煤礦井下定向鉆進防串孔方法及應用

董洪波，馬 斌，張陽陽，范 強，彭光宇

(中煤科工集團西安研究院有限公司，陜西 西安 710077)

0 引 言

煤礦井下定向鉆進技術可精確控制鉆孔軌跡，有效提高鉆孔深度，具有單孔抽采量大、衰減期長、抽采效率高、瓦斯濃度高、抽采區域面積大等優點，越來越廣泛應用于煤礦瓦斯治理、地質構造勘探等領域[1-4]。煤礦井下定向鉆孔一般是參考施工目標和地層條件進行設計，最大程度地穿越煤層，同時避開斷層、褶皺等地質復雜區域，達到最佳瓦斯抽采效果[5-7]。然而定向鉆孔在施工過程中常與設計軌跡有所差異，當一個工作面內出現多個鉆孔時，可能會出現串孔現象。所謂串孔，就是2個鉆孔的主孔之間、分支孔之間或主孔與分支孔之間穿透，出現兩孔交叉的問題[8-9]。施工過程中串孔會導致以下問題：①瓦斯抽采效果欠佳，造成一定的安全隱患；②兩孔交叉時還有可能誘發孔內垮塌，甚至造成鉆孔報廢，造成重大的經濟損失[10-14]。在石油鉆進中，通常依靠鉆孔設計，控制造斜點，以及施工經驗進行串孔與否的判斷，但仍存在實時性較差、判斷方法不夠智能等問題[15-18]。而在煤礦井下定向鉆進過程中進行實時自動防串孔判斷的技術，相關研究比較少。為解決上述問題，提出一種基于雙目標孿生支持向量機的煤礦井下定向鉆進防串孔方法，該方法可集成在隨鉆測量軟件中，自動判斷是否存在串孔風險，可實時指導現場施工，能夠有效避免定向鉆進過程中的串孔問題。……