开闭式反循环钻头的结构设计与工作原理.pdf

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1、2014年第41卷第6期探矿工程(岩土钻掘工程)53开闭式反循环钻头的结构设计与工作原理乔慧丽，陈鱼'。(1．重庆理X-大学机械学院，重庆400032；2．中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆400039；3．瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆400039)摘要：由于煤层松软和破碎的缘故，松软突出煤层瓦斯抽放孔易垮塌，将导致钻孔成孔率低，瓦斯抽放通道易堵塞，影响了瓦斯抽采效率。为解决这些问题，设计了开闭式反循环钻头，并对其结构特点和工作原理进行分析。这种钻头结合了全程筛管下放和反循环钻进2种工艺的优势。通过降低对孔壁的二次破坏，提高了钻孔成孔率和成孔深度；通过全孔段下放筛管，防止孑

2、L壁垮塌堵塞瓦斯通道，提高了瓦斯抽放孔的利用率。介绍了该新型钻头的结构设计、工作原理和应用情况。关键词：松软突出煤层；瓦斯抽放孔；反循环；钻头中图分类号：P634．41文献标识码：A文章编号：1672—7428(2014)06—0053—03ConfigurationDesignandWorkingPrinciplesofOpen-closedReverseCirculationBit／QIAOHui—li‘．CHENYu’(1．ChongqingUniversityofTechnology，Chongqing40032，China；2．ChinaCoalTechnologyEnginee

3、ringGroupChongqingResearchInstitute，Chongqing400039，China；3．GasDisasterMonitoringandEmergencyTechnologyNationalKeyLab．，Chongqing400039，China)Abstract：Duetothesoftandbrokencharacteristicsofsoftandoutburstcoalseam，thegasdrainageboreholeeasilycollap-seswithlowboreholecompletionrateandtheblockageofgas

4、drainagechannel，whichinfluencetheefficiencyofgasextrac—tion．Theopen—closedreversecirculationbitwasdesignedinordertosolvetheseproblems，anditsworkingprincipleandstructurecharacteristicswerealsoanalyzed．Theadvantagesoffullscreenlinerandreversecirculationdrillingtechnologyarecombinedwiththisbit，byredu

5、cingtheseconddamagetotheholewalltoimprovetheboreholecompletionrateanddepth，bysendingthefullscreenlinertotheholebottomtoavoidwallcollapseandgasdrainagechannelblockage，theuti—lizationrateofthegasdrainageboreholeisincreased．Thepaperintroducesthisnewbitaboutitsconfigurationdesign，workingprincipleandth

6、eapplication．Keywords：softandoutburstcoalseam；gasdrainagehole；reversecirculation；bit0引言工集团重庆研究院开发了大通孔开闭式全方位钻进松软突出煤层顺层钻孔高效成孑L技术一直是制钻头J，采用这种钻头，钻孔完毕后，在提钻之前，约我国煤矿井下瓦斯抽采的难题_1J。在松软突出将瓦斯筛管从钻杆内部下放至孔底，解决了孔壁垮煤层瓦斯抽放钻孔过程中经常发生垮孔或塌孔等异塌导致瓦斯抽放通道堵塞的问题。常情况，导致瓦斯抽放孔施工周期长、成孔深度浅和本文在借鉴大通孑L开闭式全方位钻进钻头优点成孑L率低J。这主要有2方面的原因：一

7、方面，煤层的基础上，设计了开闭式反循环钻头，利用该钻头不本身松软、破碎，易出现塌孔；另一方面，在钻孔施工仅可以实现全程筛管下放，保证提钻成孔后瓦斯通过程中，高速流动的空气和煤渣会对孔壁形成二次道的长期畅通，还可以钻进过程中，空气和煤渣对孔破坏，加剧了孔壁的垮塌。即使好不容易成孔了，由壁的二次破坏，减少孑L壁垮塌，提高成孑L深度和成孔于松软煤层裸I]I~L壁的稳定性差，在成孔提钻后，短率。该钻头的设计具有创新性，对于提高松