项目申报人：高科

项目名称：师法自然-面向学生室内实践的双钻头仿生自平衡钻进装置

项目创新点及拟解决的难点：

① 创新采用双钻头异向回转碎岩钻进的方式，代替传统的单钻头钻进方式。以此实现平稳钻进，降低钻头碎岩给进过程中的振动，进而减小钻头及井下工具组对孔壁及岩心的扰动，高效、安全、可靠地完成钻井工程。

② 创新采用近钻头传压传扭的方式，代替传统钻井施工中，由地面钻机通过钻杆远距离驱动钻头碎岩的方式。通过井下动力近距离驱动钻头碎岩进尺，突破钻深对传压传扭效率的限制，提高了能量的利用效率。同时，采用多功能连续缆管为井下钻进工具组提供动力，摆脱了对钻杆的使用，降低了能量的消耗。

项目目标：本项目突破常规钻探装备研究思维，研发一套面向学生室内实践的双钻头仿生自平衡钻进装置，结构如图1所示。该装置取代了传统的地面钻机设备及其附属钻具系统，通过回转驱动组件驱动内、外钻头同时逆向回转、协同钻进，两个钻头产生的反扭矩大小相等，在回转部实现平衡，对回转部上面的钻具不产生扭力作用，使得上部钻具始终在无扭环境下工作，从而解决了常规钻井方法中钻机在地面上驱动钻头产生的耗能大的技术瓶颈；并采用双钻头双向平衡微扰动碎岩方式，取代常规单钻头单向大扰动碎岩方式，改善孔底围岩和钻头的受力环境，使钻头的碎岩效果更好，孔壁的稳定性更强，从而实现高效、节能、环保的“绿色钻井”的目标。

图1 双钻头仿生自平衡钻进装置结构组成