基于响应面法的煤矿钻孔随钻超声成像仪器受力部件优化设计*

汪兴明，鲜 林，陈璐思，伍好好

(1.成都理工大学 油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川 成都 610059；2.四川煤矿安全监察局安全技术中心，四川 成都 610046；3.中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆 400037)

0 引言

抽采钻孔是煤矿预防和治理灾害[1]、资源综合利用和节能减排的重要手段[2]，在煤矿瓦斯治理过程[3]中有着举足轻重的地位，同时抽采钻孔是真实了解矿区地层岩性、断层、地下水分布最直接的手段之一[4]。由于技术的限制，目前煤矿水害和瓦斯治理还是依据“物探先行、钻探验证、化探跟进”的准则[5]，人为分隔这3种有效的探测方式[6]，限制煤矿抽采钻孔技术的潜在价值，降低煤矿灾害治理和资源开发的效益。

随钻测量技术(MWD)和随钻测井技术(LWD)在石油工业钻井行业的多年应用成果表明，上述2种技术可以有效提高原状地层参数的探测精度[7]，提升钻井与测井作业的效率，MWD和LWD技术虽然经过几十年的发展，依然是石油工业最具潜力的技术之一[8]。

基于MWD和LWD技术的使用经验，将该技术应用于煤矿抽采钻孔，能在钻孔的同时完成地层探测任务，有效提高了煤矿瓦斯治理的效率[9]。但煤矿抽采钻孔与石油钻井工程的重要差别之一在于抽采钻孔的直径小[10]，MWD和LWD仪器的受力部件既要提供测量单元的安装空间[11]，同时能够承受抽采钻孔施工过程中的外部载荷，这对仪器受力部件结构设计提出更高的要求。

本文基于我国南方地区常见的抽采钻孔规格，提出随钻超声成像仪器受力部件的一般结构。……