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复杂松软突出煤层深孔钻进技术研究

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煤炭技术CoalTechnologyVol.37No.03Mar.2018第37卷第03期2018年03月1我国煤层钻进技术现状1.1工艺理论研究现状在工艺理论方面开展研究较多,主要涉及打钻工艺、打钻风压、打钻困难原因分析等。张铁岗在实施瓦斯综合治理示范工程的过程中,提出“低压慢进、边进边退,掏空前进”的松软突出煤层打钻口诀。董钢锋等研究了最佳排渣风压随钻孔深度增加的比例关系。林府进等在淮南潘一矿做松软突出煤层成孔试验时,采取了提高风力排渣能力、准确控制钻孔倾角和适速钻进等措施,使成孔深度有所提高。梁运培对钻孔喷孔发生机理进行了理论探讨,分析了钻孔喷孔发生和发展的力学过程。刘志军等对钻孔弯曲的影响因素和机理进行分析。雷丰励分析了松软突出煤层长钻孔钻进关键工艺技术,研发出了一套松软突出煤层长钻孔装备与钻进工艺技术。1.2孔内钻具研究现状(1)当前常用孔内钻具①光面钻杆这种钻杆在国内十分常见。其排渣方式有2种:风力排渣和水力排渣。在突出煤层中往往采用风力排渣,在非突出煤层中有采用水力排渣的,也有采用风力排渣的。②麻花钻杆麻花钻杆的结构是在光面钻杆的表面上焊有一定高度的螺旋叶片,通过钻杆的旋转,叶片螺旋结构对渣体产生的摩擦力带运渣体向外运动,可以称之为机械排渣钻杆。(2)组合钻具组合钻具研制是国内煤层钻孔深孔施工技术研究中的一个热点。郝世俊等在晋煤集团寺河矿施工煤层钻孔时,采用保直组合钻具和下斜组合钻具,其中所采用保值组合钻具由准73mm光面钻杆、稳定器和准94mm内凹式复合片钻头组成;下斜组合钻具由准73mm光面钻杆、稳定器和准94mm支柱型球面复合片钻头组成。虽然配合使用上述2种组合钻具,可克服顶底板对成孔深度的影响,但是组合钻具并不能解决松软突出煤层的深孔施工问题。为进一步提高组合钻具的定向性能和对突出煤层的适应能力,科研人员研制了多种定向钻头。董钢锋等设计的定向钻头,其各级钻头的间距要大0.5~2m。刘志军等研制了锥形刮刀钻头。该定向钻头前端是直径较小的钻头,相隔一段距离后增加1组正常直径的钻头。在钻孔施工过程中,小直径钻头钻进,先行释放低应力和瓦斯,正常直径钻头随后扩孔,两级钻头同轴钻进,减轻钻孔的偏斜程度,配合使用稳定器,可实现定向钻进。这类定向钻头对喷孔有一定抑制复杂松软突出煤层深孔钻进技术研究杨利平1,2(1.中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆40003

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