千米定向钻机培训资料

千米定向钻机培训资料1. 引言千米定向钻机是一种用于地下定向钻探的工具，它通过旋转和推进钻杆，将钻头送入地下，并在目标位置进行取样、测量和安装管道等工作。

本文将介绍千米定向钻机的原理、操作步骤以及相关安全注意事项，帮助读者全面了解并掌握该设备的使用方法。

2. 原理千米定向钻机基于旋转推进原理，通过电动机驱动旋转装置将钻杆旋转，同时利用液压系统推进钻杆前进。

通过不同的控制方法，可以实现对钻杆的方向和倾斜角度进行精确控制，从而实现地下方向性钻探。

3. 操作步骤3.1 准备工作在使用千米定向钻机之前，需要进行以下准备工作：•确保设备处于良好的工作状态，检查润滑油、液压油等液体是否充足；•检查电源供应是否稳定，并确认设备接地良好；•穿戴个人防护装备，包括安全帽、安全鞋、护目镜等。

3.2 设置钻探参数在进行地下钻探之前，需要设置钻探参数，包括钻头直径、倾斜角度、推进速度等。

根据具体情况，选择合适的参数，并将其输入到千米定向钻机的控制系统中。

3.3 钻孔定位根据设计要求，在地面上确定钻孔位置，并使用标杆进行标记。

使用测量仪器，如全站仪或GPS，精确测量并记录钻孔坐标。

3.4 钻井操作按照以下步骤进行钻井操作：1.将千米定向钻机放置在合适的位置，并固定好；2.启动电动机和液压系统，确保设备正常工作；3.将钻杆插入地下，并通过液压系统推进；4.根据需要进行旋转操作，使钻头旋转并取样或取芯；5.根据设计要求调整方向和倾斜角度，并持续推进；6.在达到目标位置后停止推进和旋转操作；7.安装管道或其他设备，并固定好。

3.5 安全注意事项在使用千米定向钻机时，需要注意以下安全事项：•操作人员应经过专业培训，并严格按照操作规程进行操作；•在使用电动机和液压系统时，要注意电源和液压油的安全；•钻井过程中，要随时检查设备工作状态，并及时处理异常情况；•在钻井过程中，要严格遵守相关规定，确保周围环境和人员的安全。

4. 结论通过本文的介绍，读者可以了解到千米定向钻机的原理、操作步骤以及相关安全注意事项。

培训讲义一、水平定向钻机第一节 设备能力的定义大部分的机器均采用回拖力来衡量设备能力的大小，例如：CASE6030、Ditch WitchJT7020、VermeerD55×100、AMERICAN AUGERSDD990、北京土行孙DDW320、深圳钻通ZT-35等。

进口的设备一般以磅为计量单位，国产机器都以KN 来衡量推拉力。

除了推拉力，所有的设备还有一个重要的参数——扭矩。

在定向钻发展的初期阶段，人们认为设备主要是用来回拖管线，制造厂商会着重宣传机器的推拉力。

随着技术的发展，大家都认识到扭矩也是一个重要的因素。

因为，在定向钻施工时，主要是靠扭矩来切削地下土层，设备没有合适的扭矩，也同样不能很好地完成工程。

因此，对于不同能力的定向钻必须有相互配合的推拉力和扭矩。

另外，国外制造的机器都按照标准配备了机载高压泥浆泵，也非常重视机载高压泥浆泵的输送能力。

这种配置的出发点在于——认识到泥浆对定向钻施工的重要性：泥浆是一种工具，其在定向钻施工中的重要性—相当于人体的“血液”，其主要目的------减少施工阻力和风险，是发挥定向钻潜力的“酵母”。

第二节 定向钻的组成定向钻机的主要由以下几部分组成：发动机——为液压系统提供动力；液压泵——为各种动作的提供液压能量；液压马达和液压缸——执行需要的工作动作。

在定向钻机中，发动机是设备的主要部分，它的性能好坏直接影响到机器是否能保持良好的工作状态。

如果没有足够的功率支持，在施工中遇到较大的阻力时，就会出现发动机不能正常工作甚至熄火的现象。

按照要求进行使用、维护和保养，是让发动机延长使用寿命的关键。

液压泵是定向钻机中的核心部分，它们为所有的工作提供了动力来源。

一般选用二到三个液压泵来分别为不同的工作部分提供高温高压液压油。

在定向钻机的施工中，需要实施推拉、旋转、保证高压泥浆的供应以及完成其它的辅助动作（如装卸钻杆、机器行走、地锚固定等）。

比较好的定向钻机会设置了三个液压泵来分别满足推拉、旋转、泥浆或辅助动作所需要的动力。

深孔定向千米钻机国内外抽放经验证明：由于预抽排放煤体瓦斯，使煤体发生了收缩变形，当煤体原占据的空间体积不变时，煤体收缩一方面引起了原有的裂隙加大，另一方面也可产生新的裂隙，最终使煤层的透气性增大。

