螺旋辅助排渣水射流高压钻杆设计

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针对水射流割缝过程中的排渣和密封难题,研究了水射流排渣的影响因素,提出了以流体排渣为主、机械排渣为辅的协同排渣的新思路。研制的螺旋辅助排渣水射流高压钻杆采用O型圈密封和密封管螺纹密封的组合式密封,实现耐压40 MPa。现场工业性试验表明,螺旋辅助排渣水射流高压钻杆能够有效的疏通钻孔排渣通道和降低煤屑粒径,满足水射流增透措施的排渣和密封要求。

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螺旋辅助水射流高压钻杆设计

针对水射流割缝过程中的排渣和密封难题,研究了水射流排渣的影响因素,提出了以流体排渣为主、机械排渣为辅的协同排渣的新思路。研制的螺旋辅助排渣水射流高压钻杆采用O型圈密封和密封管螺纹密封的组合式密封,实现耐压40 MPa。现场工业性试验表明,螺旋辅助排渣水射流高压钻杆能够有效的疏通钻孔排渣通道和降低煤屑粒径,满足水射流增透措施的排渣和密封要求。

2020-05-23
1.34MB
螺旋钻杆流阻分析及减阻方法研究

为提高松软煤层钻孔气力排渣,改善钻孔施工工艺,基于两相流的相关理论对松软突出煤层低螺旋钻杆气力排渣钻进工艺进行了研究。具体进行了气力排渣流阻分析、钻杆腔体内部流阻计算和环形排渣空间流阻分析。通过分析和讨论影响流阻的因素,得出在钻进过程中流动阻力越大,压力损耗越大的结论,提出了降"内阻"和减"外阻"的方法。分析计算表明:增大钻杆接头内孔直径、减小接头处变径角和优化螺旋叶片的结构参数,可有效降低流阻,为低螺旋钻杆的设计生产提供参考依据。

2020-05-16
218KB
松软煤层螺旋钻杆与压风复合钻进技术装备

针对松软煤层钻进困难、成孔深度浅、成孔率低等问题,在广泛调研国内相关技术的基础上,提出应用软煤钻机与整体铣削式外平螺旋钻杆利用井下压风进行复合排渣钻进的技术,并集成了钻进参数监测、孔口除尘、矿渣输送等相关配套功能。通过煤矿现场工业性试验表明,该套技术装备整体运行可靠,大幅提高了松软煤层中的钻进深度与成孔率。

2020-05-03
1.53MB
长平矿软硬复合煤体高效钻进技术研究

为解决长平矿煤层钻进成孔深度较浅的问题,进行了软硬复合煤体高效钻进技术研究。结合软硬复合煤层特点,提出运用中高速宽叶片高螺旋复合钻进技术进行钻孔施工的工艺。在研究螺旋钻具排渣机理的基础上,设计制造了Φ110/63.5 mm螺旋钻杆+Φ120 mm三翼合金钻头和Φ95/60.3 mm螺旋钻杆+Φ110 mm三翼刮刀PDC钻头2种不同的钻具组合;改进了ZDY6000LR钻机的高转速动力头;使用ZDY3000LG、ZDY6000LR钻机与设计制造的钻具组合进行钻孔施工,完成3期现场工业性试验,形成了以中高转速螺旋机械排渣为主、风力排粉为辅的螺旋复合钻进技术,使得长平矿孔深大于150 m的煤层钻孔达到

2020-04-24
480KB
高转速钻机在松软煤层螺旋钻进中的应用研究

为提高煤矿松软煤层瓦斯抽采钻孔施工深度和抽采效果,研制出适用于螺旋钻进的高转速ZDY1450LG型全液压钻机,对其总体结构进行说明并给出了主要技术参数。利用此钻机在阳煤集团新元公司进行现场试验,期间共施工钻孔14个,其中最大孔深131 m,测算了几组钻孔排渣效率,结果表明高转速工艺有利于螺旋钻进排渣,对增加钻孔深度具有显著作用。

2020-04-28
1.36MB
肋骨钻杆风力与阻塞机理研究

在突出松软煤层钻孔过程中,目前普遍采用肋骨钻杆配合钻杆中部通风的方式进行排渣,由于现有排渣技术的限制,煤渣阻塞现象时常发生并严重影响钻孔深度和成孔率。以肋骨钻杆水平钻进为例 ,分析排渣过程中煤渣的受力情况与运动规律,认为当煤渣的产生速率大于肋骨钻杆的排渣速率时,肋骨钻杆的排渣通道便会发生阻塞。通过建立的煤渣的产生速率与排渣速率公式,计算出Φ73mm肋骨钻杆排渣通道阻塞的临界煤渣产生速率。实验室验证结果表明:通过控制肋骨钻杆钻进速度来避免排渣通道发生阻塞的方法是可行的。

