2.煤矿井下钻探工艺
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Ø 空气钻进主要优点： （1）空气对孔壁的冲刷小，不易破坏孔壁。 （2）不影响煤层中的瓦斯解吸，使瓦斯得以自
由、快速地释放。 （3）钻孔内始终只有气、固两相流动，发生卡
钻的可能性减小。
Ø 空气钻进的缺点： （1）选用地面压风站供应的系统压风，供风压
力低，流量不稳定。 （2）作业地点粉尘不易控制，损害作业人员健
u1. 稳定组合钻具定向钻进
稳定组合钻具造斜钻进
u2. 螺杆钻具定向钻进
螺杆钻具是一种孔底动力钻具，其作用原理是将 泥浆泵所提供的高压水的势能通过螺杆转化为动能， 驱动钻头回转。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。
螺杆钻具之所以用于定向钻进，主要基于两个原 因：一是螺杆钻具工作过程中，钻头回转破碎岩石， 而整个钻具不回转；二是通过更换定向弯接头体或 下万向节外管，使螺杆钻具弯曲，在钻压的作用下， 将使钻头对孔壁四周产生不等的侧向力，从而实现 造斜钻进。
煤矿井下定向钻进技术培训系列
2.煤矿井下钻探工艺
中煤科工集团西安研究院有限公司 钻探技术研究所
u1.煤矿井下钻孔类型 u2.回转钻进技术 u3.定向钻进技术 u4.成孔新技术
煤矿井下定向钻进技术培训系列
2.煤矿井下钻探工艺
——2.1 煤矿井下钻孔类型
中煤科工集团西安研究院有限公司 钻探技术研究所
Ø 稳定组合钻具定向的特点： （1）钻具结构简单、便于操作、价格便宜。 （2）只能用于调整钻孔倾角，精度不高。
u1. 稳定组合钻具定向钻进
(a) (b) (c)
(a)上斜组合钻具结构 (b)保直组合钻具结构 (c)下斜组合钻具结构 稳定组合钻具结构示意图
u1. 稳定组合钻具定向钻进
稳定器结构示意图
u1. 本煤层钻孔 u2. 穿层钻孔 u3. 顶板高位钻孔 u4.其它钻孔
u1. 本煤层钻孔
本煤层钻孔根据其目的不同分为2类： Ø 为采煤工作面回采服务的本煤层钻孔
u1. 本煤层钻孔
Ø 为巷道掘进服务的本煤层孔
u2. 穿层钻孔
穿层钻孔根据用途和施工方法也可分为2类： Ø 在专用的底板巷中施工的用于抽采具有突出危险 煤层的穿层钻孔
康。
u22. 空气钻进
Ø 中风压空气钻进 中风压空气钻进相较于常风压空气钻进而言，
指压风风压在0.8MPa至1.3MPa之间，一般需空气压 缩机提供风源。通常还需配备孔口集尘器、除尘器、 空气流量计等设备。
空气压缩机
空气流量计
u23. 螺旋钻进
螺旋钻进指在钻进过程中，钻屑由螺旋叶片以 推移方式向孔口输送，螺旋钻杆和钻孔之间组成了 一个“螺旋运输机”，螺旋钻具在回转的同时不断 地前进。
煤矿井下定向钻进技术培训系列
2.煤矿井下钻探工艺
——2.3 定向钻进技术
中煤科工集团西安研究院有限公司 钻探技术研究所
u1.稳定组合钻具定向钻进 u2.螺杆钻具定向钻进
u1. 稳定组合钻具定向钻进
稳定组合钻具主要由钻杆、钻头和稳定器组成。 在近水平状态下稳定器相当于支点，稳定组合钻具 在重力、给进力的作用下产生变形，对钻杆和钻头 产生作用，使钻孔上仰、下倾或基本保直。
u2. 螺杆钻具定向钻进
螺杆钻具组成：主要由螺杆马达（定子、转子）、 万向轴、传动轴三大部分组成。