因此，长时间的预抽可以取得更好的效果。

通过对VLD-1000型深孔定向千米钻机水平长钻孔抽放效果的数字模拟及综合监测分析，确定大宁矿井瓦斯预抽钻孔的布置如图1所示。

图1采空区高位穿层钻孔：引进国外先进的采空区瓦斯治理经验，结合千米钻机的钻进特点，在工作面的回风巷侧采用定向钻进技术在3号煤层的顶部岩层内向工作面后方打顶板走向长钻孔至采空区上部的裂隙带，实施长壁面的采空区瓦斯抽放。

钻孔布置如图2所示。

图2从保证采掘工作面的安全需要，结合矿井采掘计划安排，确定长壁综采面的抽放时间为2年；连采机巷道掘进抽放时间1年以上。

采掘工作面预抽的孔口负压为20~40kPa，采空区顶板抽放的孔口负压为5kPa。

钻孔开、扩孔直径φ150mm，采用φ108mmPVC管封孔，封孔材料为聚铵脂，封孔长度6m；钻杆直径φ69.9mm，采用复合片钻头钻进，终孔直径φ96mm。

在抽放过程中对钻孔的抽放负压、甲烷浓度、抽放量等参数进行监测，并根据监测结果对钻孔抽放状态进行调整，以达到最佳抽放状态。

抽放管路的敷设井下抽放主管选用螺旋焊接钢管，管径为DN820mm×12mm，沿巷道底板敷设，连接方式为法兰连接；支管管径为D355mm×16mm和D225mm×10mm UPVC管接至钻场，采用吊挂敷设，连接方式为法兰连接。

抽放钻孔施工工艺(一)深孔定向钻进机理深孔定向钻进技术在诸如美国、澳大利亚等主要产煤国家里，已作为一项很成熟的钻进技术广泛应用于煤矿瓦斯抽放、地质探测等领域，该技术的关键部位在于孔内马达驱动装置和配套的测量技术（图3）。

图3 孔内马达驱动装置高压水通过钻杆输送至孔内马达，孔内马达内部的转子在高压水的冲击作用下转动，通过前端轴承带动钻头旋转，达到破煤的目的，在钻进过程中，钻杆本身不转，只作钻头的旋转运动，从而有效地降低了钻机的负载。

千米钻机措施第一节钻孔设计一、项目概况目前，瓦斯问题仍是制约崔木煤矿高效、安全发展的主要因素之一，井下常规钻机能力小，施工钻孔长度短、定向效果差，常规钻孔只有在巷道形成后方能进行施工，预抽期较短，由此造成矿井瓦斯抽采不能满足矿井接续安全生产的需要。

为此，崔木煤矿引进中煤科工集团西安研究院研制生产ZDY6000LD型千米定向钻机及配套装备，用于井下定向长钻孔及分支钻孔施工，可同时起到抽采瓦斯及探测地层的双重目标。

崔木煤矿初步定301回风顺槽（原设计高抽巷位置处）设抽放钻场，对301工作面进行井下定向瓦斯抽放钻孔施工，以实现工作面超前本煤层瓦斯预抽，增大瓦斯抽采量，从源头上治理瓦斯，此外，还可以减少301作面顺槽掘进中瓦斯的涌出，确保安全生产。

二、施工区域概况1．施工区域位置范围210301工作面，向北掘进，掘进长度1420米，东面紧邻爆破材料库，西面紧邻210302工作面，工作面长度为200米，斜穿过汤家向斜，切眼北紧邻DF5断层。

2．煤层赋存本区含煤地层为3#煤层，属不稳定煤层。

属侏罗系中统延安组，主采煤层为3＃煤层。

煤层为黑色，沥青光泽，半暗～半亮型，带状、均一状、线理状结构，层状构造，内生裂隙发育，根据钻孔资料，301工作面煤层平均厚度14.09m，煤层倾角3°～6°，局部煤质较差。

3．煤层顶底板情况3#煤伪顶厚度薄，稳定性差，0-1.6m，平均厚0.508m。

随着煤层开采而冒落，属不稳定岩体。

直接顶砂泥岩呈互层状产出，属稳定性较差的岩体，平均厚度5m左右。

老顶砂岩一般为中等稳定岩体，平均厚度15m左右。

煤层底板为炭质泥岩、砂质泥岩、铝质泥岩及粉砂岩，属于稳定性较差岩体。

4．施工区域瓦斯情况根据前期施工瓦斯钻孔浓度测试，预计煤层瓦斯含量在5m3/min 以上。

三、配套装备与工艺技术1．施工装备此次施工所用的配套装备主要包括：（1）ZDY6000LD型履带式全液压坑道定向钻机；（2）Φ73mm高强度中心通缆钻杆和Φ73mm铍铜无磁钻杆；（3）Φ73mm进口螺杆马达，带有1.25°结构弯角；（4）Φ96mm平底烧结胎体式PDC钻头和Φ153mm扩孔钻头；（5）3NB-300型泥浆泵；（6）YHD1-1000T型随钻测量系统。