2020-04-18
180KB
沸腾炉自动系统设计

沸腾炉作为褐煤及煤泥干燥系统的热源供应设备,一直起着重要作用,但是沸腾炉对燃料煤的燃烧方式决定了使用小鳞片炉排配套的链环式除渣机除渣存在一定的问题,因此提出了一种新型的自动排渣系统。首先阐述了除渣机应用在沸腾炉除渣时的缺点,同时提出了一种新型沸腾炉自动排渣系统,并和除渣机的排渣方式进行了对比,然后分析了自动排渣系统的设计思路,说明了其组成、工艺布置,设计前需要注意的问题以及详细的设计过程,并对其特点进行了总结。

2020-05-12
744KB
巷道底板锚固孔钻进泵吸反循环数值试验

根据循环介质(水)泵吸反循环排渣原理,建立底板锚固孔钻进排渣双壁钻杆模型,利用流体分析软件FLUENT对具有不同横截面尺寸双壁钻杆进行流体排渣过程数值试验研究,并以排渣效率为指标优选出双壁钻杆最优横截面尺寸。运用正交设计试验中方差分析法对影响双壁钻杆排渣效率的各因素进行详尽分析研究得知:随着循环介质进口水流量的增大,排渣效率不断提升;在一定范围内水渣混合物出口压力及钻孔深度对排渣效率的影响不明显;双壁钻杆泵吸反循环排渣系统的最优工况条件为:循环介质进口水流量为2 l/s、水渣混合物出口压力为-90 k Pa。井下底板锚固孔钻进排渣工业性试验取得了一定成效,说明流体排渣数值模拟方法能够实现双壁钻

2020-04-24
1.09MB
复杂破碎地层中定向孔复合钻进技术

针对复杂破碎地层中定向孔孔壁易失稳坍塌、成孔率低的问题,分析了煤矿井下近水平定向孔孔壁失稳的机理,并给出采用滑动定向钻进时排渣困难、容易沉渣的原因,提出采用大流量冲洗液正循环排渣和异形钻杆回转排渣的复合排渣技术,分析了大流量冲洗液紊流排渣、钻杆回转排渣、水力正循环和异形钻杆复合排渣的机理;介绍了大流量泥浆泵车、无线随钻测量系统和异形钻杆等关键设备。在寺河煤矿进行了现场试验,在软硬复合破碎煤层区域内完成定向钻孔3个,最大孔深270 m,成孔率达到66.7%;在具有3层复杂地层的顶板中完成高位定向钻孔12个,最大孔深480 m,成孔率达到91.7%,为煤层气(瓦斯)区域递进式抽采利用和采动卸压抽采

2020-05-05
252KB
螺旋钻进随钻轨迹测量技术与装备研究

针对螺旋钻进工艺在钻孔施工时没有随钻测量方案的现状,在分析螺旋钻进工艺及其对随钻测量装备特殊要求的基础上,系统研究了随钻轨迹测量方法、井下施工方法和钻孔轨迹计算方法,并研制了成套的随钻测量装备。为了解决松软煤层瓦斯抽采孔成孔率差、排渣困难的难题,设计了整体式宽叶片无磁螺旋钻杆。应用结果表明:随钻轨迹测量技术与装备能满足螺旋钻进工艺的技术要求,相比传统的钻孔测量方式,施工效率提高40%,为松软煤层瓦斯治理提供了新的技术途径。

2020-04-24
283KB
煤矿巷道底板锚固孔机理及应用

针对煤矿巷道底板锚固孔钻进过程中排渣困难的问题,分析了底板锚固孔钻进过程中的排渣过程,提出了底板锚固孔钻进排渣困难是由于"钻渣三区"的存在,得出"钻渣三区"是动态的依次逐步形成的,并最终同时存在;利用流体力学的基本原理,推导了冲洗液循环过程的沿程水力损失及在固液耦合作用下钻渣在冲洗液中上返的力学公式。根据现场基本情况,得出冲洗液在冲洗钻孔及排渣过程中的沿程水力损失对钻渣上返的速度vt影响极小,并确定了"钻渣三区"形成的条件。结果表明:在底板锚固孔钻进过程中,钻孔机具的选择、冲洗液流量的要求以及钻机转速、钻压的控制必须协调一致,控制钻渣聚集区的形成,在很大程度上避免钻渣聚集区的形成是加快钻进速度

