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文檔簡(jiǎn)介

1、編號(hào): 2011XAYQN006 類別: 青年基金項(xiàng)目 2011年度西安院自籌資金項(xiàng)目計(jì) 劃 任 務(wù) 書項(xiàng)目名稱: 井下定向鉆孔軌跡預(yù)測(cè)研究 承擔(dān)單位: 鉆探技術(shù)研究所 (蓋章)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人: 張 杰 起止年月: 2011年1月 2011年12月 中國(guó)煤炭科工集團(tuán)西安研究院制2011年2月一、 立項(xiàng)的必要性和緊迫性(從國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況、水平、發(fā)展趨勢(shì),項(xiàng)目研究對(duì)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意義,技術(shù)的先進(jìn)性與創(chuàng)新性等方面論述):近年來我院ZDY6000LD、ZDY6000LD(A)等定向鉆進(jìn)設(shè)備與技術(shù)因其提高瓦斯治理效果而越來越受到礦方重視和青睞,并為我院帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益。然而煤礦井下定向軌跡控制技術(shù)是影

2、響該定向鉆進(jìn)設(shè)備使用的技術(shù)難點(diǎn),目前煤礦井下定向軌跡控制主要通過分析隨鉆測(cè)量軟件實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)軌跡數(shù)據(jù)得出鉆孔在目標(biāo)層的空間位置,結(jié)合軌跡控制經(jīng)驗(yàn),調(diào)整螺桿馬達(dá)的工具面向角來實(shí)現(xiàn)對(duì)定向鉆軌跡控制。因此現(xiàn)有的控制方法存在較大經(jīng)驗(yàn)性,定向鉆技術(shù)人員因經(jīng)驗(yàn)和對(duì)軌跡控制技術(shù)掌握不同,造成控制實(shí)鉆軌跡不一樣,可能出現(xiàn)以下情況:(1)軌跡控制不合理造成鉆孔局部孔段軌跡曲率較大,增加鉆具在孔內(nèi)摩擦阻力,增大定向鉆進(jìn)施工風(fēng)險(xiǎn)。(2)軌跡控制失誤造成鉆孔軌跡與設(shè)計(jì)軌跡偏離較大,影響鉆場(chǎng)相鄰鉆孔施工,達(dá)不到預(yù)期瓦斯抽采效果,嚴(yán)重時(shí)鉆孔脫離目標(biāo)層位進(jìn)入危險(xiǎn)地層而提鉆開分支或終孔,造成工期延誤。以上情況給礦方定向鉆進(jìn)

3、設(shè)備使用帶來不便,增加了定向鉆進(jìn)設(shè)備推廣難度和風(fēng)險(xiǎn),為此需加深對(duì)煤礦井下定向鉆軌跡控制理論研究,并針對(duì)我院ZDY6000LD、ZDY6000LD(A)等定向鉆設(shè)備,開發(fā)出一套簡(jiǎn)單易學(xué)的定向鉆軌跡預(yù)測(cè)軟件。 二、 主要研究?jī)?nèi)容、主要研究目標(biāo)、主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo):1、主要研究?jī)?nèi)容(1)煤礦井下定向鉆設(shè)備配套的1.25o、1.5o彎角螺桿馬達(dá)在不同硬度煤層、頂?shù)装鍘r層中造斜規(guī)律,重點(diǎn)研究螺桿馬達(dá)工具面向角對(duì)鉆孔軌跡的傾角和方位角變化影響。(2)建立常見曲率半徑鉆孔中的鉆具力學(xué)模型,分析鉆具受力情況,探索摩阻力較小的鉆孔軌跡,并優(yōu)化鉆孔軌跡控制方法。(3)選用摩阻力較小的工具面向角組合,預(yù)測(cè)其鉆孔軌跡變

4、化,并計(jì)算出最佳工具面組合,供技術(shù)人員進(jìn)行定向鉆進(jìn)軌跡控制參考。2、主要研究目標(biāo)為初級(jí)煤礦井下定向鉆技術(shù)人員提供一種定向鉆孔軌跡控制參考方法,使其更快而方便地掌握定向鉆軌跡控制技術(shù),提高我院對(duì)礦方定向鉆技術(shù)人員培訓(xùn)效率。3、主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)(1)開發(fā)一套煤礦井下定向鉆軌跡預(yù)測(cè)軟件。(2)發(fā)表1篇關(guān)于定向鉆軌跡控制研究?jī)?nèi)容的文章。三、項(xiàng)目研究基礎(chǔ)(項(xiàng)目研究開發(fā)基礎(chǔ),技術(shù)成熟狀態(tài)和主要缺陷,項(xiàng)目產(chǎn)品對(duì)國(guó)家現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的符合程度):鉆探技術(shù)研究所在參與“井下水平長(zhǎng)鉆孔鉆機(jī)研制及配套工藝開發(fā)”項(xiàng)目研發(fā)與設(shè)備推廣過程中,積累豐富煤礦井下定向鉆技術(shù)研發(fā)經(jīng)驗(yàn),特別是近年來我所技術(shù)人員為礦方提供了大量定向鉆進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)

