豆旭謙，王 力

（1.煤炭科學(xué)研究總院，北京 100013；2.中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司，陜西西安 710077）

煤礦井下近水平定向鉆進(jìn)技術(shù)已廣泛應(yīng)用在瓦斯治理、水害防治和地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)領(lǐng)域，技術(shù)與裝備日趨完善，并在碎軟煤層、破碎地層等復(fù)雜地質(zhì)條件下的成孔方面取得重要的研究進(jìn)展[1-2]。但是，在煤層頂?shù)装迳皫r、灰?guī)r等硬質(zhì)巖層中的定向鉆進(jìn)仍然存在鉆進(jìn)效率低、深孔鉆進(jìn)易產(chǎn)生托壓、軌跡控制難度大及在硬巖中較難開分支等問題，長(zhǎng)期成為制約近水平定向鉆進(jìn)技術(shù)在煤礦硬巖層中應(yīng)用的技術(shù)瓶頸。

在全斷面鉆進(jìn)碎巖工具方面，基于PDC 鉆頭較高的鉆進(jìn)效率[3-4]，煤礦井下在巖層定向鉆進(jìn)中仍然采用PDC 鉆頭，并結(jié)合近水平定向鉆進(jìn)的特點(diǎn)及使用條件，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、切削齒布置、鉆頭加工方面做了針對(duì)性設(shè)計(jì)與優(yōu)化，在硬質(zhì)巖層中具有較好的鉆進(jìn)效率和單鉆頭進(jìn)尺量[5-6]，需解決在硬巖中鉆進(jìn)保徑磨損導(dǎo)致二次下鉆過程中的卡鉆問題。托壓?jiǎn)栴}最早研究出現(xiàn)在石油及煤層氣鉆井工程中[7-8]，主要采用減少鉆柱接觸壓力、降低摩阻因數(shù)、振動(dòng)方法釋放摩阻和扭矩以及增強(qiáng)鉆機(jī)系統(tǒng)工作能力的方法解決，煤礦井下對(duì)托壓?jiǎn)栴}的研究處于對(duì)規(guī)律的認(rèn)識(shí)與分析階段[9-11]。

針對(duì)硬巖定向鉆進(jìn)中存在的問題，提出了大功率螺桿鉆具鉆進(jìn)技術(shù)、級(jí)差式定向鉆頭防卡技術(shù)、振動(dòng)減阻技術(shù)、水力加壓技術(shù)、軌跡控制技術(shù)、硬巖開分支技術(shù)等，形成針對(duì)硬巖定向鉆進(jìn)的成套技術(shù)與裝備，在淮南張集煤礦的應(yīng)用表明，該技術(shù)與裝備可有效解決目前煤礦井下硬巖定向鉆進(jìn)中存在的難題，提高鉆進(jìn)效率、解決托壓?jiǎn)栴}、提高孔內(nèi)鉆具的使用壽命，降低煤礦鉆孔工程的施工周期和成本，保障煤礦安全生產(chǎn)。

1 硬巖定向鉆進(jìn)技術(shù)難題

1.1 鉆進(jìn)效率低

硬質(zhì)巖層具有高的硬度和研磨性，PDC 鉆頭在孔底以機(jī)械方式破碎巖石時(shí)，需要更大的推進(jìn)力使PDC 切削齒楔入巖石產(chǎn)生局部破碎穴，并在高轉(zhuǎn)矩的作用下回轉(zhuǎn)推進(jìn)，使切削齒前方巖石產(chǎn)生崩解，在持續(xù)穩(wěn)定的推進(jìn)力和回轉(zhuǎn)力共同作用下，破碎巖石，實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)。在使用孔底動(dòng)力鉆具實(shí)現(xiàn)定向鉆進(jìn)的過程中，推進(jìn)力由鉆機(jī)提供，回轉(zhuǎn)力由孔底動(dòng)力鉆具提供，由于煤礦井下鉆機(jī)能力有限，主要采用小直徑螺桿鉆具，其能提供的額定工作轉(zhuǎn)矩較小，在使用PDC 鉆頭破碎硬質(zhì)巖層時(shí)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)高效破碎。因此，在煤礦井下硬巖定向鉆進(jìn)中，鉆進(jìn)效率低。

