钻前施工总结

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钻前施工总结范文第1篇

【关键词】 突出煤层掘进工作面现场案例经验方法

1 问题的提出

平岗煤矿始建于1970年建矿,1972年投产,片盘斜井开拓,1978年对斜井群进行矿井集中改造,1984年实现了井下集中生产,矿井设计能力72万吨/年,1993年对矿井进行开拓延深,1994年改扩建矿井设计120万吨/年,2001年二水平正式投产,同时一水平停产。目前矿井主要生产布置在二水平。2008年矿井生产核定能力为120万吨/年。目前矿井主采煤层为14#煤层,开采深度570～900m。该矿井下地质条件复杂,煤层赋存条件差,断层带多,2012年瓦斯鉴定结果:绝对瓦斯涌出量为72.7m3/min;相对瓦斯涌出量为81.1m3/t ,属于突出矿井。

平岗煤矿目前开采的14#煤层是具有突出危险性煤层,该煤层面临大采深、高瓦斯、低透气性等多种不利条件影响,给掘进施工的带来诸多难题,严重制约掘进施工速度,影响了作业安全及矿井的持续发展,如果破解掘进施工时的防突问题,成为掘进快速施工的瓶颈。

2 现场应用的措施

平岗煤矿下延采区14#左三面,该面施工过程中:尾巷采用的是沿空留巷,施工上巷的过程中执行区域防突措施。采取的方法是:预先利用3200履带式钻机在尾巷给上巷打本层长钻,预抽上巷100米范围内的瓦斯,在检测各项指标达到安全生产要求时,掘进队组方才进入施工,该巷道采用的是综掘连续化作业,工作面设计打60米的超前探眼和20米的解析眼,预留10米余孔,反复循环。施工的过程的在尾巷向上巷打检测孔,最大限度的减少打钻对掘进队组施工速度的影响,施工该巷道掘进队组月均掘进速度达200米以上。实践表明,该方法具有成本低、安全高效、多工种平行作业的优点(图1）。

平岗煤矿东一采区14#右三巷,该掘进施工作业执行以区域防突为主、局部防突补充的“双四位一体”综合防突措施,区域打不少于70米深的超前钻孔,控制巷道轮廓线15米,打完钻后立即封孔预抽。进尺前进行区域效果检验和区域验证,指标不超方可前进(前进40米,保留20米余孔,反复进行)经过区域长钻预抽,掘进施工时回风瓦斯浓度一般在0.4%-0.5%。该方法虽然能有效预抽瓦斯,使用也较为普遍,但有打钻时间长、预抽时间长、多工种不能平行作业、缺乏安全性等弱点（图2）。

3 总结经验的方法

平岗煤矿掘进队组防突工作采取区域长钻预抽、递进掩护、穿层钻孔预抽三者相配合的方式。总体上说突出煤层尽量采取打穿层钻及掩护钻的方式来消突,既可以多工种平行作业,又能加快施工速度确保施工安全。总结的经验有:

一是,穿层钻孔消突。平岗矿逐步推广采用下段顶板高抽巷穿层钻孔预抽解放上段煤巷消突方式。在高抽巷岩石开孔,能有效预抽下段上巷附近50米内的瓦斯,掘进队组施工时执行局部措施即可,从而实现掘进队组的快速掘进(图3）。

二是,施工掩护巷道。为下巷消突,施工一防突工程巷(回采时可当瓦斯抽采巷使用),在上巷打区域钻给防突巷消突,在防突巷打区域钻给右四下巷消突。即“递进掩护”掘送方式,进而递进消突,为防突及瓦斯治理和掘进施工的快速掘进创造条件（图4）。

三是加强石门揭煤、过断层揭煤的管理。揭煤工序形成程序化、制度化,能确保揭煤安全,为掘进施工挣得时间,现场表明揭煤掘进工作面实行超前打钻泄压、注水预抽等措施能有效加快施工进度,确保施工安全。

钻前施工总结范文第2篇

关键字：非开挖技术、定向钻技术、泥浆配置

Abstract: directional drilling technology and give full play to its excavation in not of the process of the construction of the gas ZhuGanGuan characteristics, has wide development prospect and technical and economic competitiveness. This paper mainly summarizes the directional crossing projects in the trajectory design, mud configuration, pipeline detection, pipe connection, orientation, the hole reaming, back to drag pipeline etc convenient practical experience for reference to fellow.

