矿用电磁随钻测量装置及应用

谷丽东，汪凯斌，赵佳佳

（1.神华神东煤炭集团有限责任公司，陕西 神木 719315；2.中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西 西安 710077）

煤矿井下定向钻进技术，为煤矿井下瓦斯抽采、水害防治及隐蔽致灾地质因素探查等提供了有效技术手段[1]。钻孔轨迹实时测控是煤矿井下定向钻进[2]的一项关键技术，随钻测量系统和螺杆马达则是实现钻孔轨迹实时测控的核心设备[3]。随钻测量系统由于可实现钻进轨迹的实时测量与传输，更被誉为定向钻进的“眼睛”。依据数据传输方式的不同，随钻测量系统分为有缆式和无缆式2大类[4-5]。煤矿井下有缆随钻测量系统采用中心通缆式钻杆作为信号传输通道，其存在以下问题：①通缆钻杆结构复杂，生产和使用成本过高；②抗干扰能力差，通缆钻杆内芯与外壳之间的绝缘性要求高、内芯及接头的电阻要求低，任何一节钻杆的绝缘不好或连接电阻过大时，可能导致信号传输故障；③钻进过程中需要不停地下钻、起钻，通缆钻杆内芯弹性接头反复磨损，易于损坏或发生接触故障。无线随钻测量系统主要包括基于泥浆脉冲的无线随钻测量系统和基于电磁传输的无线随钻测量系统。泥浆脉冲随钻测量系统和电磁随钻测量系统在地面油气钻探领域均有广泛应用，两者均具有工作稳定可靠，传输距离远，适用于普通钻杆等优点。但由于煤矿井下特殊的工况条件（有防爆要求、空间受限、钻孔直径小等），导致地面无线随钻测量系统无法直接应用于煤矿井下定向钻进施工中[6-7]。……