1.2 深孔鉆進(jìn)產(chǎn)生托壓

托壓是指在定向鉆井過程中，由于鉆具與井壁之間的摩擦力太大而導(dǎo)致鉆壓不能有效傳遞到鉆頭的現(xiàn)象[8]。煤礦井下近水平定向鉆進(jìn)沒有垂直孔段，在滑動(dòng)定向鉆進(jìn)過程中，隨著孔深的不斷增加，孔口給進(jìn)力需要逐漸增大，引起孔內(nèi)復(fù)雜作用下產(chǎn)生的摩阻力越來(lái)越大，當(dāng)鉆孔達(dá)到一定孔深時(shí)，出現(xiàn)孔口給進(jìn)力傳遞困難鉆進(jìn)效率降低。實(shí)鉆數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律顯示，在巖石堅(jiān)固性系數(shù)在8 左右的灰?guī)r中，托壓現(xiàn)象出現(xiàn)在400～500 m 孔深，其產(chǎn)生的原因與地層巖性、鉆孔曲率和位移、垂深與巖屑、孔深、自重與給進(jìn)壓力有關(guān)系[12]。

1.3 孔內(nèi)鉆具易損壞

1）鉆頭易磨損。PDC 鉆頭在切削硬巖層時(shí)，切削刃的磨損比軟巖快，在深孔鉆進(jìn)時(shí)，由于鉆柱的彈性送鉆，孔底鉆頭會(huì)受到周期性沖擊，沖擊力的大小與孔口鉆機(jī)給進(jìn)力和鉆桿的力學(xué)特性有關(guān)，硬巖鉆進(jìn)時(shí)的孔口給進(jìn)力大，鉆頭受到的沖擊力較大，造成鉆頭的PDC 片會(huì)產(chǎn)生崩裂，影響鉆頭的鉆進(jìn)效果。

2）螺桿鉆具易損壞。在硬巖中要實(shí)現(xiàn)孔底全面破碎，需要孔底螺桿鉆具提供更大的轉(zhuǎn)矩來(lái)克服破碎巖石所產(chǎn)生的阻力[13]，螺桿鉆具的萬(wàn)向軸和傳動(dòng)軸總成受到的荷載大，在實(shí)際鉆進(jìn)過程中，經(jīng)常需要滑動(dòng)定向鉆進(jìn)工藝與復(fù)合鉆進(jìn)工藝交替使用，萬(wàn)向軸和傳動(dòng)軸的受力復(fù)雜，在破碎、構(gòu)造帶等復(fù)雜地層鉆進(jìn)時(shí)，容易形成卡鉆，處理事故時(shí)，會(huì)降低螺桿鉆具的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)直接損壞。

3）鉆桿易損壞。鉆桿在硬巖中鉆進(jìn)時(shí)，鉆機(jī)提供的給進(jìn)力大，深孔鉆進(jìn)時(shí)鉆桿在鉆孔內(nèi)發(fā)生屈曲變形，同時(shí)，鉆桿與孔壁接觸點(diǎn)的摩擦阻力大，加劇了鉆桿外壁的磨損。

2 硬巖定向鉆進(jìn)技術(shù)

1）大功率螺桿鉆具鉆進(jìn)技術(shù)。采用大功率螺桿鉆具增大鉆頭回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩是提高硬巖定向鉆進(jìn)效率最直接有效的方法。通過巖石力學(xué)性質(zhì)測(cè)試或微鉆試驗(yàn)，分析鉆進(jìn)硬巖層的性質(zhì)，根據(jù)螺桿鉆具在硬巖中的工作特點(diǎn)[13]，優(yōu)選匹配大功率螺桿鉆具，在螺桿鉆具性能試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)試輸入流量、工作扭矩、轉(zhuǎn)速、輸出功率和效率之間的關(guān)系，獲取螺桿鉆具的最優(yōu)工作區(qū)間、壓降和轉(zhuǎn)速參數(shù)。在定向鉆進(jìn)時(shí)，使用測(cè)試輸入流量值，通過調(diào)整鉆機(jī)給進(jìn)力，使正常鉆進(jìn)時(shí)的壓降參數(shù)在最優(yōu)壓降參數(shù)范圍內(nèi)波動(dòng)，同時(shí)，根據(jù)鉆孔深度的不同，有規(guī)律地考慮孔內(nèi)壓降損失和水柱壓力的影響。另外，鉆進(jìn)給進(jìn)力的控制需要考慮鉆進(jìn)工藝的不同，滑動(dòng)定向鉆進(jìn)相對(duì)于復(fù)合定向鉆進(jìn)，由于受到孔內(nèi)摩阻甚至托壓的影響，給進(jìn)力相對(duì)較大，鉆孔越深越明顯。