螺杆钻具
u2. 螺杆钻具定向钻进
1-螺杆马达 2-万向轴 3-传动轴 4-定子 5-橡胶垫圈 6-转子 螺杆钻具内部结构
煤矿井下定向钻进技术培训系列
2.煤矿井下钻探工艺
——2.4 成孔新技术
中煤科工集团西安研究院有限公司 钻探技术研究所
螺旋钻进排渣
u23. 螺旋钻进
Ø 螺旋钻进主要优点： （1）无重复破碎，辅助设备少。 （2）螺旋叶片的阻挡作用，在一定程度上可以
减弱喷孔。
Ø 螺旋钻进的缺点： （1）纯螺旋钻进一般孔深较浅。 （2）易发生卡钻断杆事故。
u23. 螺旋钻进
Ø 小螺旋复合钻进 小螺旋复合钻进指采用压风排渣，使用宽叶片
u1.三角型钻杆成孔技术 u2.筛管完孔技术 u3.跟管钻进技术 u4.挠性钻具钻进技术
u1.三角型钻杆成孔技术
Ø 技术背景
松软突出煤层的高效成孔技术一直是制约我国煤矿井下 瓦斯抽采的难题。煤层顺层长钻孔为沿煤层钻孔，由于没有 无效进尺，成孔速度快，抽采效果好，所以如果施工条件允 许时被作为首选预抽瓦斯钻孔的施工方法。采用常规钻具在 松软突出煤层中施工顺层瓦斯抽采长钻孔，遇到的主要难题 是钻进不长距离就发生抱钻、顶钻等事故，导致钻进效率低， 成孔深度浅，从而严重制约着瓦斯抽采的效果。
和便利。 （2）作业地点无扬尘。 （3）在硬度系数 f≥1的完整煤层、岩层中钻进
时，清水能够迅速带走钻屑，钻孔冲洗较为彻底， 有效降低了堵孔事故。
u1. 清水钻进
Ø 清水钻进的缺点： （1）水对孔壁的冲刷作用强，在松软煤层中钻进
钻孔事故频繁。 （2）水封闭了瓦斯涌出通道，阻碍了瓦斯的释放。 （3）钻遇水敏性岩层时，岩石遇水膨胀钻孔缩颈，
u3. 穿层钻孔
Ø 在回风巷或专用巷中施工的抽采临近层或采空区 瓦斯的穿层钻孔
u3. 顶板高位钻孔
顶板高位钻孔主要抽采裂隙带、部分采空区以及 受采动影响的上覆邻近层瓦斯。
u4. 其它钻孔
wenku.baidu.com在煤矿井下，除瓦斯治理所施工各类钻孔外，还 会施工：
a.地质勘探孔。 b.工程孔：探放水孔、注浆孔、煤层注水孔、煤 层预裂爆破孔。
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2.煤矿井下钻探工艺
——2.2 回转钻进技术
中煤科工集团西安研究院有限公司 钻探技术研究所
u1. 清水钻进 u2. 空气钻进 u3. 螺旋钻进 u4.适用范围
u1. 清水钻进
清水钻进指用清水做冲洗介质携带钻屑，并起冷 却钻头作用的回转钻进方法。
Ø 清水钻进的优点： （1）煤矿井下供水系统完备，清水供应比较充足
螺旋钻杆为钻具的钻进方法。矮螺旋的设计，对孔 壁的扰动小，有利于维护钻孔的稳定性，减少软煤 钻进中容易出现的塌孔、卡钻等事故。
小螺旋钻杆
u24.适用范围
Ø 适用范围
a.清水钻进：适用于较坚硬煤层及岩层中钻进。 b.空气钻进：适于施工瓦斯高、喷孔严重、煤质 松软易坍塌地层的钻孔。中风压适用于中深孔的 松软突出煤层钻进。 c.螺旋钻进: 纯螺旋钻进一般适用于浅孔。小螺 旋复合钻进适合松软煤层成孔。
会导致卡钻事故。 （4）在松软煤层中钻进，水易通过裂隙、解理渗
入到煤层（煤体）内部，降低煤层的整体强度，加 速煤的解体。
u22. 空气钻进
