10-20km。
已完成直径5m的采区风井井筒10个，钻井总深度2246.2m。
不完全统计北京中煤矿山工程有限公司已完成各种反井超过32km。
大直径反井钻机在近二十个水电建设单位应用近70套，每年完成反井工程5-10km。
主要研究成果已在小湾、溪洛渡、锦屏一级、瀑布沟、白鹤滩、乌东德等大型电站得到良好应用，为这些电站工程建设与安全运行做出了重大贡献。
反井钻井也成为解决抽水蓄能电站长斜井建设难题的关键技术。
辽西北供水工程正在使用反井钻井技术。
反井钻机技术已推广到我国承建的马来西亚、巴基斯坦、哈萨克斯坦、赞比亚、老挝、厄瓜多尔及我国台湾地区电站工程，提升我国企业在国际市场中的竞争力。
还将反井钻机推广到铁、金、核、锗、镁、铅锌等非煤矿山工程以及其他地下工程建设领域（包括长大公路、铁路隧道，如终南山、邵怀高速公路隧道通风竖井），在坚硬岩石条件下对本项技术进行了考验，取得了良好效果，解决这些工程建设难题。
仅统计本项目研究成果在15 家单位的推广应用情况（附件
3.1-3.15），近三年累计经济效益近8 亿元
五、曾获科技奖励情况
曾获科技奖励情况
六、主要知识产权证明目录
主要知识产权证明目录
七、主要完成人情况表
主要完成人情况表。