Key word: trenchless technology, directional drilling technology, mud configuration

中图分类号：TU996.6+3文献标识码：A 文章编号：

1.前言

当前，非开挖技术在城镇敷设地下管线的施工过程中采用的越来越广泛，非开挖技术是利用微开挖或不开挖技术对地下管线、管道和地下电缆进行铺设、修复或更换的一门科学。定向钻技术是非开挖技术重要的组成部分，定向钻技术适用范围较广，在珠三角地区的地下管线敷设中得到进一步的应用和发展。

2.定向钻挖技术概述

随着社会的发展，在的城镇的地下管网施工中，拥有安静、环保及不妨碍交通等优势的定向钻技术越来越受到欢迎。水平定向钻穿越设计是一个全面的系统的设计，它涉及的设计面非常广，其中包含了管道安装、地质、力学、材料等学课知识。

定向钻技术进行管线穿越施工，一般分为两个阶段：第一阶段是按照设计曲线尽可能准确的钻一个导向孔；第二阶段是将导向孔进行扩孔，并将产品管线（一般为PE管道、光缆套管、钢管）沿着扩大的导向孔回拖到导向孔中，完成管线穿越工作。

定向钻施工有如下特点：（1）施工具有不会阻碍交通，不会破坏绿道、植被，不影响居民的正常生活和工作秩序。（2）施工精度高。易于调整敷设方向和深度，管线弧形敷设距离长，完全满足设计要求埋深，并且可以是管线绕过地下的障碍物。（3）对周围环境没有影响，不破坏地貌和环境，适应环保的各项要求。（4）施工不受季节限制，具有施工周期短、人员少、成果率高，施工安全可靠。（5）施工进出场地速度快，场地可以灵活调整，占地少，工程造价低，施工速度快。

3.工程概况

本工程位于广东省某市马牙路燃气气主干管敷设工程，本次定向穿越为马牙路燃气主干管穿越环市北路，穿越点地质大概情况为回填风化泥、流沙、建筑回填土、粘土等。管道由马牙路与环市北路交叉路口北边的人行道穿越环市北路至路的南边人行道上。穿越长度约为277米，穿越出钻后接驳原有燃气管道。

3.工程实施

为了科学、合理、经济、安全地组织好江海大道的燃气管道施工，我们制定出可操作的定向钻施工工艺。

3.1工作方法选取

马牙路燃气主干管穿越环市北路定向钻穿越部分工程设计，结合了施工现场的实际情况、城市燃气管道设计规范以及水平定向钻施工规范的要求，选定“泥水平衡定向钻式”工法作为本工程的施工方法。该工法的主要特征是利用高压泥浆配合整个施工顶进过程，具有适应土质范围广、施工速度快、对周围环境影响小、安全系数高等特点与其他施工方法相比，更具有环保效果好、工程造价低、施工质量好等优势。

本次穿越施工采用1D325×6三层PE防腐燃气钢管敷设。燃气管穿越的弯曲半径为1200D（390米），管道穿越实长约为160米，穿越深度为-5.5米（道路地面标高为：±0），入钻角度为9°，出钻角度为7°。详细的设计情况如下图所示。

3.2配制泥浆

泥浆系统由泥浆混合搅拌罐和泥浆泵及泥浆管路组成。其中，泥浆的性能取决于其成分配方，原材料的选取最为重要，必须结合当地的工程地质情况进行。良好的泥浆配制可以钻头，减少磨损，软化地层，易于钻进；泥浆可以携带碎屑返回工作坑，在回扩过程中稳定孔壁，在回扩和拖管时管道。

本次泥浆的配制在专用的制作混配泥浆机中进行。混配泥浆机在配置过程中要求不能停机，泥浆材料要求同时按配比加入，在加入钻孔泥浆材料后，要不断进行循环混配。 在配制泥浆前需进行施工用水的化验，本工程测得现场施工用水的PH值为5，我们采用了土质酸碱调试剂把水的PH值调到设计要求：ph=9。本工程穿越的比较恶劣地层是流砂层，我们查询了国内外相关技术手册并结合以往工程经验进行了特种化学泥浆的配制。泥浆成分及其效用简单表示如下表：

