煤矿井下定向钻孔轨迹控制

煤矿千米定向钻进施工方案XXXXXXXXXXX有限公司2018年2月目录一、定向钻进技术简介 (1)二、煤矿井下定向钻孔轨迹设计 (1)（一）煤矿井下定向钻孔设计的一般原则 (1)（二）定向钻孔设计的主要内容 (2)三、煤矿井下定向钻孔轨迹控制 (2)（一）定向钻孔轨迹控制主要参数 (2)（二）定向钻孔轨迹控制注意事项 (2)四、煤矿井下定向钻进工艺 (3)（一）定向钻进工艺流程 (3)（二）探放水和构造探测施工工程设计 (3)（三）定向钻进工艺 (5)五、施工设备与人员配置 (9)（一）施工工程设备配备 (9)（二）施工工程人员配备 (10)六、孔内事故处理 (11)七、钻孔施工注意事项 (11)八、灾害应急措施及避灾线路 (12)煤矿千米定向钻进施工方案一、定向钻进技术简介定向钻进起源于石油钻井,随着钻探技术的不断深入,受控定向钻进技术从石油行业逐渐延伸到煤炭、地质等领域,发挥着重要的作用。

煤矿井下近水平定向钻进技术是钻探工程领域的一项新技术,通过对倾角和方位角的实时调节实现对钻孔轨迹的精确控制，保证钻孔轨迹在目的层中有效延伸，并可进行多分支钻孔施工，具有钻进效率高、一孔多用、集中抽采等优点，现已成为国内外瓦斯高效抽采的主要技术途径，并应用于地质构造探测和探放水等领域。

二、煤矿井下定向钻孔轨迹设计煤矿井下定向钻孔是通过对倾角和方位角的实时调节实现对钻孔轨迹的精确控制，保证钻孔轨迹在目的层中有效延伸。

（一）煤矿井下定向钻孔设计的一般原则1、充分掌握原始资料内容包括施工目的、技术要求等。

根据施工要求应尽量获取最全面的地质资料并及时更新主要信息，详细了解施工区域的地质情况和井下情况，便于合理设计施工方案，保障施工安全。

地质资料主要包括3项内容：地质报告（地质说明书）、采掘平面图、钻孔柱状图钻孔施工资料包括：瓦斯治理报告、瓦斯抽采数据、水文报告等2、可行性分析从技术、经济、效用等角度分析包括：煤层坚固性系数f、顶底板岩性、钻孔类型、钻孔长度（经济长度、能力长度）、供水供电情况、人员配置情况、工期要求（超前探工期紧张）3、尽量利用自然造斜规律4、考虑施工方便和安全钻进5、注重经济效益（二）定向钻孔设计的主要内容1、选择孔身剖面2、确定定向钻孔目标层位、靶区、靶点3、确定主孔和分支孔的施工方案，预留好分支点4、确定定向孔孔深轨迹参数参数包括：磁偏角、各孔段长度，起始点和终点的倾角、方位角，各孔段起点和终点的上下、左右位移，到达目标层位的倾角、方位角、上下和左右位移。

作者简介：王尔林（1965-），男，工程师，1984年毕业于南京地质学校地质调查与找矿专业，现任国家能源集团神东地测公司副总工程师，主要从事煤田地质勘探管理工作。

Tel：1854755873，E-mail：****************1引言神东矿区作为我国重要的煤炭生产基地，年产原煤超过2亿t ，矿井高效的产能，离不开先进生产技术和生产装备，煤矿履带式全液压千米定向钻机及定向钻进工艺在煤矿防治水工程、地质勘探工程的广泛应用，为煤矿高效开采奠定了基础。

随着定向钻进技术应用领域的拓展，其技术问题也日益凸显，需要及时总结，采取纠正措施。

在轨迹偏差控制、精准探测方面需要总结经验、分析原因；在设计、施工、成果分析环节采取必要控制措施，以此提高钻孔轨迹控制精度，为解决工程实际问题，提供有力保障。

通过对ZDY 系列煤矿履带式液压定向钻机应用定向钻进工艺技术的施工案例分析，在定向钻孔轨迹参数设计、实钻轨迹控制、地质条件、随钻测量系统几个方面对定向钻孔轨迹控制偏差来源进行分析、总结。

针对造成偏差的不同因素，总结切实可行的减小偏差的措施，为日后定向钻孔轨迹设计、控制等方面提供必要的参考依据。

1.1ZDY 系列全液压定向钻机的特点及优势1.1.1ZDY 系列全液压型钻机特点ZDY 系列全液压定向钻机是中煤科工西安研究院研制的煤矿井下用履带全动力头式液压定向钻机，目前神东矿区使用有ZDY4000LD 、ZDY6000LD 、ZDY6000LD （A ）、ZDY12000LD 4种类型。

