科创中国
一种煤矿井下近水平钻进用定向钻进工具
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2023-08-11 16:59:55
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：湖南省衡阳市| 黄荣华 | 2023-10-30 11:20:47
本发明公开了一种煤矿井下近水平钻进用定向钻进工具，包括弯外壳和套设在所述弯外壳内的主动轴，所述弯外壳沿圆周面设置有若干个方形通孔，所述方形通孔内设置有万向球组件；所述万向球组件靠近主动轴的一侧与套设在所述主动轴外圆周上的压紧环通过斜面配合，所述压紧环被套设在所述主动轴外圆周上的第二压缩弹性件压紧，使得所述压紧环通过斜面将所述万向球组件顶出所述方形通孔且与孔壁压紧。
随着我国煤炭向科学开采和绿色开采模式转变，对降本增效提出了更高的要求，利用井下长钻孔对工作面上隅角进行瓦斯抽采，以代替传统的高抽巷而形成的以孔代巷工艺技术具有广泛的应用前景，其中对长钻孔的施工导向工具是关键。该发明提供一种煤矿井下近水平钻进用定向钻进工具，所述压紧环为空心圆柱体，所述空心圆柱体左端延伸有锥形体；所述压紧环内臂一端设置有第一台阶；所述主动轴上套设有固定套；所述压紧环的内壁与主动轴的外壁形成环形腔体，其两端分别被所述第一台阶及所述固定套的端面封闭，形成封闭腔体。
目前在煤矿井下定向钻孔施工中应用比较成熟的主要是采用随钻测量加弯螺杆造斜的工艺技术，基本能够实现本煤层瓦斯抽采定向钻孔、底板探放水定向钻孔及顶板高位定向瓦斯抽采钻孔的施工，但这种工艺技术存在其局限性，钻进时主要依靠孔底动力钻具破碎岩石，在顶底板岩层中钻进效率低，特别是在顶底板大直径钻孔中成孔难度大，不能充分发挥大功率定向钻机的能力。另外一种是在石油钻井中应用的相对成熟的旋转导向工艺技术，实现了钻柱旋转过程中的定向钻进，具有明显的技术优势，但受煤矿钻孔直径的限制，及导向工具的复杂性，尚不能适应煤矿井下作业环境。本发明采用球体代替翼肋与孔壁压紧来支撑弯外壳。
南华大学是由工业和信息化部、国家国防科技工业局、中国核工业集团公司、中国核工业建设集团公司与湖南省人民政府共建，成立于1958年的全日制公立综合性大学。学校由原隶属中国核工业部的中南工学院、核工业第六研究所与原隶属湖南省的衡阳医学院合并组建而成。学校座落在历史文化名城湖南省衡阳市市区，占地面积3000亩。团队成员有戴兵，单启伟，罗鑫尧，张雷。
采用球体代替翼肋与孔壁压紧，支撑住弯外壳，使得弯外壳的中心轴线与孔壁中心轴线重合，保证工具面固定，将原来的滑动摩擦替换为滚动摩擦，大大降低对孔壁的摩擦力，有效保护孔壁；采用弹性压缩件向压紧环提供压紧力，压紧环通过斜面向万向球组件施加推力，使万向球组件压紧孔壁，避免钻井液产生泄露而发生钻孔倾斜；在主动轴上设置电控开关阀，在需要利用钻井液作为推动动力时关闭阀口，在进行钻进时打开阀口，保证钻井液的有效利用。
本技术具有较强的财务盈利能力，其财务净现值良好，投资回收期合理。综上所述，该技术属于国家鼓励支持的项目，技术的经济和社会效益客观，技术的投产将改善优化当地产业结构，实现高质量发展的目标。技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地保定，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接次项目。
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