2）級(jí)差式定向鉆頭防卡技術(shù)。在硬巖定向鉆進(jìn)時(shí)，由于硬巖的強(qiáng)度和研磨性高，鉆頭鉆進(jìn)中與孔壁的持續(xù)性摩擦?xí)筆DC 鉆頭的外保徑磨損，從而導(dǎo)致鉆孔隨著孔深的增大孔徑變小形成鉆孔縮頸，在一次鉆進(jìn)無(wú)法成孔時(shí)，二次下鉆過程中容易造成鉆頭崩齒和卡鉆現(xiàn)象。級(jí)差式定向鉆頭是指在鉆頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，一次下入孔內(nèi)的鉆頭直徑比設(shè)計(jì)鉆孔直徑大6 mm，鉆頭直徑級(jí)差為2 mm，從大直徑到小直徑依次排隊(duì)使用，保證鉆孔在需要二次以上下鉆后，鉆孔終孔直徑不小于設(shè)計(jì)孔徑要求，同時(shí)，解決鉆頭外保徑磨損后，再次下入相同直徑鉆頭時(shí)出現(xiàn)卡鉆、鉆頭損壞和下入到孔底的問題。

3）振動(dòng)減阻技術(shù)。振動(dòng)減阻技術(shù)是指在鉆孔柱的適當(dāng)位置安裝水力振蕩器，通過給鉆柱提供一定頻率和幅度的振動(dòng)，將鉆柱與孔壁之間的靜摩擦力轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)摩擦力，使摩擦力減小[14]。因此，水力振蕩器通過產(chǎn)生縱向振動(dòng)來(lái)減少鉆柱與孔壁之間的摩阻，進(jìn)而提高鉆進(jìn)過程中的鉆壓傳遞的有效性。從本質(zhì)上來(lái)講，水力振蕩器本身并不會(huì)送鉆，它的作用是降低鉆柱彈性送鉆的瞬時(shí)滑動(dòng)摩擦系數(shù)的增長(zhǎng)速度，并盡量接近送鉆摩擦系數(shù)，以延長(zhǎng)每次送鉆可獲得的進(jìn)尺[15]。

4）水力加壓技術(shù)。水力加壓技術(shù)是在孔底鉆頭后連接水力加壓器，水力加壓器利用高壓鉆井液作用在活塞上下端面上的壓力差來(lái)產(chǎn)生壓力，并通過伸縮桿傳遞給鉆頭，連續(xù)不斷地使活塞和鉆頭向前移動(dòng)而形成機(jī)械進(jìn)尺[16]。水力加壓技術(shù)將鉆具提供的剛性加壓變?yōu)橐毫θ嵝约訅海o鉆頭施加一部分或全部鉆壓，降低鉆柱施加給鉆頭的壓力，在近水平定向鉆進(jìn)中有利于減小托壓?jiǎn)栴}。

5）軌跡控制技術(shù)。在硬巖定向鉆進(jìn)中，為了達(dá)到較高的控制精度，經(jīng)過實(shí)踐可采用滑動(dòng)定向鉆進(jìn)造斜，復(fù)合鉆進(jìn)控層的方法；在軌跡精準(zhǔn)控制時(shí)，若軌跡偏離設(shè)計(jì)，預(yù)判需要調(diào)整傾角和方位角，采用滑動(dòng)定向鉆進(jìn)，若符合設(shè)計(jì)，采用復(fù)合鉆進(jìn)，二者交替施工，可在單根鉆進(jìn)時(shí)前段使用滑動(dòng)定向鉆進(jìn)后段使用復(fù)合鉆進(jìn)。在順層段鉆進(jìn)時(shí)，采用“鉆進(jìn)巖性變化、地質(zhì)資料判斷、鉆進(jìn)方向指導(dǎo)、地質(zhì)資料修正”探索式循序漸進(jìn)的方法[17]。