2020-04-18
407KB
风力过程中的数值模拟研究

风力排渣过程中的数值模拟研究,陈占君,赵丹,本文针对顺层长钻孔技术成孔过程存在的排渣问题,阐述了风力排渣的原理及基本条件,对风力排渣的最小风速以及所需的供风压力两项

2020-01-10
1.79MB
钻杆类型对松软煤层顺层钻孔的影响

针对松软煤层顺层钻孔压风排渣困难的问题,通过现场试验分析2种钻孔施工中风压和风量的变化规律,确定了最小风压及其计算方法。结果表明:由于钻杆结构的不同,相同风压下,三棱钻杆比圆钻杆更容易排渣,在相同深度下圆钻杆的最小供风压力比三棱钻杆大;2种类型钻杆在施工过程中随深度增加风量均呈现下降的趋势,而圆钻杆下降的趋势的绝对量比三棱钻杆大;随着施工深度的增加,2种钻杆钻屑量均呈增加的趋势,在同一深度三棱钻杆明显比圆钻杆钻屑量要大;圆钻杆与孔壁的排渣空间要小于三棱钻杆,在钻进速度相同的情况下,煤屑在三棱钻杆钻孔中的阻塞几率要小于圆钻杆,三棱钻杆更容易将钻屑顺利地排出,而且还有利于瓦斯的排放。

2020-05-20
298KB
基于MATLAB和EDEM的螺旋钻杆优化设计

为研究松软煤层螺旋钻杆对输煤效率的影响规律,以螺旋钻杆近水平钻孔应用为例,通过分析螺旋排渣机理,确定了影响排粉效率的4个参数,利用MATLAB优化工具箱对螺旋钻杆参数进行优化。在此基础上,采用EDEM软件对输煤过程进行了仿真分析。针对煤粒沿钻具轴向移动速度和质量流率2个指标对钻杆排粉效率进行了评价。

2020-04-30
279KB
ZDY2800LG高转速螺旋钻进技术装备应用

分析了松软煤层钻进的难点,提出了采用高转速螺旋钻进技术实现松软煤层快速钻进和高效排渣的解决方案,介绍了针对松软煤层钻进施工研制的ZDY2800LG型高转速履带钻机的结构和功能特点;对该钻机配套插接式螺旋钻杆采用高转速钻进工艺现场工业性试验进行了详细介绍。现场工业性试验验证了该套技术装备在钻孔成孔率、最大孔深、平均孔深、月均进尺和钻进效率等指标方面均有显著提升。

2020-05-01
142KB
大通径三棱螺旋钻杆在芦岭矿的应用研究

由于淮北矿业集团芦岭矿地质构造复杂,煤层松软,导致在抽采钻孔钻进过程中钻孔易坍塌、排渣效果不理想、抽采率低等一系列问题。大通径三棱螺旋钻杆是在传统三棱钻杆的基础上增加了螺旋条带,螺旋条带可以形成足够大的流体排渣通道,具有实施流体与机械协同排渣功能,其排渣效果更好,钻进效率更高。

2020-04-17
246KB
高转速螺旋钻进技术在松软煤层中的应用

介绍了高转速螺旋钻进技术的工艺原理与技术优势,理论研究了钻机转速对螺旋钻进排渣效果的影响。通过现场工业性试验对该工艺进行了验证,试验结果表明,采用高转速螺旋钻进技术进行钻进施工,钻进效率提高了50.8%,成孔深度显著提高。

2020-05-19
183KB
瓦斯抽采管路可视化系统研究

矿井瓦斯抽采管路中的积水积渣严重影响瓦斯抽采效率,现有排水排渣设备不能有效地解决这一问题。为此研制出了瓦斯抽采管路可视化排水排渣系统。系统以PLC为核心控制新型放水器箱体上的电磁阀协同工作完成排水排渣过程,PLC采用触摸屏直接控制,放水器运行状态参数上传至上位机,实现系统的"可视化"。

2020-04-25
210KB
松软喷突型煤层螺旋钻进工艺发展

随着新技术、新工艺的研发与实践,在松软喷突煤层中采用螺旋钻进工艺钻孔抽采瓦斯,在一定程度上解决了松软喷突煤层钻进难题。结合科研生产实践,论述了螺旋钻杆的发展现状、排渣机理、适用工艺条件、螺旋钻进中遇到的问题和处理方法。

2020-04-25
551KB
可视化自动放水器设计

针对瓦斯抽采过程中管路积水积渣影响瓦斯抽放效果问题,分析煤矿现有放水器类型、结构、工作原理,对现有放水器存在的不足,进行结构创新设计,提出一种工作可靠、效率较高的可视化自动排渣放水器,有效解决抽放管路积水积渣问题。

2020-05-15
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