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圖1  定向鉆頭設(shè)計模型圖

圖2  定向鉆頭使用后圖

        定向鉆進(jìn)技術(shù)已經(jīng)成為煤礦瓦斯和水害防治的可靠技術(shù)，近年來廣泛應(yīng)用于煤層頂?shù)装宥ㄏ蜷L鉆孔施工，而定向鉆頭壽命成為制約定向長鉆孔綜合成孔效率和施工成本的重要因素。西安研究院制造中心采用有限元法優(yōu)化鉆頭三維結(jié)構(gòu)和水力參數(shù)，基于PTA增材制造技術(shù)，突破了兼具胎體耐磨性和鋼體強韌性的WC基復(fù)合鉆頭體加工工藝，開發(fā)了一款新型PDC定向鉆頭，可以解決中硬及以上巖層定向長鉆孔綜合成孔效率低的難題。
        2020年6月至8月，西安研究院研制的新型PDC鉆頭在淮南張集礦試驗成功。張集礦地層以中硬砂巖為主，主要成分為石英和長石，部分層位裂隙發(fā)育且?guī)r石破碎，單只新型PDC定向鉆頭累計進(jìn)尺3016m，并實現(xiàn)了最大深度1236m的定向長鉆孔一趟鉆成孔，鉆頭壽命至少提高了1倍以上，創(chuàng)造了目前煤礦井下巖孔定向鉆進(jìn)的行業(yè)新紀(jì)錄。