序号 泥浆配剂主要组成成分 效用 含量

1 钻头化粘剂 阻止泥巴裹住钻头、扩孔器、钻杆 1%～2%

2 土质稳固浆 、稳固土壤、支撑孔壁 5%～10%

3 土质凝结剂 、冷却、排屑、膨化凝结周边土壤 1%～2%

4 液态聚浆剂 冷却、稳定泥浆成分 3%～4%

5 特殊织聚立干粉 保持泥浆成分、封闭地下水渗入 3%～5%

6 土质酸碱调试剂 调节地下水与泥浆的酸碱度 1%～10%

实施过程中证明，良好的、周密性的泥浆配制方案，在整个定向钻施工成功实施中起到决定性作用，此次配方为我们在以后工程中总结经验、吸取教训提供了重要的参考依据。

3.3施工过程

定向钻工法的施工过程主要包括管线探测、轨迹设计、管材连接、导向钻进、扩孔护壁、回拖等几个组成部分。在本工程中，我们顺利地完成定向钻技术施工，在实施过程中以下几个方面，要特别予以注意：

（1）导向孔的控向操作。

控向仪器的调试对施工的精度影响很大，进而影响整个施工质量。我们采取以下几点措施，来保证调试质量：一是安排经验丰富、技能过硬的控向技术人员进行操作；二是控向仪器使用最先进的仪器数据系统；三是探棒要定期消磁，以防磁化而影响精度；四是探棒使用前要调校；五是一定要设法消除现场干扰源的干扰磁场。

（2）管材连接措施。

管道的连接安装质量直接关系到穿越施工的质量，该工程由于管道安装区域长度不足，需要分两段进行接驳。为了保证两段管中间的接驳质量，我们采取了以下措施：一是材料上提供保证。引进当前先进的DC—400焊机，采用6010高强纤维素焊丝作为焊接设备与材料；二是作业人员的保证。安排拥有十年长输管道焊接安装经验的焊工操作，并按照双向管道下向焊接工艺进行。该焊接口经过探伤检测，结果为Ⅱ级合格。该操作的顺利完成，为工程回拖施工抢占了有利的位置。

（3）回扩孔工序。

循环扩孔的过程中必须进行回扩数据的分析，包括：推拉力、扭矩力、泥浆压力等，分析其是否符合管道回拖的要求。在回扩工序中，结合现场地质的实际情况，合理选用扩孔器组合，是顺利完成本工序的关键。

（4）管道回拖工作。

在管道回拖过程中，由于本次穿越的焊接场地受到现场场地条件的局限影响，穿越管线需要分两次安装，管道回拖过程中需要停下进行管线驳接，为了保证管道顺利回拖并确保管道顺利穿过流砂层，我们采取了特殊的施工工艺。第一，在管道进入流砂层前就进行管道的连接，由于管道停留较长的一段时间都处于稳定的土层中，对回拖影响将会比较少，能保证管道在孔洞内停留过程中不被土层泥包含卡死。第二，为了减少管道穿越恶劣土层的风险，使用两台水平定向钻机进行管道回拖，其中一台水平定向钻机在恶劣土层中进行辅助回拖的作用。

4.结语

钻前施工总结范文第3篇

【关键词】油田 大尺寸井眼 刮壁器 水力破岩 跳钻

油田多数地区上部井段泥岩极易吸水膨胀，造成井眼缩径，一般地层压力系数在1.00左右。下部泥页岩水敏性强，易垮塌及剥蚀掉块，中间还有断层及不整合面，下部地层压力一般在1.35以上，有的甚至超过1.50。由于随着油田对深层的开发和地层因素，井身结构越来越复杂，需要下技术套管的井在不断增加。油田在井身结构方面已形成比较成熟的方案，采用最多的是Ф311.1mm或Ф444.5mm井眼，下Ф244.5mm或Ф339.7mm技术套管。钻井中大尺寸井眼进尺占的比例也在增加。从近几年大尺寸井眼施工情况可看出进尺比例在大幅度增加，每年施工大尺寸井眼口数、进尺和平均井深均有大幅度增加，大尺寸井眼总进尺比例由18.61 %提高22.36%。以往井深2000米左右的大尺寸井眼平均机械钻速一般在10m/h左右，大尺寸井眼平均施工周期较长，这些问题不但影响钻井效益，制约钻井的发展，同时也影响勘探开发和综合效益的提高。为此，油田提高大尺寸井眼钻井速度，缩短施工周期是亟待解决的问题。

