定向钻机在井下探放水中的应用

定向钻机在井下探放水中的应用

孟远亮

国能神东煤炭地测公司 内蒙古 鄂尔多斯 017209

摘要：随着矿井开采年代的久远及开采深度的延伸，各种水害类型相互叠加。尤其是煤矿水文地质，由于影响因素多样，情况复杂性比较高。普通的探放水钻探技术受其自身限制，导致在开采煤矿过程中难以达到预期要求。因此，在实际应用过程中，安全有效的定向钻机探放水钻孔施工技术及钻进工艺能够降低煤矿水害事故率，对安全管理有重要意义。

关键词：定向钻机；井下探放水；应用

引言

随着我国煤矿产业的快速发展，井下探放水工作日益受到重视。井下探放水是煤矿安全生产的重要环节，其主要目的是及时发现和探明井下水文地质条件，为矿井防治水提供科学依据。然而，传统的探放水方法存在诸多弊端，如探查距离短、钻进方位倾角精度不高、作业效率低等问题。为此，煤矿企业不断探索新技术，以提高探放水工作的效率和安全性。

1定向钻机在井下探放水中的优势

相较于传统的分体式和履带式普通钻机，定向钻机在探放水过程中具有明显的优势。定向钻机可以实现单次顺煤层探测达到600米，这是普通钻机的6倍。如此高效的探测距离不仅可以减少探放水的工作次数，还能降低钻探作业对掘进进度的制约，提高矿井生产效率。定向钻机具备精准导航功能，可以在长距离定向钻孔过程中，确保钻孔到达设计要求。此外，定向钻机还可以进行逐段钻孔参数检测并实时调整，保证施工质量。这一点在传统钻机上难以实现，因为传统钻机探查距离短、钻进方位倾角精度不高，容易导致探放水效果不佳。定向钻机具有曲线钻进的特点，可以在复杂的地层条件下进行钻进作业，有效避免钻孔偏离目标区域。此外，定向钻机的无效进尺较少，降低了钻探成本，提高了资源利用率。定向钻机在设计上注重安全性，采取了防喷装置等措施，降低了井下探放水过程中发生意外的风险。同时，定向钻机操作简便，便于维护，减少了探放水工人的劳动强度。定向钻机具有较强的适应性，可以应对各种复杂的地质条件和矿井环境。在煤矿开采过程中，定向钻机可以根据地层变化和矿井布局进行调整，确保探放水工作的顺利进行。综上所述，定向钻机在井下探放水中的应用具有显著的优势。它不仅提高了探放水的效率，降低了钻探成本，还确保了矿井的安全运行。因此，定向钻机在煤矿行业的发展前景十分广阔。

2定向钻机在井下探放水中存在的问题

（1）设备和技术水平参差不齐。当前市场上定向钻机设备和技术水平参差不齐，有的设备陈旧、技术落后，无法满足井下复杂地层的探放水需求。这导致探放水效果不稳定，甚至可能出现探放水失败的情况。
（2）钻井工艺不完善。钻井工艺是定向钻机探放水效果的关键因素。目前，我国钻井工艺尚不完善，表现在钻头选型、钻进参数调整、钻井液配比等方面。这导致钻进过程中出现钻头磨损严重、钻进速度慢等问题，影响探放水效果。（3）地下水文地质条件复杂。井下探放水过程中，地下水文地质条件复杂多变，如地层构造、岩性、裂缝发育程度等。这些条件对定向钻机的探放水效果产生较大影响，有时可能导致钻进过程中出现意外情况，如钻头陷入砂层、岩层断裂等。

3定向钻机在井下探放水中的维护中应用的策略

3.1有效控制和检测技术设备

定向钻机的井下探放水是一项高精度和高难度的任务，对于定向钻机的应用和运行具有重要意义。在后期的维护工作中，我们更需要重视起来。有效的改造可以大幅提升定向钻机的应用效率和质量，而高效的维护措施则为定向钻机的稳定运行提供了坚实的保障。为了确保定向钻机的稳定运行，我们应积极引入监测设备，实时控制和检测定向钻机的运行状况。这样可以确保定向钻机在运行过程中安全可靠。在实施定向钻机维护时，应积极采用最新技术，引入动态化监测设备，对可能存在的安全隐患和异常数据进行及时获取。一旦发现安全隐患和异常数据，我们需要及时制订合理的解决方案。这包括对钻机设备的调整、维修和更换，以及对操作人员的培训和指导。通过这些措施，我们可以确保定向钻机在运行过程中的安全性，提高工作效率。