6）硬巖開分支技術(shù)。煤礦井下定向鉆進(jìn)主要采用裸眼側(cè)鉆開分支的方法，在硬巖中開分支比較困難，經(jīng)過實(shí)踐可采用低速磨削開分支方法，即“1+2+3+3”硬質(zhì)巖層開分支技術(shù)，第1 個(gè)小班鉆進(jìn)1 m，第2 個(gè)小班鉆進(jìn)2 m，第3 個(gè)小班鉆進(jìn)3 m，第4 個(gè)小班鉆進(jìn)3 m，第5 個(gè)小班緩慢鉆進(jìn)即可開出分支。在開分支過程中，每完成1 個(gè)行程，在鉆進(jìn)下個(gè)行程時(shí)，鉆頭位置向后退30 cm，以防將已磨出的裸眼臺(tái)階破壞。最后根據(jù)孔口返水顏色、返渣量、鉆進(jìn)和泵壓參數(shù)確定開出分支后，即可根據(jù)后續(xù)鉆進(jìn)設(shè)計(jì)調(diào)整工具面正常鉆進(jìn)[18]。

3 硬巖定向鉆進(jìn)裝備

煤礦井下硬巖定向鉆進(jìn)裝備主要由定向鉆機(jī)、泥漿泵車、大功率螺桿鉆具、級(jí)差式定向鉆頭、水力振蕩器、水力加壓器等組成。

1）定向鉆機(jī)。定向鉆機(jī)主要用于提供給進(jìn)、起拔和回轉(zhuǎn)動(dòng)力、夾持和擰卸孔內(nèi)鉆具、克服螺桿鉆具鉆進(jìn)的反扭矩等，目前已成系列化。在硬巖深孔定向鉆進(jìn)時(shí)，主要要求：①鉆機(jī)輸出扭矩大，能提供較大回轉(zhuǎn)力，具有較強(qiáng)的孔內(nèi)事故處理能力；②給進(jìn)起拔力大，能夠滿足深孔定向鉆進(jìn)的需要?？蓛?yōu)選屢創(chuàng)世界紀(jì)錄的ZDY12000LD、ZDY15000LD 定向鉆機(jī)。

2）泥漿泵車。泥漿泵車可輸出高壓沖洗液，驅(qū)動(dòng)孔底螺桿鉆具工作，實(shí)現(xiàn)破巖鉆進(jìn)。由于配套大功率螺桿鉆具，泥漿泵車需要有較高的輸出壓力和穩(wěn)定的輸出流量，保證大功率螺桿鉆具最優(yōu)的工作狀態(tài)，目前煤礦井下主要優(yōu)選BLY460 泥漿泵車，最大輸出泵量460 L/min，額定工作壓力可達(dá)13 MPa。

3）大功率螺桿鉆具。大功率螺桿鉆具是硬巖定向鉆進(jìn)的關(guān)鍵，根據(jù)目前煤礦井下鉆機(jī)能力的匹配性，巖層深孔定向鉆進(jìn)的鉆具規(guī)格主要使用φ89 mm，因此，配套大功率螺桿鉆具外徑為φ89 mm。為了增大螺桿轉(zhuǎn)矩的輸出轉(zhuǎn)矩，考慮泥漿泵車的壓力、流量能力范圍，需要5 級(jí)以上大功率螺桿鉆具，增加定轉(zhuǎn)子頭數(shù)比，通過直接提高孔底螺桿鉆具的碎巖能力，達(dá)到提高鉆進(jìn)效率的目的。大功率螺桿鉆具主要技術(shù)參數(shù)如下：①外徑：89 mm；②頭數(shù)：7:8；③輸出扭矩：≥1 400 N·m；④級(jí)數(shù)：5 級(jí)；⑤轉(zhuǎn)速：124～187 r/min；⑥輸出功率：29.2 kW。

4）級(jí)差式定向鉆頭。根據(jù)外徑89 mm 鉆具的級(jí)配要求，設(shè)計(jì)鉆孔直徑不小于120 mm，級(jí)差式鉆頭外徑分別為126、124、122、120 mm。為刀翼式的平底鉆頭，采用高效切削齒，提高破巖效率；設(shè)計(jì)保徑，提高鉆頭的保徑效果，使其磨損量控制在2 mm 內(nèi)；鉆頭體噴焊耐磨涂層，提高冠部表面強(qiáng)度，提高耐磨和耐沖蝕性。