一、大尺寸井眼施工技术现状

本文对近年大尺寸井眼钻井情况从钻进速度、钻头使用情况、测井成功率、施工周期等方面进行统计分析。可以看出，施工大尺寸井眼平均井深1692米，平均机械钻速9.98m/h，比同期同井段的普通井眼（Ф215.9mm）平均机械钻速25.75m/h低15.77m/h，大尺寸井眼口井平均钻头用量2.20只，平均单只钻头进尺766m，电测成功率82.2%，平均施工周期为17d3h。各项技术指标都较低。较深大尺寸井眼施工速度更慢。可以看出，大尺寸井眼深度超过2000m的井各项技术指标更低，平均机械钻速只有8.75 m/h，平均口井用钻头为6只，施工周期25d12h，其中埕岛油田某井用31d8h。较慢的机械钻速延长了裸眼段的浸泡时间，给井壁稳定带来了许多难题。总之，通过对大尺寸井眼技术现状分析，得出油田大尺寸井眼钻井施工技术落后，速度慢，井下复杂多，钻井成本高。必须研究新的大尺寸井眼施工技术方案，提高大尺寸井眼钻井速度，缩短施工周期，降低钻井成本。

二、提高大尺寸井眼钻井速度技术方案

（1）研制新型钻头，解决钻头型号单一问题。钻井院开发的胎体大尺寸PDC钻头（P273MF、P273MJ等9种产品）。目前最常用的为P273MF、P273MJ两种。P273MF的主切削齿是复合片，辅助切削齿是硬质合金柱。硬质合金柱布置在复合片后面，且出露适当低于复合片。这种钻头在软地层钻速不慢，而在硬或夹层中也不会太慢。提高了钻头的稳定性，从而提高了钻头的工作性能。P273MJ采用两种尺寸的复合片，一级切削为较大尺寸复合片，二级切削为小尺寸复合片。二级布置在一级后面，且出露高度低于一级。在使用初期，主要靠大尺寸复合片切削，可获得较高的机械钻速，主要适应2200m左右的深度。

（2）多功能钻具结构。通过多口井对不同钻具结构试验，总结出了比较适合大尺寸井眼的塔式钟摆钻具（Ф311.1mm井眼钻具结构为：Ф228.6mmDC*30m左右+Ф203.2mmDC*40m+Ф308mm（刮壁器）+Ф203.2mmDC*20m+Ф177.8mmDC*30m+Ф127DP；Ф444.5mm大尺寸井眼常采用的钻具结构为： Ф279.4mmDC*30m左右+Ф228.6

mmDC*30m左右 + Ф440mm（刮壁器）+Ф228.6mmDC*30m左右+ Ф

203.2mmDC*40m+Ф440mm（刮壁器）+Ф203.2mmDC*20m+Ф177.8mm

DC*30m+Ф127DP（对于大尺寸井眼较深的井，刮壁器可加2～3只，第一只距钻头60m左右，最上一只距钻头300m左右）。改变后的钻具结构不同井眼由于增加了Ф228.6mmDC或Ф279.4mmDC，增大了钻具的强度与吊钻时钟摆效果，不但有利于钻头的防斜，而且由于使用大直径钻铤，增加了下部钻具的刚性与惯性，解决了蹩钻和钻头的早期破坏问题。这种钻具结构即适合PDC钻头的小钻压又适合牙轮钻头大钻压钻进。下刮壁器即起钟摆的支点又对钻出的井眼起到再次修复与清砂作用，能使井眼更加规则，上刮壁器能减少短起下钻的次数，并有利于起下钻等作业。

（3）提高水力破岩能力。目前水力破岩能量低的主要原因是：一、受钻机动力、设备及辅助系统限制，泵压不能提的太高；二、钻具内水力损失大。为解决该问题，通过改善钻井液性能，提高钻井液悬浮岩屑和携带岩屑能力，从而降低循环排量，达到提高泵压与降低钻具内压力损耗，增大钻头水眼压降，最终达到提高水力破岩能量。

