定向钻进是利用钻孔自然弯曲规律或采用人工造斜工具使钻孔按设计要求延伸钻到预定目标的一种钻进方法。也可以解释成为了钻达到一个预定的地下目标，使井眼在特定方向偏斜的工艺和科学。定向钻进技术是目前世界上前端的钻进方法之一，它具有GDS导向系统，通过孔外计算机监测，可以按照预先设计的钻进轨迹钻进至指定位置。这对瓦S抽放、煤气层开发、紧急救援、探测排放采空区积水及地质构造等，有着无可比拟的优越性。

通缆钻杆与定向钻机配套在钻探工程中应用及其广泛，如钻孔纠斜；补取岩矿芯；绕过事故孔段或复杂孔段；避开地面障碍；一孔多分支；勘探陡斜矿体；煤层瓦S抽放或煤层气开采；矿山竖井特定位置区域水文地质与工程地质勘查；开挖铺设地下管线等。但就煤矿而言，在瓦S防治与开发领域的应用也是多方面的,如进行区域性本煤层瓦S预抽放、掘进预抽、抽放采空区瓦S、非开采层瓦S预抽等,不但能大大减少瓦S防治与开发的投资成本,还能提高抽放浓度,为瓦S的利用提供质量保障。

通缆钻杆又称做随钻测量钻杆，主要用于搭配千米定向钻机进行深孔钻进。

通缆式钻杆是孔底测斜单元与孔口测斜设备之间的信号传输装置，是保证定向钻进顺利实施的重要配套钻具，主要应用于煤矿井下定向钻进、煤矿井下回转钻进以及其他地质受控定向钻进工况。

随钻测量系统的信号传输方式分为有线(电缆)和无线两种。通缆式钻杆作为有线(电缆)传输方式可直接向孔底传感器供电，实现孔底与孔口设备之间的双向通讯，实时性好、数据传输率高。同时通缆式钻杆解决了以往产品电缆与钻杆联接以及电缆之间联接的安装问题，能够保证有线(电缆)随钻测量系统信号的传输。

1.通缆式钻杆的主要功能

通缆式钻杆是定向钻进装备的重要组成部分，是定向钻进过程中受力复杂、工况恶劣的部件，其主要功能有:

1)钻进时传递钻机施加给钻头的轴向压力，承受孔底马达的反扭矩;

2)起下钻具时传递钻机对钻具施加的推拉力;

3)作为介质通道，向孔底输送冲洗液。

为了方便孔内事故的处理，通缆式钻杆既可用来进行定向钻进施工，也可进行常规回转钻进施工。因此，通缆式钻杆还应满足常规回转钻进时向钻头施加扭矩的要求。

2.通缆式钻杆的工作条件

通缆式钻杆组成的钻杆柱是一个弹性系统，在定向钻进过程中钻杆所受载荷的大小和方向都在变化，通缆式钻杆在三维空间中承受着复杂交变的拉、压、扭、弯曲、振动等载荷，加上磨损腐蚀等作用，在经过一段时效后很可能在应力集中部位断裂。同时，伴随着地质条件的变化以及卡钻、埋钻等事故的发生，钻杆的受力情况将变得更为复杂。通缆式钻杆的工作条件决定了通缆式钻杆将是钻进过程中受力复杂、工况恶劣的部件。

钻杆承受的基本载荷有:

1)拉力和压力。钻进过程中，钻杆向钻头施加轴向压力时钻杆受压，提钻时钻杆受拉。在处理孔内事故进行起拔时，钻杆会受到较大的拉力。

2)扭转。由于钻杆的主要功能之一就是承受或传递扭矩，因而使得钻杆处于受扭状态，产生扭应力。特别是在处理孔内事故时(通缆式钻杆在处理孔内事故时可以回转)，钻杆突然停止回转，此时钻机等设备的回转部分和钻杆柱的回转动能使钻杆受到扭转冲击，产生很大的扭应力。

3)弯曲。在常规钻进施工中，由于钻杆在离心力以及轴向压力作用下失稳，产生弯曲，钻杆柱内部产生弯曲应力。在施工定向孔的过程中，需要不断地调整钻孔轨迹，会引起钻杆在孔内的弯曲变形。弯曲的钻杆柱进行回转时，钻杆内产生的交变应力易引起钻杆的疲劳破坏。

4)弹性振动。钻杆柱是一个弹性系统，在弯曲及扭转等因素的复合作用下，会发生纵向和横向振动。严重时，钻杆柱的振动使得钻机等配套设备受迫振动，影响钻具及配套设备的寿命。

1、常用规格型号:

Φ70mm*3m  Φ73mm*3m  Φ76mm*3m  Φ89mm*3m

2、工艺要求：

摩擦焊型、敦粗外加厚型（需要整体热处理）

3、材质壁厚：

通缆合金钻杆材质为26Crmo材质

26CrMo作为钢胚，可经过调质成石油管钢级，S135 G105等，常用规格 60 73 88.9 101 127等规格。

不铣槽型壁厚为8mm   铣槽型壁厚为10mm4、钻杆定尺长度:1.5m、2m、3m，其中3m长度的为常用;

钻杆抗拉能力:800kN;

钻杆抗扭能力:6500N·m;

绝缘电阻:>2MΩ;

通缆装置电阻:<0.5Ω;

使用寿命:20000m或1年。

该技术是利用导向系统使近水平钻孔轨迹按设计要求延伸钻进至预定目标的一种钻探方法，即有目的地将钻孔轴线由弯变直或由直变弯。同时孔底导向装置实时监测钻孔参数，进而确定孔底螺杆马达的造斜方向。该技术的关键部位在于孔内马达驱动装置和配套的测量技术。首先高压水通过钻杆输送至孔内马达，孔内马达内部的转子在高压水的冲击作用下转动，通过前端轴承带动钻头旋转，达到破煤的目的，在钻进过程中，钻杆本身不转，只做钻头的旋转运动，从而降低了钻机的负荷。孔内马达的弯接头是一个关键部位，它和钻杆之间有一定的夹角，由于弯接头的作用，钻孔的轨迹不再是传统钻机所形成的略带抛物线的直线轨迹，而成为一条偏向弯接头方向的空间曲线。配套的测量系统是保证深孔定向钻进按照预定的轨迹进行钻进的关键部件，该测量系统在孔内主要测量参数为方位角、倾角和弯接头方向，根据测量出来的孔内参数可用三角函数计算出每一个测量点的坐标，即可描绘出该空间曲线在水平和垂直平面上的投影图，并与设计的轨迹进行对比，根据偏差即使调整弯接头方向，以及是钻进轨迹大限度的符合设计要求。

总之，进水平千米定向钻机在煤矿井下的使用，满足了煤矿生产技术与装备之急需，实现了井下瓦S抽采钻孔从“无控钻进”到“定向钻进”的跨越，在我国煤矿瓦S抽采技术领域起到了引导和示范作用，尤其推动了我国煤炭行业瓦S治理的技术进步，完善了煤矿治理瓦S的技术手段。千米定向钻进技术具有很大的技术优势和推广应用前景，可以为矿井的瓦S等灾害治理提供根本的技术途径。