空气钻进是指采用压缩空气经过钻杆内孔、钻 头进入孔底，在孔内形成高速风流，钻屑则浮在风 流中被吹向孔口，从而实现排粉和对钻头的冷却。
空气钻进排渣
u22. 空气钻进
由、快速地释放。 （3）钻孔内始终只有气、固两相流动，发生卡
钻的可能性减小。
Ø 空气钻进的缺点： （1）选用地面压风站供应的系统压风，供风压
力低，流量不稳定。 （2）作业地点粉尘不易控制，损害作业人员健
u1. 稳定组合钻具定向钻进
稳定组合钻具造斜钻进
u2. 螺杆钻具定向钻进
螺杆钻具是一种孔底动力钻具，其作用原理是将 泥浆泵所提供的高压水的势能通过螺杆转化为动能， 驱动钻头回转。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。
螺杆钻具之所以用于定向钻进，主要基于两个原 因：一是螺杆钻具工作过程中，钻头回转破碎岩石， 而整个钻具不回转；二是通过更换定向弯接头体或 下万向节外管，使螺杆钻具弯曲，在钻压的作用下， 将使钻头对孔壁四周产生不等的侧向力，从而实现 造斜钻进。
煤矿井下定向钻进技术培训系列
2.煤矿井下钻探工艺
中煤科工集团西安研究院有限公司 钻探技术研究所
u1.煤矿井下钻孔类型 u2.回转钻进技术 u3.定向钻进技术 u4.成孔新技术
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2.煤矿井下钻探工艺
——2.1 煤矿井下钻孔类型
中煤科工集团西安研究院有限公司 钻探技术研究所
Ø 稳定组合钻具定向的特点： （1）钻具结构简单、便于操作、价格便宜。 （2）只能用于调整钻孔倾角，精度不高。
u1. 稳定组合钻具定向钻进
(a) (b) (c)
(a)上斜组合钻具结构 (b)保直组合钻具结构 (c)下斜组合钻具结构 稳定组合钻具结构示意图
u1. 稳定组合钻具定向钻进
稳定器结构示意图
u1. 本煤层钻孔 u2. 穿层钻孔 u3. 顶板高位钻孔 u4.其它钻孔
u1. 本煤层钻孔
本煤层钻孔根据其目的不同分为2类： Ø 为采煤工作面回采服务的本煤层钻孔
u1. 本煤层钻孔
Ø 为巷道掘进服务的本煤层孔
u2. 穿层钻孔
穿层钻孔根据用途和施工方法也可分为2类： Ø 在专用的底板巷中施工的用于抽采具有突出危险 煤层的穿层钻孔
康。
u22. 空气钻进
Ø 中风压空气钻进 中风压空气钻进相较于常风压空气钻进而言，
指压风风压在0.8MPa至1.3MPa之间，一般需空气压 缩机提供风源。通常还需配备孔口集尘器、除尘器、 空气流量计等设备。
空气压缩机
空气流量计
u23. 螺旋钻进
螺旋钻进指在钻进过程中，钻屑由螺旋叶片以 推移方式向孔口输送，螺旋钻杆和钻孔之间组成了 一个“螺旋运输机”，螺旋钻具在回转的同时不断 地前进。
煤矿井下定向钻进技术培训系列
2.煤矿井下钻探工艺
——2.3 定向钻进技术
中煤科工集团西安研究院有限公司 钻探技术研究所
u1.稳定组合钻具定向钻进 u2.螺杆钻具定向钻进
u1. 稳定组合钻具定向钻进
稳定组合钻具主要由钻杆、钻头和稳定器组成。 在近水平状态下稳定器相当于支点，稳定组合钻具 在重力、给进力的作用下产生变形，对钻杆和钻头 产生作用，使钻孔上仰、下倾或基本保直。
u2. 螺杆钻具定向钻进
螺杆钻具组成：主要由螺杆马达（定子、转子）、 万向轴、传动轴三大部分组成。
螺杆钻具