千米定向钻机“指哪打哪”来源：黑龙江日报 2009-06-17 龙煤新闻本报讯（王连生孙佰忠）日前，由鹤岗分(子)公司投资1700万元引进的井下千米钻机在大地勘测公司一工区投入使用。

这标志着鹤岗分（子）公司VLD井下定向钻机施工瓦斯抽放钻孔实验与研究项目正式启动。

为了探索利用国际先进设备施工井下瓦斯抽放钻孔的新途径，从根本上实现瓦斯抽放工艺的变革，加强瓦斯资源的综合利用，鹤岗分（子）公司在兴安煤矿井下四水平二分段集中石门中段进行VLD井下定向钻机施工瓦斯抽放钻孔实验与研究项目。

他们投资引进了澳大利亚威利朗沃公司生产的千米定向钻机，该钻机型号是世界上最先VLD-1000型深孔定向千米钻机及其配套的DDM-MRCCA钻进实时监控系统，该设备不仅能解决普通钻机受钻机角度限制存在煤层抽放空白带及接续紧张钻场接续不上问题，减小工程量，而且具有定向钻进功能，能提高钻孔覆盖率和孔的有效进尺，加大钻孔揭煤距离，提高瓦斯抽放率，实现真正意义上的先抽后采，堪称“指哪打哪”。

北方交通ZDY-3500L近水平千米定向钻机新产品现场观摩技术交流会日期【2010-12-13】由中国煤炭机械工业协会、中国煤矿煤城发展工委主办，沈阳北方交通重工集团承办的“北方交通ZDY-3500L 近水平千米定向钻机评议会暨新产品现场观摩技术交流会”（简称“论坛”）于2010年12月7日——9日在辽宁•沈阳召开。

作为全国性的近水平千米钻机高层论坛，论坛特邀国家、部委、省市等政府相关领导，煤炭城市和各省煤炭管理局、安监局、行业协会相关领导参会，邀请煤矿企业集团董事长、总经理、总工程师、矿长，生产、安全、机电、供销、租赁站及通风系统负责人以及有关院校、科研院所、设计院工程技术人员一并参会。

7日下午，论坛邀请了国内权威人士及行业专家、学者对沈阳北方交通重工集团生产的ZDY系列产品中3500L型近水平千米定向钻机进行评议，并介绍北方交通ZDY系列产品中3500L型近水平千米定向钻机在晋城煤业集团的寺河矿井下使用情况，总结井下瓦斯抽放钻孔施工的新工艺，探讨利用深孔近水平千米定向钻机实现高效抽采的技术途径。

千米定向钻机机长培训安排一第一阶段（装备实习）入院第一个月先在机械设备厂实习，月末实习人员上交完整的实习报告，总结一个月内掌握的内容。

阶段性目标：1、常用液压钻机工作的原理；2、液压钻机常见故障判断；3、液压钻机漏油点判断；4、定向钻机的结构特点。

二第二阶段（现场实习）到达施工现场后现场负责人首先应对新员工进行安全培训，包括下井程序、乘坐井下交通工具注意事项、井下巷道行走注意事项、随身携带装备的使用方法、遇到事故的逃生方法等方面的内容。

到达施工现场后现场负责人应尽快安排实习人员下井跟班作业，第一个月至少应保证下井出勤率在85%以上。

现场实行一带一的方式，“师傅”负责新员工的实习内容及进度安排，月末向现场负责人上交完整的实习报告，总结一个月内掌握的内容。

阶段性目标：1、钻机移动、锚固的操作放方法；2、开孔、扩孔、封孔的整个操作流程；3、孔底装置的安装顺序及注意事项；4、定向钻机各功能手柄的使用操作；5、钻机常见漏油点的处理；6、钻机设备班前应注意检查的内容。

三第三阶段（现场操作）经过一个月的现场学习之后，第三阶段培训人员应在“现场师傅”的指导之下逐步上手进行实地操作，经过三个月的实地操作后，培训人员向现场负责人上交完整的操作实习报告，总结三个月来掌握的内容。

阶段性目标：1、钻机履带行走、锚固油缸支撑的熟练操作；2、开孔、扩孔时钻头的选用及施工操作；3、封孔时封孔管的下入及钻机夹持器和动力头的调整操作；4、孔口装置、汽水分离器及负压水箱的布局及管路连接；5、孔底马达的放置操作；6、无磁钻杆、无磁探管、无磁接头的正确连接操作；7、孔口探管装置的复位操作；8、钻进时钻杆螺纹的旋紧操作；9、钻进过程中信号的测量及软件操作；10、钻进过程中弯头方向的调整操作；11、钻进过程中钻至顶板或底板位置时的判断操作；12、钻进过程中开分支孔的操作；13、钻进过程中不返渣、不返水的判断及处理；14、钻进过程中垮孔、塌孔、堵孔现象的初步判断，以及卡钻、抱钻等事故的简易处理；15、钻进过程中信号异常、水压异常等现象的初步判断及处理；16、通过现场学习掌握一定的打捞经验；17、完孔后退钻操作。