ZDY 系全液压定向钻机相对常规煤矿坑道钻机钻进技术，采用孔底马达回转钻进工艺，以螺杆钻具传递钻井液驱动孔底螺杆马达旋转破碎岩石，钻杆不转动，其钻进能力强、钻机扭矩大，且钻孔轨迹可控，能够有效达到钻孔设计目的靶区，工艺上可实现回转、定向钻进，水平、上仰、下仰钻孔均可施工。

1.1.2ZDY 系列全液压定向钻机应用优势目前，神东各矿井在地质、防治水工程主要应用ZDY4000LD 、ZDY6000LD 、ZDY12000LD 型煤矿履带式液压钻机进行施工各类钻孔。

定向井井眼轨迹精准控制技术探讨定向井井眼轨迹精准控制技术探讨[摘要]定向井钻井⼯艺技术是当今油⽓勘探开发最先进的钻井技术之⼀，能够明显降低钻井成本，具有显著的经济效益，其中定向井主要有井眼轨迹控制设计、保持井眼稳定、保护油⽓层、提⾼钻井效率与安全施⼯五⼤任务。

螺杆钻具是⼀种动⼒钻具，能够⼤⼤提⾼钻头的转速，配合上PDC钻头，更是能够明显提⾼钻井速度。

在此基础上，本⽂提出了利⽤单弯螺杆钻具实现直井段防斜打快的⽬的。

防斜单弯螺杆钻具组合可以使钻头在低钻压下获得较⾼的转速，充分利⽤钻头的侧向切削能⼒，不仅有利于控制直井段井斜，也可以达到提⾼钻井速度的⽬的。

防斜单弯螺杆钻具中存在结构弯⾓，使其能够有更强的防斜、纠斜能⼒，⽐传统的钟摆螺杆钻具组合更为有效地控制井斜。

[关键词]定向井；井眼轨迹；控制技术中图分类号：S211 ⽂献标识码：A ⽂章编号：1009-914X （2018）28-0306-01在已有的旋转导向钻井⽅式直井防斜打快的基础上，设计出专⽤防斜单弯螺杆钻具组合，单弯防斜螺杆来控制井斜有三⽅⾯的好处：（1）在控制井斜时⽐钟摆钻具更加的稳定，防斜效果更加的明显；（2）控制井斜的同时，可以获更⾼的机械钻速，有效地解决了利⽤传统的钟摆钻具必须使⽤⼩钻压、钻井速度偏低的问题；（3）与导向钻具组合相⽐，不但有防斜的作⽤还有纠斜的作⽤。

1.定向井段井眼轨迹控制难点分析（1）同平台两井间井⼝地⾯距离⼩，⼀般五⽶左右，造斜段多为700～800⽶，直井段长，若在钻井过程中井眼轨迹控制效果不佳，会出现两⼝井直井段碰撞的现象，还可能出现井眼轨迹误差较⼤的问题。

（2）该区块储层位置较深，造成靶点相对较深，且下部地层倾⾓较⼤，对于定向井⽽⾔，光杆段较长，则井斜⽅位将会极难控制。

（3）裸眼段长，定向时⾼摩阻⼤扭矩。

（4）该区块地质条件复杂，岩性变化⼤，易缩径掉块。

2.定向井段井眼轨迹控制基本原则井眼轨迹控制就是在钻井施⼯过程中通过⼀定的⼿段使实钻井眼轨迹尽量能符合设计的井眼轨道最终保证中靶的过程。

定向井钻井轨迹影响因素与控制发布时间：2021-07-28T11:04:20.823Z 来源：《基层建设》2021年第13期作者：赵海滨[导读] 摘要：现代科技的快速发展，使得定向井的钻井技术得到了有效的发展。

