煤矿井下定向钻进：小直径通缆水力振荡器减阻技术

"井下定向钻进用小直径通缆水力振荡器的研制-论文" 本文主要讨论了煤矿井下定向钻进过程中遇到的技术挑战，特别是托压效应导致的钻进摩阻增大、钻进效率降低以及钻孔深度受限等问题。为了解决这些问题，研究团队提出了采用钻柱振动减阻的创新技术方案。他们设计并研制了一种ø89mm的小直径通缆水力振荡器，该设备旨在通过振动来减少钻进过程中的阻力。 在设计过程中，研究人员进行了理论分析和数值模拟，以确定关键参数，如激振力和激振频率。他们研发的水力振荡器有两种辅助复位原件结构：碟簧式和圆柱弹簧式。碟簧式水力振荡器在300L/min的流量下，可以产生1.9MPa的最大压降，激振力达到8.11kN，频率为13Hz，适合安装在近钻头的位置，帮助减少钻进阻力。而圆柱弹簧式水力振荡器在同样流量下，模拟测试显示150m通缆定向管柱的最大变形量为2.86mm，最大复位力为7.98kN，频率为11Hz，适用于安装在钻柱中间以主要减阻。 在实际应用中，研究人员在淮南张集煤矿的井下进行了实钻试验。使用圆柱弹簧式水力振荡器后，在-600m疏水巷10号孔定向钻进时，观察到平均钻压降低了33%，钻效提高了126%。这些显著的改善表明，该水力振荡器能有效降低钻进摩阻，提升定向钻进的效率。 这项研究的成果，即ø89mm小直径通缆水力振荡器，为煤矿水平定向钻进中应对托压问题提供了一个新的解决方案。该设备的成功研制和应用，有望改进现有的井下钻探技术，提高钻孔质量和深度，对于提升煤矿安全和开采效率具有重要意义。