5）水力振蕩器。水力振蕩器外徑為89 mm，主要結(jié)構(gòu)分為通信部分、振蕩器主體部分，通信部分分為上通信部分和下通信部分。振蕩器主體包括上接頭、外管、活塞、復(fù)位部件、擋圈和下接頭等。經(jīng)過測(cè)試，碟簧式水力振蕩器適合安裝在近鉆頭位置輔助減阻，圓柱彈簧式水力振蕩器適合安裝在鉆柱中間主要減阻[19]。

6）水力加壓器。水力加壓器由缸體、活塞、花鍵傳動(dòng)軸、端蓋、變徑接手組成。室內(nèi)測(cè)試表明，采用φ12、φ13、φ14 mm 活塞水眼在流量200～450 L/min范圍內(nèi)輸出軸向壓力為2～10 kN[20]。

4 硬巖定向鉆進(jìn)工藝方法

硬巖定向鉆進(jìn)工藝流程主要包括鉆場(chǎng)準(zhǔn)備、鉆孔軌跡設(shè)計(jì)、回轉(zhuǎn)開孔、下套管作業(yè)、安裝級(jí)差式定向鉆頭和大功率螺桿鉆具定向鉆進(jìn)等。在施鉆過程中，根據(jù)鉆進(jìn)工程參數(shù)判斷定向鉆進(jìn)狀態(tài)，如果判斷鉆頭損壞，需要提鉆更換下一級(jí)級(jí)差式定向鉆頭，重新送鉆鉆進(jìn)；如果判斷產(chǎn)生嚴(yán)重托壓現(xiàn)象無(wú)法繼續(xù)定向鉆進(jìn)，可提鉆在鉆柱適當(dāng)位置安裝減阻加壓工具，并更換下一級(jí)級(jí)差式定向鉆頭，直至鉆達(dá)設(shè)計(jì)終孔。硬巖定向鉆進(jìn)工藝流程如圖1。

圖1 硬巖定向鉆進(jìn)工藝流程Fig.1 Technological process of directional drilling

5 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及應(yīng)用

5.1 礦井基本情況和鉆進(jìn)層位

1）礦井基本情況。張集煤礦位于淮河中游，淮北平原南部，屬于淮南煤田。區(qū)內(nèi)地形平坦，構(gòu)造位于陳橋背斜南翼，礦井構(gòu)造主要受背斜形成有關(guān)，多發(fā)育正斷層，構(gòu)造復(fù)雜程度中等。井田內(nèi)地層有寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系、新近系和第四系，石炭系假整合于奧陶系之上，二疊系整合于石炭系太原組之上，新近系不整合于二疊系之上。其中，石炭系含煤巖層均不穩(wěn)定，不可采，二疊系含煤地層32層，有7 個(gè)含煤段。由于A 組煤（又稱1 煤）開采時(shí)，石炭系太原組灰?guī)r巖溶裂隙含水層成為直接的充水含水層組，而且太原組灰?guī)r與下伏奧陶灰?guī)r水局部聯(lián)系密切，使得太原組灰?guī)r巖溶裂隙含水層是礦井主要水害之一。

2）鉆進(jìn)層位。鉆孔設(shè)計(jì)鉆進(jìn)層位都要穿越C31、C32、C33上3 層灰?guī)r，然后進(jìn)入C33下灰?guī)r主延伸層位。底板C3Ⅰ組灰?guī)r抗壓強(qiáng)度31.4～98.6 MPa，大多在50 MPa 以上，其中，在定向鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用的C33下灰?guī)r中采集的3 個(gè)試驗(yàn)樣本得到的平均抗壓強(qiáng)度值為76 MPa，巖石堅(jiān)固性系數(shù)為7.6，屬于堅(jiān)硬巖層。

5.2 試驗(yàn)及應(yīng)用情況

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)2 處，分別為西二采區(qū)探放水鉆孔試驗(yàn)和西三采區(qū)掩護(hù)巷道掘進(jìn)鉆孔試驗(yàn)，在西三采區(qū)-600 m 疏水平水巷進(jìn)行了工程應(yīng)用。

1）西二采區(qū)探放水試驗(yàn)鉆孔1 個(gè)，完成主孔孔深620.6 m，累計(jì)總進(jìn)尺838.6 m，目標(biāo)層鉆遇率達(dá)94.2%，后期的疏放水效果明顯[21]。西二采區(qū)探放水試驗(yàn)鉆孔軌跡如圖2。

圖2 西二采區(qū)探放水試驗(yàn)鉆孔軌跡Fig.2 Water exploration and drainage test borehole in west No.2 mining area