5、培訓(xùn),收集大量現(xiàn)場(chǎng)定向鉆技術(shù)資料,并不斷總結(jié)出定向鉆孔軌跡施工方法及鉆孔軌跡控制經(jīng)驗(yàn),為本課題的定向鉆軌跡預(yù)測(cè)研究提供了基礎(chǔ)。本課題已有了前期的技術(shù)儲(chǔ)備,在課題研究的相關(guān)技術(shù)方面,進(jìn)行了大量的調(diào)研和資料查詢,掌握了課題涉及的技術(shù)領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),為課題的研究工作做了扎實(shí)的技術(shù)儲(chǔ)備,和其他同類機(jī)構(gòu)相比具有技術(shù)上的優(yōu)勢(shì),完全有能力完成課題研究的任務(wù)并達(dá)到技術(shù)指標(biāo)。四、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人及主要研究人員: 姓 名組內(nèi)職務(wù)職稱主要任務(wù)參加本項(xiàng)目實(shí)際工作時(shí)間(月)/年本人簽名張 杰組長(zhǎng)助理工程師總體方案設(shè)計(jì)、組織實(shí)施10姚寧平組 員研究員技術(shù)指導(dǎo)、項(xiàng)目協(xié)調(diào)8李喬喬組 員助理工程師參與設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)8

6、宋昱播組 員助理工程師軟件開發(fā)與調(diào)試6王 力組 員助理工程師力學(xué)分析、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)4五、項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃(主要技術(shù)路線,關(guān)鍵技術(shù)、技術(shù)措施,詳細(xì)進(jìn)度安排至少分成3-4段填寫,產(chǎn)業(yè)化計(jì)劃):主要技術(shù)路線:技術(shù)調(diào)研總體方案設(shè)計(jì)螺桿鉆具造斜規(guī)律研究數(shù)學(xué)模型建立與分析軌跡預(yù)測(cè)軟件開發(fā)軟件測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證與軟件優(yōu)化項(xiàng)目總結(jié)與驗(yàn)收。關(guān)鍵技術(shù):1.螺桿鉆具在不同巖層中的造斜規(guī)律。2. 數(shù)學(xué)模型建立與分析。技術(shù)措施:1. 根據(jù)螺桿鉆具造斜規(guī)律,統(tǒng)計(jì)分析螺桿鉆具在不同巖層中,工具面向角對(duì)鉆孔軌跡傾角、方位角的影響。2. 為了獲得更準(zhǔn)確預(yù)測(cè)數(shù)據(jù),分析螺桿鉆具造斜受力條件,采用多種計(jì)算公式計(jì)算,優(yōu)化選取數(shù)學(xué)模型。詳細(xì)進(jìn)度安排:

7、1. 2010.122011.2。 技術(shù)課題調(diào)研及總體方案設(shè)計(jì)。2. 2011.32011.4。 螺桿鉆具造斜規(guī)律研究及資料收集。3. 2011.52011.6。 數(shù)學(xué)模型建立及軟件編寫。3. 2011.72011.8。 軟件測(cè)試。4. 2011.92011.11。 工業(yè)性現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及軟件優(yōu)化。5. 2011.12。 項(xiàng)目總結(jié)與驗(yàn)收。產(chǎn)業(yè)化計(jì)劃:本項(xiàng)目主要針對(duì)定向鉆進(jìn)系統(tǒng)推廣,優(yōu)化定向鉆進(jìn)操作系統(tǒng)軟件,減小煤礦技術(shù)人員工作強(qiáng)度,有效的提高了定向鉆進(jìn)推廣效率,拓展我院產(chǎn)品業(yè)務(wù)。六、經(jīng)費(fèi)預(yù)算科 目預(yù)算金額(萬元)備 注1.科研業(yè)務(wù)費(fèi)5.5(1)研究費(fèi)2技術(shù)查新,資料購(gòu)買,專家咨詢等費(fèi)用(2)分析/測(cè)試費(fèi)用2力學(xué)建模與分析、軟件開發(fā)與測(cè)試(2)論文出版費(fèi)0.5會(huì)議,論文出版等費(fèi)用(3)差旅費(fèi)1出差考察費(fèi)用(4)其它2.實(shí)驗(yàn)材料費(fèi)0.5(1)原材料購(gòu)置費(fèi)0.5串口,傳感器等材料費(fèi)用(2)其它3.儀器設(shè)備費(fèi)1(1)購(gòu)置1相關(guān)軟件及高性能筆記本電腦(2)試制4.現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)費(fèi)0.55.協(xié)作費(fèi)0.5合 計(jì)8科 目預(yù)算金額(萬元)備 注實(shí)驗(yàn)材料費(fèi): 用于購(gòu)買傳感器及數(shù)據(jù)串口的試驗(yàn)費(fèi)用,計(jì)0.5萬。儀器設(shè)備費(fèi):購(gòu)置1臺(tái)高性能計(jì)算機(jī)及相關(guān)軟件,用于定向鉆具力學(xué)建模及分析、軟件開發(fā)與調(diào)試,計(jì)1萬元。研究所審查意見:“井下定向鉆軌跡預(yù)測(cè)研究”能有效地提高我

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