（1）钻头的选取与钻进参数。根据大尺寸井眼井深不同， Ф

311.1mm井眼二开选用不同的钻头。对较浅的井眼（1500m左右），选用HAT126或HAT127牙轮钻头，一般一只牙轮能钻完进尺。钻进参数：明化镇以上井段采用钻压140～180KN，循环排量在50～60L/s左右，转盘转速180r/min左右。明化镇以下井段采用180～240KN钻压，循环排量在50L/s左右，转盘转速120r/min。大尺寸井眼深度大于1500m的井，由于一只牙轮钻头钻不完设计井深，可把牙轮与PDC钻头结合使用，也可全部选用PDC钻头。

（5）优选钻井液体系提高井眼的稳定性。优选优配确定了两种钻井液体系。一种是：LS-AOF聚合物防塌体系，其配方为：1%LS-AOF+2%HPAN+0.5%NaOH+2.5%FTJN+3% QS-1。它适应于井深2200m左右的大尺寸井眼，该钻井液体系特点是抑制性强，具有良好的防塌性和悬浮性、较高的动塑比、性、触变性等，能满足2200m左右大尺寸井眼施工的需要。另一种：硅基聚磺钻井液体系，配方为：1.2%PAM+1%LS-AOF+1.5%HPAN+0.5%NaOH+2～3% FTJN +3%FT-1+2%SMP+1%SF-1+3%QS-1。它适应于井深3000m左右的大尺寸井眼，该体系具有良好的抗污染及抗温能力，性能稳定，有很强的封堵和护壁能力，有良好的性、触变性。

三、现场应用

海上油田某井设计Φ311.1mm井眼深度2270m，完钻层位沙二段。二开从井深150m选用P273MF钻头，钻具结构为：Φ311.1mmPDC钻头+Ф228.6mmDC*27.56m+Ф203.2mmDC*18.23+

钻前施工总结范文第4篇

[关键词]定向井；五段制；轨迹控制；胜利油田

中图分类号：TE243 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）14-0088-01

五段制剖面定向井井眼轨迹形如“S”，施工具有大扭矩、高摩阻、携砂困难、易出键槽等难点，施工难度较大，在定向井施工中不常采用[1]。2012年以来胜利油田开展了五段制剖面定向井优快钻井技术的配套攻关。施工中在钻头选型、钻具组合、钻井液防塌技术、电测防阻卡等方面不断总结完善，逐步形成了配套的钻井技术，克服了五段制剖面的各类复杂情况，实现了五段制剖面定向井的优快钻井。

1 上直井段

（1）施工要点

上直井段打直，高转速保证井身质量，优选水力参数提高钻井速度。起钻前对钻井液进行认真处理，保证造斜钻具顺利到底。

（2）钻具结构

Φ215.9mmHAT127钻头+Φ177.8mm钻铤2根+Φ214mm扶正器+Φ177.8mm钻铤4根+Φ127mm加重钻杆5柱+Φ127mm钻杆

（3）钻井参数

钻压40-120KN；转速80-120rpm；排量32-35L/s；泵压18Mpa。

2 定向增斜及稳斜段

（1）施工要点

在施工中需灵活掌握增斜完时的最大井斜角和方位角余量。

（2）钻具结构

Φ215.9mmPDC钻头+Φ172mm动力钻具1.25度+回压凡尔+Φ208mm欠尺寸扶正器 +定向接头+Φ177.8mm无磁钻铤+Φ127mm加重钻杆5柱+Φ127mm钻杆

（3）钻井参数

滑动钻进参数：钻压10-60KN，转速0r/min，排量32-35L/s，泵压18Mpa；复合钻进参数：钻压10-80KN，转速60-80r/min，排量32-35L/s，泵压18-20Mpa；

（4）分析

建议使用多头高速螺杆钻具配合专用定向PDC钻头施工。螺杆钻具的寿命保证在120小时以上。井斜角定向起来以后，留下合适的井斜角方位角余量，尝试复合钻进，根据复合钻进效果，调整钻井参数，滑动钻进和复合钻进相结合，确保施工中井身轨迹平滑。为确保中靶成功率，稳斜段施工必须使用螺杆钻具且配合使用欠尺寸扶正器以提高复合钻进轨迹平滑性，钻具组合同增斜段钻具组合。本稳斜井段为调整段，根据井斜角及降斜段的设计降斜率，确定合适的降斜点。

3 降斜段及下直井段

（1）施工要点

降斜段开始时必须坚持每个单根测斜，分析降斜情况，及时调整[2]。如果出现降斜率偏差很大时，及时更换钻具结构，井斜角小于8°后转入吊打，给下直井段创造良好的条件。降斜段相当于第二造斜段，施工中有时采用螺杆钻具降斜。