2）西三采區(qū)掩護(hù)巷道掘進(jìn)試驗(yàn)鉆孔3 個(gè)，1#鉆孔孔深518 m，1-1#鉆孔孔深483 m，2#鉆孔孔深558 m。3 個(gè)鉆孔都是大垂深鉆孔，垂深都超過100 m，每鉆進(jìn)3 m 都要進(jìn)行充分的回轉(zhuǎn)沖孔，正常鉆進(jìn)時(shí)1#鉆孔平均鉆進(jìn)效率18 m/小班，1-1#鉆孔和2#鉆孔平均鉆進(jìn)效率21 m/小班。3 個(gè)孔都未見地層出水，成功實(shí)現(xiàn)了掩護(hù)巷道掘進(jìn)探放水目的[18]。

3）工程應(yīng)用在西三采區(qū)-600 m 水平疏水巷，主要目的是治理1612A 和1613A 工作面底板灰?guī)r水害，施工定向鉆孔15 個(gè)（包含主孔和分支孔），累計(jì)進(jìn)尺5 480 m，探查到出水點(diǎn)2 個(gè)，出水點(diǎn)1 初始水量15 m3/h，后期水量穩(wěn)定在3 m3/h，出水點(diǎn)2 初始水量15 m3/h，后期增大至220 m3/h，孔內(nèi)出水壓力達(dá)到5.9 MPa。通過定向鉆孔探查到出水點(diǎn)，并采取針對(duì)性治理措施，有效地保障了張集煤礦的安全開采[17]。

4）水力振蕩器試驗(yàn)在-600 m 水平疏水巷10#鉆孔完成，在孔深425 m 時(shí)產(chǎn)生了較嚴(yán)重的托壓現(xiàn)象，提鉆在螺桿鉆具后100 m 鉆柱位置安裝圓柱彈簧作為輔助復(fù)位部件的水力振蕩器鉆進(jìn)。試驗(yàn)顯示，平均鉆壓降低了33 %，鉆效提高126 %，顯著降低鉆進(jìn)摩阻，提高定向鉆進(jìn)效率[19]。

5）水力加壓器試驗(yàn)在-600 m 水平疏水巷3#鉆孔完成，在孔深464 m 時(shí)鉆進(jìn)效率降低，起鉆下入水力加壓器，水力加壓器安裝在螺桿鉆具和鉆頭之間，鉆進(jìn)至578 m 達(dá)到設(shè)計(jì)終孔。試驗(yàn)顯示，鉆孔鉆進(jìn)時(shí)最大時(shí)效由之前托壓孔段的1 m/h 以下提高至3 m/h，試驗(yàn)進(jìn)尺內(nèi)平均給進(jìn)表壓較托壓孔段降低了23.8 %，平均鉆效提高了137 %[20]。

6 結(jié) 語(yǔ)

1）針對(duì)煤礦井下硬巖定向鉆進(jìn)中鉆進(jìn)效率低、深孔鉆進(jìn)產(chǎn)生托壓和孔內(nèi)鉆具易損壞等問題，開發(fā)了硬巖定向鉆進(jìn)技術(shù)，主要包括大功率螺桿鉆具鉆進(jìn)技術(shù)、級(jí)差式定向鉆頭防卡技術(shù)、振動(dòng)減阻技術(shù)、水力加壓技術(shù)、軌跡控制技術(shù)和硬巖開分支技術(shù)。選配了定向鉆機(jī)、泥漿泵車、大功率螺桿鉆具，研制了級(jí)差式定向鉆頭、水力振蕩器和水力加壓器，形成了硬巖定向鉆進(jìn)工藝方法。

2）硬巖定向鉆進(jìn)技術(shù)與裝備在淮南張集煤礦進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和工程應(yīng)用，結(jié)果表明，該技術(shù)與裝備能有效地提高硬巖中的鉆進(jìn)效率，解決深孔鉆進(jìn)中的托壓?jiǎn)栴}，提高鉆具使用的安全性，可在類似礦井硬質(zhì)巖層中推廣應(yīng)用。

3）為更好地解決深孔鉆進(jìn)問題，需要進(jìn)一步研究水力振蕩器的安裝位置與性能參數(shù)、鉆進(jìn)工藝之間的耦合關(guān)系，進(jìn)一步研究保證水力加壓器在最優(yōu)工作狀態(tài)的工藝參數(shù)。