摘要：常规的煤田测井方法难以为顶板垮塌、瓦斯突出等复杂地质问题的解决提供有效的参数。应用正交多极子阵列声波测井,结合常规测井技术可以为煤田地质提供更多的物性参数。以淮南顾桥煤矿补7井的测井资料分析为例,提取纵横波速度比参数Vp/Vs辅助于岩性解释;与常规测井成果组合计算岩石力学参数对煤层顶板稳定性进行评了价;利用横波分裂现象对地层的方位各向异性进行分析,预测裂缝发育带。补7井区应用效果显示,目标煤层段与砂泥岩地层相比,地层时差增大,纵横波速度比减小;顶板为砂质泥岩时,与泥岩相比岩石力学参数相对较高,稳定性较好;速度各向异性不仅可以描述裂缝发育程度、走向,还可以辅助于确定地应力分布状态和最大水平应力方位。实践表明,该测井手段能够为煤矿的安全生产提供了更可靠的保障。

摘要：定向长钻孔是煤矿瓦斯、水害治理的主要技术手段,PDC定向钻头性能是影响坚硬地层钻进效率的重要因素。针对煤层顶底板岩层定向长钻孔施工中出现因PDC钻头体断翼、PDC崩齿等问题导致的频繁起下钻、施工效率低等现象,采用等切削布齿原则对刀翼布齿进行优化,有效降低切削齿冲击破坏;通过流体力学仿真分析,优化钻头水力参数,保证岩屑及时排出孔底,防止切削齿因重复破碎岩石导致过早损坏;通过仿真分析,优选大直径PDC异型齿,提高切削齿耐磨和抗冲击性能;引入表面增材制造技术,通过优化等离子(PTA)增材制造工艺参数,实现了兼具胎体耐磨耐冲蚀和钢体强韧性的WC基复合钻头体加工工艺。新研制的PDC定向钻头,在淮南顾桥煤矿北区底板探放水钻孔中进行了现场试验。结果表明:钻进致密、坚硬灰岩地层时,2只钻头寿命分别达到827、810 m,相对于以前的ø120 mm胎体式定向钻头平均寿命300 m有较大幅度的提高,并降低了上下钻等辅助作业时间,提高了施工效率,达到了硬岩定向长钻孔提速增效的目标,为硬岩定向长钻孔用PDC钻头设计和制造工艺开发提供了新的解决方案。