（2）钻具结构

钻具结构： Φ216 mm PDC或牙轮钻头+Φ177.8mm无磁钻铤+ 177.8 mm钻铤1根+Φ214 mm扶正器+Φ177.8 mm钻铤1根+Φ214 mm扶正器+Φ177.8 mm钻铤1柱+Φ127 mm加重钻杆15根+Φ127 mm钻杆。

（3）钻井参数

钻压：牙轮钻头小于120KN、PDC小于80KN；转速60-80r/min；排量32-35L/s；泵压18Mpa。

（4）分析

降斜段的钻头选型很重要。一般优选使用PDC钻头，配合小钻压钻进，通过调节钻压来控制降斜率，可以很好的满足井身轨迹，降斜率可控制在-2°/100m至-10°/100m。扶正器的直径对降斜钻具降斜率影响很大，通过多次现场施工表明，井眼直径与扶正器直径差以小于2mm为宜[3]。

下稳斜段为直井段，主要技术要求为防斜。采用PDC钻头，使用较小钻压，可以很好地进行防斜。通过将钻压控制在40kN以下，井斜维持在3°左右，并保持到完钻。

4 配套技术措施

（1）为了防卡，在钻具中接入随钻震击器，位于中和点位置附近[4]。

（2）为实现复合钻进时井斜角方位角的稳定，螺杆钻具后接入欠尺寸螺旋扶正器，外径Φ208-Φ210mm。

（3）为防止东营组以上地层糊井眼，钻具中接入欠尺寸条式修壁器（Φ212-Φ214mm）。每次起钻换钻头并再次将修壁器调整到合适井段，在良好的钻井液性能的协助下，保证了上部井眼的规则畅通。

（4）降斜段为减少井下摩阻，防止粘卡，简化钻具组合，使用螺旋钻铤代替普通钻铤，并增加加重钻杆数量。

（5）胜利油区沙河街组及以下地层温度高、地层水敏性强、井壁稳定性差、坍塌掉块严重。钻井液优选使用聚合物防塌钻井液体系或强抑制性防塌钻井液体系。钻井液减阻方面：采用固体剂（石墨粉类）与液体剂（聚合醇类）相配伍，比单一使用效果好；当固体剂≥1.5%、液体剂≥10%时钻井摩阻可达到突变点。

5 结论及认识

（1）上直井段要防斜打直，尽量避免直井段负位移或造斜点处狗腿度过大。

（2）条式修壁器能够有效保证上部井眼规则畅通。

（3）降斜段简化钻具组合，使用螺旋钻铤代替普通钻铤，增加加重钻杆数量能有效减少井下摩阻，防止粘卡。

（4）优选PDC钻头施工降斜段与下直井段，可以获得较好的降斜与防斜效果。

（5）五段制井眼电测前稠钻井液的封井与干通可以大大提高电测一次成功率。

（6）下直井段钻进钻具处在两个弯曲段内，长时间处在较大交变应力下，容易疲劳损坏，要定期倒换钻具、探伤。

参考文献

[1] 陈庭根，管志川.钻井工程理论与技术[M].东营：石油大学出版社，2000.

[2] 唐大鹏，时江涛，吕成员.长裸眼大斜度多目标定向井钻井技术[J].石油钻采工艺，2001，23（5）：14-15

钻前施工总结范文第5篇

【关键词】定向钻进；钻孔设计；施工工艺；限制因素；改进

1、定向钻孔施工的工艺原理

煤矿井下定向钻进是采用水力排渣、随钻测量的一种钻孔施工工艺，是利用泥浆泵将静压水通过加压后，通过钻杆内侧供水通道送达孔底，驱动孔底螺杆马达旋转，为钻头旋转切削煤岩提供动力，水沿着钻杆与孔壁之间的间隙排除孔内钻屑。施工过程中通过随钻测量系统实时测出孔底钻具空间姿态参数（倾角、方位角、工具面向角等），操作人员通过对比施工参数与设计参数，调整孔底钻具工具面向角，进行下一次钻进，依次按照此步骤施工直至实际钻孔轨迹沿着设计轨迹钻进至终孔。