中石化经纬公司地质测控技术研究院山东东营 257000摘要：现代科技的快速发展，使得定向井的钻井技术得到了有效的发展。

但是由于在钻井速度需求日益加大的今天，为确保钻井过程的安全性和高效性，加强钻井轨迹控制是一个不可避免和必须解决的问题。

所以必须加强对其影响因素的控制，并对其不断地创新和优化，才能更好地促进钻井技术水平的提升。

本文对定向井钻井轨迹影响因素与控制进行分析,以供参考.关键词：定向钻井；影响因素；轨迹控制引言定向井的钻井轨迹优化是确保钻井质量、安全和效率的有效措施。

所以我们需要加强对其影响因素的分析，并切实注重对其的优化和完善，注重实践经验的总结和完善，在技术、科研上加大创新力度，才能实现控制成效的最优化。

1强化定向井钻井轨迹控制的重要性在钻孔加工的实际定向过程中，只有在完全定义了钻孔指南后，后续钻孔操作才能顺利进行。

但是，在实际的钻孔加工过程中，通常会对钻孔产生严重影响，这可能会导致不当的钻孔管道，甚至导致低效率的钻孔加工和钻孔质量的下降。

因此，重要的是要在钻井中心定向的框架内彻底研究钻杆控制。

我们的石油地区大多地理复杂，地质复杂，在不同地理区域差异很大。

这对定向钻孔加工构成巨大挑战，因此需要对实际定向钻孔的经验驱动方向进行更严格的控制。

为此，定向井轨道的多级控制必须不断加强。

2影响定向井钻井轨迹精度的因素分析2.1设计方面的影响因素分析定向钻井施工人员保证施工质量的前提是获取准确的钻井固井，设计规划人员需要具备充分的专业水平和经验素质，能够结合现场地质勘察结果对轨迹进行设计优化。

在轨迹设计过程中，设计人员可以使用三维设计技术降低操作难度，但是部分复杂地质区域的定向钻井轨迹设计依然存在障碍物难以绕过的问题。

煤矿千米定向钻进施工方案XXXXXXXXXXX有限公司2018年2月目录一、定向钻进技术简介 (1)二、煤矿井下定向钻孔轨迹设计 (1)（一）煤矿井下定向钻孔设计的一般原则 (1)（二）定向钻孔设计的主要内容 (2)三、煤矿井下定向钻孔轨迹控制 (2)（一）定向钻孔轨迹控制主要参数 (2)（二）定向钻孔轨迹控制注意事项 (2)四、煤矿井下定向钻进工艺 (3)（一）定向钻进工艺流程 (3)（二）探放水和构造探测施工工程设计 (3)（三）定向钻进工艺 (5)五、施工设备与人员配置 (9)（一）施工工程设备配备 (9)（二）施工工程人员配备 (10)六、孔内事故处理 (11)七、钻孔施工注意事项 (11)八、灾害应急措施及避灾线路 (12)煤矿千米定向钻进施工方案一、定向钻进技术简介定向钻进起源于石油钻井,随着钻探技术的不断深入,受控定向钻进技术从石油行业逐渐延伸到煤炭、地质等领域,发挥着重要的作用。

煤矿井下近水平定向钻进技术是钻探工程领域的一项新技术,通过对倾角和方位角的实时调节实现对钻孔轨迹的精确控制，保证钻孔轨迹在目的层中有效延伸，并可进行多分支钻孔施工，具有钻进效率高、一孔多用、集中抽采等优点，现已成为国内外瓦斯高效抽采的主要技术途径，并应用于地质构造探测和探放水等领域。

二、煤矿井下定向钻孔轨迹设计煤矿井下定向钻孔是通过对倾角和方位角的实时调节实现对钻孔轨迹的精确控制，保证钻孔轨迹在目的层中有效延伸。

（一）煤矿井下定向钻孔设计的一般原则1、充分掌握原始资料内容包括施工目的、技术要求等。

根据施工要求应尽量获取最全面的地质资料并及时更新主要信息，详细了解施工区域的地质情况和井下情况，便于合理设计施工方案，保障施工安全。

地质资料主要包括3项内容：地质报告（地质说明书）、采掘平面图、钻孔柱状图钻孔施工资料包括：瓦斯治理报告、瓦斯抽采数据、水文报告等2、可行性分析从技术、经济、效用等角度分析包括：煤层坚固性系数f、顶底板岩性、钻孔类型、钻孔长度（经济长度、能力长度）、供水供电情况、人员配置情况、工期要求（超前探工期紧张）3、尽量利用自然造斜规律4、考虑施工方便和安全钻进5、注重经济效益（二）定向钻孔设计的主要内容1、选择孔身剖面2、确定定向钻孔目标层位、靶区、靶点3、确定主孔和分支孔的施工方案，预留好分支点4、确定定向孔孔深轨迹参数参数包括：磁偏角、各孔段长度，起始点和终点的倾角、方位角，各孔段起点和终点的上下、左右位移，到达目标层位的倾角、方位角、上下和左右位移。

定向井钻井轨迹影响因素与控制摘要：在定向井钻井施工过程中不断优化和完善钻井轨迹控制能够有效提升定向井钻井施工质量以及施工效率，同时也能实现定向井钻井施工的安全运行。