u2. 螺杆钻具定向钻进
1-螺杆马达 2-万向轴 3-传动轴 4-定子 5-橡胶垫圈 6-转子 螺杆钻具内部结构
煤矿井下定向钻进技术培训系列
2.煤矿井下钻探工艺
——2.4 成孔新技术
中煤科工集团西安研究院有限公司 钻探技术研究所
螺旋钻进排渣
u23. 螺旋钻进
Ø 螺旋钻进主要优点： （1）无重复破碎，辅助设备少。 （2）螺旋叶片的阻挡作用，在一定程度上可以
减弱喷孔。
Ø 螺旋钻进的缺点： （1）纯螺旋钻进一般孔深较浅。 （2）易发生卡钻断杆事故。
u23. 螺旋钻进
Ø 小螺旋复合钻进 小螺旋复合钻进指采用压风排渣，使用宽叶片
u1.三角型钻杆成孔技术 u2.筛管完孔技术 u3.跟管钻进技术 u4.挠性钻具钻进技术
u1.三角型钻杆成孔技术
Ø 技术背景
松软突出煤层的高效成孔技术一直是制约我国煤矿井下 瓦斯抽采的难题。煤层顺层长钻孔为沿煤层钻孔，由于没有 无效进尺，成孔速度快，抽采效果好，所以如果施工条件允 许时被作为首选预抽瓦斯钻孔的施工方法。采用常规钻具在 松软突出煤层中施工顺层瓦斯抽采长钻孔，遇到的主要难题 是钻进不长距离就发生抱钻、顶钻等事故，导致钻进效率低， 成孔深度浅，从而严重制约着瓦斯抽采的效果。
和便利。 （2）作业地点无扬尘。 （3）在硬度系数 f≥1的完整煤层、岩层中钻进
时，清水能够迅速带走钻屑，钻孔冲洗较为彻底， 有效降低了堵孔事故。
u1. 清水钻进
Ø 清水钻进的缺点： （1）水对孔壁的冲刷作用强，在松软煤层中钻进
钻孔事故频繁。 （2）水封闭了瓦斯涌出通道，阻碍了瓦斯的释放。 （3）钻遇水敏性岩层时，岩石遇水膨胀钻孔缩颈，
u3. 穿层钻孔
Ø 在回风巷或专用巷中施工的抽采临近层或采空区 瓦斯的穿层钻孔
u3. 顶板高位钻孔
顶板高位钻孔主要抽采裂隙带、部分采空区以及 受采动影响的上覆邻近层瓦斯。
u4. 其它钻孔
wenku.baidu.com在煤矿井下，除瓦斯治理所施工各类钻孔外，还 会施工：
a.地质勘探孔。 b.工程孔：探放水孔、注浆孔、煤层注水孔、煤 层预裂爆破孔。
煤矿井下定向钻进技术培训系列
2.煤矿井下钻探工艺
——2.2 回转钻进技术
中煤科工集团西安研究院有限公司 钻探技术研究所
u1. 清水钻进 u2. 空气钻进 u3. 螺旋钻进 u4.适用范围
u1. 清水钻进
清水钻进指用清水做冲洗介质携带钻屑，并起冷 却钻头作用的回转钻进方法。
Ø 清水钻进的优点： （1）煤矿井下供水系统完备，清水供应比较充足
螺旋钻杆为钻具的钻进方法。矮螺旋的设计，对孔 壁的扰动小，有利于维护钻孔的稳定性，减少软煤 钻进中容易出现的塌孔、卡钻等事故。
小螺旋钻杆
u24.适用范围
Ø 适用范围
a.清水钻进：适用于较坚硬煤层及岩层中钻进。 b.空气钻进：适于施工瓦斯高、喷孔严重、煤质 松软易坍塌地层的钻孔。中风压适用于中深孔的 松软突出煤层钻进。 c.螺旋钻进: 纯螺旋钻进一般适用于浅孔。小螺 旋复合钻进适合松软煤层成孔。
会导致卡钻事故。 （4）在松软煤层中钻进，水易通过裂隙、解理渗
入到煤层（煤体）内部，降低煤层的整体强度，加 速煤的解体。
u22. 空气钻进
空气钻进是指采用压缩空气经过钻杆内孔、钻 头进入孔底，在孔内形成高速风流，钻屑则浮在风 流中被吹向孔口，从而实现排粉和对钻头的冷却。
空气钻进排渣
u22. 空气钻进