2、定向钻孔的设计

定向钻孔施工前必须预先设计好钻孔轨迹，定向钻孔轨迹的设计应考虑到以下因素：钻孔的类型，施工钻孔的个数及预计孔深、钻孔分支孔的数量、孔深及分支位置等，轨迹设计前，尽可能多的收集到能准确反映钻孔布孔平面和空间区域的地质测量资料（包括煤层顶底板等高线图、综合柱状图，采掘工程平面cad图、局部探眼或钻孔柱状图等），分析布孔区域煤层瓦斯含量及压力、煤层顶底板岩性变化及煤厚变化情况。下面以顶板瓦斯抽放钻孔设计为例说明如何进行定向钻孔轨迹设计：

2.1钻孔方位角设计。设计钻孔方位角时，必须先明确工作面顶底板等高线图的真方位角a，然后再确定钻孔施工的主方位角b，顶板瓦斯抽采钻孔距离回风巷平距一般为10～30m，可以设计2～5个定向主孔，开孔间距控制在0.5～1m，再确定分支钻孔的个数及开孔位置，分支钻孔开孔位置均布置在工作面收作线以内，这样可减少无效孔段的施工，钻孔设计孔深在300～600m为宜，主孔方位在进入收作线后保持平行轨道顺槽延伸，主孔方位角确定后，再设计分支孔的方位，使钻孔终孔在平面上等间距分布，平均间距5～7m。

2.2钻孔倾角设计。倾角的设计应兼顾到两个方面，一是高位钻孔最佳抽采高度，二是岩性情况。钻孔的终孔垂高应分布在煤层顶板裂隙带内，淮南矿区高位钻孔最佳终孔高度一般控制在煤层顶板垂距15～25m范围内。在确定最佳垂高范围后，在通过综合柱状图和沿轨顺方向轨顺顶煤层顶底板岩性柱状图确定终孔目标层位，钻孔的剖面轨迹应本着尽量在稳定岩层中钻进原则。钻孔的平面和剖面轨迹手动绘制在cad平剖面图上后再确定每个孔不同孔深段的方位角及倾角具体参数，将参数输入专门的定向钻孔轨迹设计表格，一般先进行方位角数据调整，观察设计表格中钻孔左右偏差数据情况，不断调整方位角数据，直至左右偏差数据符合要求，方位角参数确定好后，再调整倾角参数，注意钻孔上下偏差数据，直至上下偏差数据符合要求，调整方位角和倾角时还要注意钻孔的弯曲强度数据，一般尽量不要超过2°/6m，最后将钻孔的平面和剖面绘图数据导入cad成图，对比手动绘制cad平剖面轨迹和绘图数据生成的cad平剖面轨迹，不断调整方位角倾角参数，直至两个图形基本拟合为止。

3、定向钻孔施工准备及施工过程

3.1施工准备。为保证定向钻孔施工能够有序的进行，施工前主要要做以下准备：钻场选择及布置，钻场的选择是个很重要的环节，应根据施工钻孔的类型及空间布置进行选择，同时还应兼顾钻场周边顶底板岩性，由于施工定向钻孔排水量大且施工周期长，对孔壁的破坏较大，故钻场应尽量选择在岩性较好的地段。钻场的规格应根据定向钻机的型号合理开拓，以西安院ZDY6000LD（F）型定向钻机为例，一般为长×宽×高：6m×5.5m×3m。钻场内应该进行挂网喷浆，底部浇筑砼，定向钻孔施工对供排水都有要求，必须使用清水作为冲洗介质，而且供水量要求Q≥13mm2/h，因此要有完善的供排水系统，要有专门的排水泵，建议现场挖设两个长×宽×深：1.5m×1.5m×1.5m规格的水漾，一个用于沉淀钻屑，一个用于排水。另外定向钻孔施工过程中需要用的工具设备很多，而且价格昂贵，应采用专用工具箱放置，避免遗失。钻孔施工前，钻场内还必须提前标注清楚钻孔设计开孔方位角，以便施工人员移钻机对孔。

