中煤科工集团西安研究院有限公司新型PDC 定向钻头创岩层长钻孔进尺新纪录

图1 定向钻头设计模型图

图2 定向钻头使用后图

定向钻进技术已经成为煤矿瓦斯和水害防治的可靠技术，近年来广泛应用于煤层顶底板定向长钻孔施工，而定向钻头寿命成为制约定向长钻孔综合成孔效率和施工成本的重要因素。中煤科工集团西安研究院有限公司（简称西安研究院）制造中心采用有限元法优化钻头三维结构和水力参数，基于PTA增材制造技术，突破了兼具胎体耐磨性和钢体强韧性的WC基复合钻头体加工工艺，开发了一款新型PDC定向钻头，可以解决中硬及以上岩层定向长钻孔综合成孔效率低的难题。

2020年6月至8月，西安研究院研制的新型PDC钻头在淮南张集矿试验成功。张集矿地层以中硬砂岩为主，主要成分为石英和长石，部分层位裂隙发育且岩石破碎，单只新型PDC定向钻头累计进尺3016m，并实现了最大深度1236m的定向长钻孔一趟钻成孔，钻头寿命至少提高了1倍以上，创造了目前煤矿井下岩孔定向钻进的行业新纪录。