摘要：定向钻机是煤矿井下水平定向钻进系统的核心设备,制动装置则是定向钻机实现定向钻进的主要功能部件。采用Abaqus软件对制动装置进行了有限元分析,对其工作过程中的应力场进行了数值模拟,并通过物理模拟试验对该仿真结果进行了验证。该仿真分析揭示了制动过程中制动盘的应力场分布规律,为制动装置的结构设计提供了重要依据,物理模拟结果为今后的数值仿真参数选取提供了参考。

摘要：常规定向钻机主要用于近水平顺煤层钻孔施工,回转转矩一般为3 000~6 000 N·m,一次成孔直径为96 mm。针对常规定向钻机转矩小、成孔直径小、不能完全满足煤层顶板高位定向钻孔的施工要求等问题,研制了适用于大直径高位定向钻孔施工的大功率定向钻机。通过研制大转矩动力头、大起拔力给进机构、高强度外平内墩粗定向钻杆、大流量泥浆泵车,大大提高了定向钻机在大直径高位定向钻孔施工过程中抱钻、卡钻等事故的处理能力,提高了定向钻机的地层适应性。进行了高位大直径定向钻孔试验,在试验过程中,首次尝试了扩孔开分支法,并成功完成分支孔钻进。针对扩孔时无法进入原钻孔的问题,设计了带导向作用的双极扩孔钻头。

摘要：以ZDY6000LD型定向钻机为例,对该型号设备的基本性能参数、结构构成和基本原理进行了介绍。从钻场与钻孔设计、定向钻孔施工工艺过程两个层面详细分析了定向钻机成孔技术在煤矿瓦斯抽采中的实践应用情况。结果发现定向钻机成孔技术不仅生产效率高,且瓦斯挫折效果好,可以有效降低矿井内的瓦斯浓度,保障煤矿开采安全。

摘要：定向钻机排水系统的工作效率会对钻孔施工进度产生重要影响。指出了目前排水系统存在的弊端与不足,设计了一种基于FX3SA PLC控制的自动排水装置。根据水箱中液位传感器传回的信息,经PLC处理后发出指令控制排水泵的启停,同时在PLC的控制下,控制风压的电磁阀定时开闭使风泵具备了定时排水功能。该装置实现了定向钻机排水系统的自动化控制,对于矿井的高效、安全生产具有重要意义。

摘要：针对目前定向钻机转矩较小、通径小、更换卡瓦慢、上下钻杆不便,不能完全满足煤层顶板裂隙带大直径定向钻孔施工要求的问题,研制了ZYWL-23000DS大功率定向钻机。在ZYWLD系列定向钻机研制的基础上,重点对双马达动力头、快换卡盘、大通径夹持器、旋转与制动功能互锁、辅助上下钻杆装置等关键技术进行了研究,并对钻机进行了负载性能测试,钻机的各项性能参数达到设计要求。该钻机作为目前煤矿井下用转矩最大、起拔力最大的定向钻机,可有效提高顶板裂隙带大直径定向钻孔的施工效率。

摘要：利用顺煤层、顶板高位钻孔抽采煤层气是当前煤矿井下煤层气综合治理最直接、有效的方法。提高定向钻孔钻进速度和起伏变化大、薄厚不均煤层中的钻遇率,降低施工人员劳动强度,提高钻孔事故预防能力,适应煤矿智能化发展需求,满足煤矿井下长距离定向钻孔施工的智能化钻进装备是当前煤矿井下钻探领域亟待解决的重要问题。基于地质导向和旋转导向钻进施工对钻机精确控制的实际需求,以及煤矿智能化发展的迫切需要,提出了基于防爆电液控制技术的煤矿井下长距离定向钻进装备自动化控制和分体紧凑布局设计的集成化解决方案。重点解决总体紧凑布局设计、关键执行部件设计、自动装卸钻杆技术、防爆电液控制技术、大流量泥浆泵单元设计等设计和技术。研制的ZDY25000LDK智能化定向钻进装备,实现了长距离定向钻进施工过程中自动化装卸钻杆控制、智能化定向钻进施工、参数实时监测以及典型故障智能诊断与预警等功能,使定向钻进装备的智能化水平得到全面提升,为旋转导向和地质导向施工,以及“以孔代巷”大直径定向钻孔高效施工提供了可靠装备保障。

摘要：针对煤矿井下定向钻杆采用人工方式加接和搬运劳动强度大、安全性差的问题,基于大直径定向钻机结构布局和钻进工艺特点,提出了一种定向钻杆辅助上杆及搬运组合方案,对其工作原理和设计要点进行了详细介绍。测试和试验结果表明:该方案能够实现长度3 m大直径定向钻杆的快速加接和机械化搬运,为煤矿井下大直径定向钻机的推广应用提供了有力支持。

摘要：为有效解决松软破碎煤层透气性低导致的抽采效率低的问题,利用超大功率的ZYL-17000D定向钻机实现在松软破碎煤层中进行长距离钻进,采用随钻测量装置对长钻孔施工时出现的实际钻孔轨迹与设计钻孔轨迹进行实时比对,对存在偏差的钻孔进行及时纠偏,实现钻孔轨迹的实时跟踪控制。并在长平矿松软破碎煤层中进行现场施工,实现了钻孔长度达到300m的技术突破,每米钻孔抽采纯流量达到0.025m^(3)/min,与同一区域的普通顺层钻孔相比,抽采量提高了20.8倍,施工周期缩短了78d。大功率定向钻机长距离钻进的实验成功,验证了大功率定向钻机满足松软破碎煤层瓦斯治理需要,为松软破碎煤层的瓦斯治理提供了一种新的瓦斯治理思路。

摘要：为满足某型定向钻机泥浆泵流量调节要求,设计了一种用于调节泥浆泵输入转速的手动变速箱。该变速箱结构紧凑,共4个挡位,每个挡位均为两级减速。变速箱输入轴、输出轴与过渡轴采用V形布置方式,变速箱共装有4对齿轮,每对齿轮采用两两排列组合方式实现4个挡位变速。结果表明,变速箱操作简单、工作可靠,能满足泥浆泵变速要求。