3.2定向钻孔施工过程

定向钻孔施工前必须将钻孔的设计参数导入井下电脑以指导定向钻进，定向钻进一般按以下程序进行。

（1）回转转进：采用回转钻进配扶正器保直钻进施工20-30m（具体孔深一般以穿过软岩层为准），然后采用进Φ189mm钻头扩孔至孔底。（2）下护孔管：孔口段下入Φ127mm护孔管，然后注浆加固护孔管，如果遇到有垮孔时，则需要向孔内进行高压注浆，使孔内形成水泥柱。（3）透孔：待孔内水泥充分凝固后，进行透孔至孔底。（4）定向钻进：透孔后，便可以下入定向钻具校正孔口工具面初值定向钻进3m或者6m测量一次当前钻孔孔底参数对比设计轨迹参数调整孔底马达工具面下一次钻进，每钻进一次后再进行一次探管检测，检测钻孔孔底当前倾角、方位角，然后调整孔底马达工具面继续钻进，依次进行下去至终孔，（见流程图1）。

定向钻孔施工过程中有一些注意的事项，如果不注重这些细节，可能会对施工带来不必要的麻烦，因此这里有必要强调一下，定向钻孔每班施工结束时作业人员应有意识的在电脑上保存好当班施工的数据。每次调整定向钻具工具面前，需要将孔底钻具提离孔底200mm左右，避免折坏孔底马达。在调整工具面时，除了开分支孔的情况除外，尽量避免工具面呈180°定向钻孔施工人员应认真仔细的记录每班施工情况主要包括施工过程中泥浆泵压力、钻机给进、起把压力变化情况，岩性变化情况等，及时反馈给施工技术管理人员，技术人员根据岩性变化情况及时调整施工方案，如钻孔轨迹路线上有断层或者裂隙带发育时，可以采用开分支绕开或者提前对断层或裂隙进行注浆加固，保护定向钻进施工的安全。

4、限制煤矿井下定向钻孔施工技术推广的因素

目前定向钻进技术的试验，不管是使用国内钻机还是国外钻机，施工过程中由于种种原因，使得使用定向钻进施工瓦斯抽采钻孔目前并未在煤矿井下广泛推广应用，总结起来主要是因为受到以下方面的因素制约：

定向钻进对于岩性条件要求苛刻，地层适应能力较差，定向钻孔施工时在遇到水敏性岩层及软岩层如炭质泥岩及砂质泥岩时极易出现垮孔，而在硬岩如细砂岩中钻进时，进尺效率太低，即所谓：“软的打不了，硬的打不动”。

定向钻孔的施工对于操作人员的素质及技术水平要求较高，而现在煤矿井下职工由于文化水平有限，要学习好并充分掌握定向钻进技术需要长时间的培训。

由于定向钻孔施工对施工现场供水及排水能力要求较高，施工的每个钻孔孔口段基本都要进行下套管注浆，有的遇到垮孔时，需要多次注浆，施工工艺相对常规钻进较复杂，而且钻孔施工周期一般比较长，这些对于井下钻探施工单位来讲，人力和物力成本投入太大。

5、定向钻机施工过程中需要改进的地方

煤矿定向钻进工艺目前在我国煤矿井下主要还处在试验阶段，根据西安煤科院6000LD（F）型定向钻机在淮南张集煤矿井下的使用情况，作者总结了常出现的一些问题，认为定向钻进应致力于在以下方面进一步改进。

（1）钻机设置及结构：分体式定向钻机的泥浆泵、电机与钻机操作台分开设置，操作人员在操作时很容易造成不能方便的看到泥浆泵压力变化情况，易造成孔内遇到紧急情况时，处理不及时，另外钻机占用的体积过大，钻机挪移不方便。

（2）随钻测量系统，随钻测量系统是整个定向钻进的核心部分，但通过使用西安煤科院的6000LD（F）的随钻测量系统，最容易出现的问题就是通讯失败，而造成通讯失败原因主要来着硬件方面，通常是钻杆接头松动，或者是孔底测量探管故障，遇到这些问题通常要起出孔内所有钻杆检查，既费时又费力，所以建议应该增强随钻测量系统抗震性及稳定性，尽量避免施工时出现通讯故障。

（2）孔底马达，孔底马达在定向钻进过程中起着承上启下的作用，也是孔内的主要动力转换装置，在定向钻进时，我们发现施工部分软岩及中硬岩石时，施工进度较慢，当遇到较硬岩层如含砂量较高的砂岩时，进尺效率极低，每班进尺都在几米左右，而且孔底马达也容易出故障，所以定向钻进要想推广，孔底马达的性能应该得到更加的增强，这也是刻不容缓的事情。