d. 地层适应性较弱，抗孔内事故能力差，一般要求在硬而完 整的煤层或稳定的岩层中施工。
1.定向钻进技术简介
（3）煤矿井下定向钻进技术发展历程（国外发展）
定向钻进技术应用于煤矿井下起步于20世纪六七十年代美、 德、英等西方发达国家，初期主要是移植在石油钻井中成功 应用的稳定组合钻具。
进入 20世纪90年代以后，螺杆钻具得到快速发展。美国 用螺杆钻具和定向钻进监测仪器钻成1432.56 m 的瓦斯抽采 孔。澳大利亚在煤质较硬的稳定煤层中采用螺杆钻具、导向 工具钻进时，孔深可达1000 m 以上，并进行多个分支孔施工； 在易发生坍塌、掉块等事故的复杂地层使用普通回转和螺杆 钻具相结合的钻进方法，孔深也达到400~700 m。
与传统的回转钻进不同，螺杆马达带动钻头旋转破碎岩 石时，整个钻杆柱和螺杆钻具的外壳（包括造斜件）不旋 转，所以造斜件弯曲的方向即是钻孔将要弯曲的方向。
常规钻进 ➢ 钻孔深度有限 ➢ 钻孔数量多 ➢ 劳动强度大 ➢ 施工周期长 ➢ 封孔质量差
定向钻进 ➢ 轨迹精确控制 ➢ 有效距离长 ➢ 多分支孔 ➢ 钻进效率高 ➢ 一孔多用 ➢ 集中抽采
1.定向钻进技术简介
术自 2008 年试验成功以来， 已在国内30 多个矿井进行推广应用，在硬煤层钻进中最大 主孔孔深 1212 m，最大分支孔孔深915 m，累计施工钻孔 进尺达数百万米。
从此之后，中煤科工集团重庆研究院、沈阳北方交通重 工集团先后进行研究并生产出同类产品。
煤矿井下定向钻进技术培训系列
1.煤矿井下随钻测量定向钻进技术
1. 定向钻进技术简介 2. 定向钻进技术与装备 3. 定向钻进技术的应用 4.研究与发展方向
1.定向钻进技术简介
（1）基本概念
近水平定向钻进（HDD）技术是指利用钻孔自然弯曲规律 或采用专用工具使近水平钻孔轨迹按设计要求延伸钻进至预 定目标的一种钻探方法，即有目的地将钻孔轴线由弯变直或 由直变弯。
在接下来的近10 年，倡导并积极推进以稳定组合钻具为核 心技术的煤矿井下定向钻进技术的发展，并取得了很好的效 果，分别于1999 年、2000 年和2002 年完成603 m、721 m 和 865 m 的煤矿井下近水平定向钻孔，创造了当时国内之最。
1.定向钻进技术简介
（3）煤矿井下定向钻进技术发展历程（国内发展）
目前煤矿井下近水平定向钻进技术主要有稳定组合钻具 钻进和孔底螺杆马达钻进2种工艺技术。
孔底螺杆马达钻进以螺杆马达（高压冲洗液作为传递动力介质） 作为孔底动力钻具，通过采用带有不同形式造斜件（弯外管或弯 接头）的螺杆钻具并配备随钻测斜仪器，就可进行满足不同需要 的定向钻进施工。
1.定向钻进技术简介
（2）与常规钻进的区别和技术特点
从2005 年起，煤科总院西安院以国家重大科技支撑计划 项目为依托，对孔底螺杆马达定向钻进技术与配套机具进行 研究开发，研制成功了适合我国矿井地质条件的千米定向钻 机，Ф73 mm 高强度大通孔通信钻杆和新型随钻测量系统。
2007 年12 月在陕西彬长矿区大佛寺矿现场试验中主孔终 孔深811.8 m；2008年4 月在淄博矿业亭南矿钻进主孔2 个， 终孔直径94 mm，最大孔深超过1000 m。
1.定向钻进技术简介
（4）适用条件和应用范围
a) 煤层条件 煤矿井下定向钻进技术适用于普氏系 数f≥1 的较完整煤层，避免在煤层破碎带或煤层陷落柱 区域内布置定向钻孔。
2007 年 宁煤集团引进同型号的钻机，在白箕沟矿半煤半岩 地层也完成了孔深1023 m的钻孔，终孔直径94 mm。煤质较 硬是这些应用实例取得成功的主要原因，虽然有些钻孔达到 或超过1000 m，但断钻杆、掉钻具的问题仍较突出。
1.定向钻进技术简介
（3）煤矿井下定向钻进技术发展历程（国内发展）
我国煤矿井下近水平定向钻进试验研究始于20 世纪90 年 代初。1993 年煤科总院西安院在大同矿务局四台矿施工勘探 地质异常体的近水平钻孔，采用以孔底稳定组合钻具为主， 局部孔段使用国产的螺杆钻具纠斜钻进的方法，使孔深达到 了302.5 m。由于受当时国内螺杆马达、测斜仪器等制造技术 落后的限制，西安院暂时放弃了用孔底螺杆马达实施定向钻 进的技术途径。
1.定向钻进技术简介
（2）与常规钻进的区别和技术特点
孔底螺杆马达定向钻进技术具有以下特点：
a. 钻具结构较为复杂，价格昂贵，对操作人员的技术水平要 求较高；
b. 对倾角、方位角控制调节能力强，可进行实时精确随钻测 量，定向精度高、效果好，易于实现深孔以及多分支孔钻进；
c. 受螺杆马达及配套钻杆结构和能力的制约，对冲洗液的净 化要求高，施工钻孔直径一般在96 mm，不满足施工大直径钻孔 的需要；
由于这些煤矿地质条件复杂，煤层松软，进口钻机配套钻 杆壁薄、强度有限，使用中经常发生钻杆折断、螺杆钻具脱 落等孔内事故，成孔率非常低。即使在国外专家指导下, 最 深钻孔也只有470 m，不足钻机标定钻进能力的一半。
1.定向钻进技术简介
（3）煤矿井下定向钻进技术发展历程（国内引进）
2003 年，山西亚美大宁能源有限公司利用引进的VLD 定 向钻机进行瓦斯抽采和探测煤层顶底板。在国外专家指导下， 施工完成千米定向瓦斯抽采钻孔1个，主孔深度1002 m，终孔 直径94 mm。晋城寺河矿自2005 年 开始，先后引进6套澳大 利亚VLD1000型钻机，用于瓦斯抽采钻孔施工，并于2006 年 完 成 主 孔 深 1005 m 的 钻 孔 1 个 ， 此 外 主 要 施 工 孔 深 在 200~500m 的沿煤层定向瓦斯抽采钻孔。
2002 年2 月，澳大利亚VLD 公司用螺杆钻具完成了孔深 1761m 的煤矿井下水平定向孔。
1.定向钻进技术简介
（3）煤矿井下定向钻进技术发展历程（国内引进）
鉴于近水平定向钻进技术在国外的成功应用，20世纪90 年代中期，我国一些煤矿企业陆续从美国、澳大利亚进口9 套千米定向钻机，例如美国的LHD-15 型钻机、澳大利亚的 LMC-75 型和UDR 系列钻机，分别在松藻、铁法、淮南、抚 顺、平顶山等矿务局试用。