因此，必须要针对定向井钻井轨迹控制的相关影响因素进行全面分析，并结合实际情况不断进行总结完善，这样才能进一步提升轨迹控制效果。

本文主要从强化定向井钻井轨迹控制的角度入手对定向井钻井轨迹控制过程中的影响因素进行了深入探讨。

关键词：定向井；钻井轨迹；控制措施定向井的钻井轨迹优化是确保钻井质量、安全和效率的有效措施。

所以我们需要加强对其影响因素的分析，并切实注重对其的优化和完善，注重实践经验的总结和完善，在技术、科研上加大创新力度，才能实现控制成效的最优化。

1强化定向井钻井轨迹控制的必要性分析在定向井钻井施工中，我们只有对其钻井轨迹确定，才能为钻井工作的开展奠定坚实的基础。

但是在实际钻井施工中，难免会遇到钻井轨迹不合理的情况，这就会导致施工受到巨大的影响，带来的结果是生产效率下降和生产成本变高。

所以加强定向井钻井轨迹控制工作的开展就显得尤为必要。

加上我国不同地区在地形地貌和地质条件上不同，给定向井钻井施工也带来巨大挑战，在钻井轨迹精度要求上更高。

所以不管从那个方面来看，加强对其的控制就显得尤为重要。

2影响定向井钻井轨迹精度的因素分析2.1设计方面的影响因素分析钻井轨迹的确定，对于确保整个钻井施工质量的提升有着十分重要的意义。

所以在确定钻井轨迹时，主要是设计人员结合实际进行针对性的设计，但是由于其对设计人员的专业要求较高，需要大量的经验和专业的技术。

目前在定向井钻井轨迹设计中，三维设计技术已经得到了广泛的应用。

但是在很多特殊复杂的地质条件下，要想从障碍物绕开还存在一定的难度。

加上三维轨迹设计的精确性和缜密度难以满足实际需要：在绕开障碍方面的问题较多，在确定井身轨迹关键点时缺乏较高的精确度，对井眼曲率的校核精准率和最大曲率的精确度不高，对井身轨迹接点顺序和曲率问题的计算与校核的精确度不达标，导致定向钻井轨迹的精确度和合理性受到巨大影响。

华池地区定向井轨迹控制一、华池地区的定向井开发现状华池地区是中国石油资源富集的地区之一，拥有大量的潜在石油储量。

该地区地质条件复杂，地层构造不规则，地质构造多变，给定向井开发带来了很大的挑战。

传统的钻井技术在华池地区已经难以适用，需要采用更先进的定向井技术来应对挑战。

在华池地区，定向井开发已经取得了一定的成绩，但依然存在一些问题。

井轨迹控制精度不高、作业周期长、成本高等问题，限制了定向井开发的进一步发展。

如何提高华池地区的定向井轨迹控制技术，成为了当前亟待解决的问题。

二、定向井轨迹控制技术的重要性在定向井开发中，轨迹控制技术是至关重要的，它直接影响着井下作业的安全、效率和成本。

一方面，高精度的轨迹控制可以保证井眼沿着设计方向准确地钻进目标地层，提高了勘探与开采的成功率；优秀的轨迹控制技术可以大大缩短作业周期，降低成本，提高经济效益。

在华池地区，地质条件复杂，井下作业环境恶劣，对定向井轨迹控制技术有更高的要求。

华池地区的石油勘探与开采企业需要积极引进和研发先进的轨迹控制技术，提高定向井开发的成功率和效率，降低成本，实现资源的可持续开发和利用。

三、华池地区定向井轨迹控制技术的现状目前，华池地区的定向井轨迹控制技术还存在一些不足。

一是控井精度不高，无法满足复杂地质条件下的钻井要求。

二是轨迹控制过程中存在较大的人为干预，容易引发事故和安全隐患。

三是轨迹控制过程耗时长、成本高，影响了定向井开发的效率和经济效益。

在这种情况下，华池地区的石油企业亟需引进和应用更先进的轨迹控制技术，提高定向井的开发水平，实现安全高效的勘探与开采。

四、华池地区定向井轨迹控制技术的发展方向针对华池地区及其地质条件复杂的特点，未来发展的方向应包括但不限于以下几个方面：1.技术引进与应用：华池地区应积极引进国内外先进的定向井轨迹控制技术，结合区域特点，加以改进和应用。

引进先进的轨迹控制技术，可以提高定向井的钻探精度和安全性，降低作业成本，提高勘探与开采效率。