煤矿井下硬岩定向钻进孔底水力加压技术

为解决煤矿井下硬岩深孔滑动定向钻进过程中因钻柱托压效应引起的给进压力大、钻进效率低、钻孔深度受限等问题，提出了采用孔底水力加压方式提高钻头钻压的技术思路。通过借鉴石油钻井领域水力加压器结构并结合煤矿井下近水平孔钻进工况进行了孔底水力加压器结构设计，运用理论计算和数值模拟方法进行了水力参数设计。对样机进行了室内测试，测试结果表明采用Φ12 mm、Φ13 mm、Φ14 mm活塞水眼在流量200~450 L/min范围内输出轴向压力2~10 kN。在淮南张集矿进行了现场试验并总结出了一套孔底水力加压和水力辅助加压工艺，试验结果表明：滑动定向钻进方式下钻孔深度由464 m顺利延伸至578 m，深孔钻进时最大钻效由之前托压孔段的1 m/h以下提高至3 m/h以上，试验进尺内平均给进表压较托压孔段降低了23.8%、平均钻效提高了137%。