3.2加强专业技术人员的教育和培训

针对定向钻机的使用情况，定期举办相应的技术研讨会，邀请一线技术人员和行业专家共同参与，对实际操作中遇到的问题进行深入探讨，共同寻找解决方案。此外，还可以通过线上平台，如专业论坛、微信群等，建立实时沟通机制，让技术人员和专家能随时分享经验、交流心得，共同进步。除此之外，企业还可以加强与科研院所的合作，引入先进的技术理念和管理模式，不断提升定向钻机的技术含量和维护水平。通过联合研发项目，产学研相结合，推动定向钻机技术的创新发展。此外，企业还需重视定向钻机维护人才的培养。可以通过内部培训、外部进修等多种形式，提高维护人员的专业技能和综合素质。

3.3积极加强定向钻机在井下探放水中应用数据资料的管理力度

首先，对于定向钻机的维护数据资料，我们需要加强管理力度。这些数据的真实性和精确性是评估设备运行状况的关键。只有真实、准确的数据，才能反映出设备的真实状态，从而为维护工作提供有效的保障。此外，还需要定期对这些数据进行整理和分析，以便于更好地了解设备的运行趋势，提前发现潜在的问题，防止故障的发生。其次，定向钻机的数据记录不仅要有量，更要有质。在数据记录的过程中，我们需要关注数据的质量，确保数据的准确性和完整性。这不仅需要先进的记录设备，还需要高素质的操作人员。只有这样，才能保证数据的可靠性，为设备的维护提供有力的依据。最后，我们需要充分利用这些数据。通过数据分析，我们可以了解到设备的运行状况，从而制定出合理的维护计划。同时，这些数据还可以用于评估设备的性能，为设备的改进提供方向。

4定向钻机在井下探放水中的应用发展趋势

4.1高精度导航技术

随着科技的不断发展，高精度导航技术在定向钻机中的应用逐渐成熟。高精度导航技术可以实现钻孔的精确定位，提高钻孔的准确性和效率。在井下探放水过程中，高精度导航技术能够帮助工程师准确地控制钻孔的方向和深度，避免无效进尺，提高探放水的效果。

4.2智能化控制系统

智能化控制系统是定向钻机发展的另一个重要方向。通过引入人工智能和大数据技术，智能化控制系统可以实时监测钻机的工作状态，并根据实际情况自动调整钻进参数。这有助于提高钻机的作业效率，降低能耗，减轻工人劳动强度。在井下探放水过程中，智能化控制系统可以实现对钻孔速度、压力、扭矩等参数的实时监控，确保钻孔质量。

4.3多功能钻头

随着定向钻机在井下探放水中的应用，多功能钻头技术得到了广泛推广。多功能钻头可以在一次钻进过程中完成多种任务，如钻孔、扩孔、清孔等。这大大提高了钻机的工作效率，降低了作业成本。未来，多功能钻头技术将继续优化，以适应复杂地质条件下的探放水需求。

结语

在开展探放水钻孔施工过程中，与常规的钻孔相比，定向钻孔能够有效提升探放水效果，并能延长疏放水的时间，有效降低施工量。与此同时，在应用定向钻机过程中，可以配合对应的工艺技术，有效发挥定向钻机的功能，可以尽可能地降低探放水过程中存在的危害，为煤矿安全生产提供保障，确保其能够在安全的基础上达到预期的安全生产目的。

参考文献

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［3］冯学文，孟国营，荆国业，等．井下可控式定向钻机存在的问题及解决方法［Ｃ］∥．2018年中国航空工业技术装备工程协会年会论文集，2018：551－554．