在常規(guī)鉆進施工中,由于鉆桿在離心力以及軸向壓力作用下失穩(wěn),產生彎曲,鉆桿柱內部產生彎曲應力。在施工定向孔的過程中,需要不斷地調整鉆孔軌跡,會引起鉆桿在孔內的彎曲變形。彎曲的鉆桿柱進行回轉時,鉆桿內產生的交變應力易引起鉆桿的疲勞破壞。
4)彈性振動。鉆桿柱是一個彈性系統(tǒng),在彎曲及扭轉等因素的復合作用下,會發(fā)生縱向和橫向振動。嚴重時,鉆桿柱的振動使得鉆機等配套設備受迫振動,影響鉆具及配套設備的壽命。

中心通纜鉆桿該技術是利用導向系統(tǒng)使近水平鉆孔軌跡按設計要求延伸鉆進至預定目標的一種鉆探方法,即有目的地將鉆孔軸線由彎變直或由直變彎。同時孔底導向裝置實時監(jiān)測鉆孔參數(shù),進而確定孔底螺桿馬達的造斜方向。該技術的關鍵部位在于孔內馬達驅動裝置和配套的測量技術。中心通纜鉆桿高壓水通過鉆桿輸送至孔內馬達,孔內馬達內部的轉子在高壓水的沖擊作用下轉動,通過前端軸承帶動鉆頭旋轉,達到破煤的目的,在鉆進過程中,鉆桿本身不轉,只做鉆頭的旋轉運動,從而降低了鉆機的負荷。

孔內馬達的彎接頭是一個關鍵部位,它和鉆桿之間有一定的夾角,由于彎接頭的作用,鉆孔的軌跡不再是傳統(tǒng)鉆機所形成的略帶拋物線的直線軌跡,而成為一條偏向彎接頭方向的空間曲線。配套的測量系統(tǒng)是深孔定向鉆進按照預定的軌跡進行鉆進的關鍵部件,該測量系統(tǒng)在孔內主要測量參數(shù)為方位角、傾角和彎接頭方向,根據(jù)測量出來的孔內參數(shù)可用三角函數(shù)計算出每一個測量點的坐標,即可描繪出該空間曲線在水平和垂直平面上的投影圖,并與設計的軌跡進行對比,根據(jù)偏差即使調整彎接頭方向,以及是鉆進軌跡大限度的符合設計要求。

總之,進水平千米定向鉆機在煤礦井下的使用,滿足了煤礦安全生產技術與裝備之急需,實現(xiàn)了井下瓦斯抽采鉆孔從“無控鉆進”到“定向鉆進”的跨越,在我國煤礦瓦斯抽采技術領域起到了引導和示范作用,尤其推動了我國煤炭行業(yè)瓦斯治理的技術進步,完善了煤礦治理瓦斯的技術手段。千米定向鉆進技術具有很大的技術優(yōu)勢和推廣應用前景,可以為礦井的瓦斯等災害治理提供根本的技術途徑。