水平螺旋钻进钻杆排粉机理实验.pdf

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1、第38卷第5期煤田地质与勘探VO1．38NO．52010年10月C0ALGE0LOGY&EXP10RⅡ0N0ct．201O文章编号：1001—1986(2010)05—0071—03水平螺旋钻进钻杆排粉机理实验叶根飞(煤炭科学研究总院西安研究院，陕西西安710054)摘要：为了研究松软煤层螺旋钻进钻杆排粉机理，用相似模型实验研究螺旋钻杆的排粉，宏观了解煤粉颗粒在螺旋钻杆作用下的运动形式，从理论上求解其运移的速度，并通过实验验证螺旋钻杆动力参数和结构参数对其排粉量的影响。实验显示：螺旋钻杆外径参数、转速和钻进速度等动力参数相同的情况下，螺距和心杆尺寸的大小对钻杆的排粉量

2、影响很大；不同的螺旋钻杆其转速适合，螺旋钻杆才能很好的排粉。关键词：螺旋钻杆；螺旋输送；排粉机理；实验中图分类号：TU43文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1001—1986．2010．05．016CuttingsdischargemechanismofspiralrodinhorizontalaugerdrillingYEGenfei(X／~nBranch，ChinaCoalResearchInstitute，Xi'an710054，China)Abstract：Inordertostudythecuttingsdischargemechanism

3、ofrodinaugerdrillinginsoftcoalseams，thepaperstudiedcuttingdischargeofaugerrodthroughexperimentonsimilarmodeltomacroscopicallyunderstandthemovementpatternsofcoalparticlesunderactionofaugerrod，totheoreticallyfindouttheirtransportspeed，andtoverifytheinfluenceofdynamicandstructuralparameter

4、sofaugerrodonamountofdischargedcuttingsthroughexperiment．Experimentindicatedthatinthecasethattheouterdiameter，rotationspeedanddrillingspeedarethesame，thepitchandthesizeofrodinfluencegreatlytheamountofdischargedcuttings，andaugerrodcandischargewellcuttingswhenitrotatesatsuitablespeed．Keyw

5、ords：augerrod；spiraltransport；cuttingdischargemechanism；experiment松软突出煤层由于煤质松软，瓦斯含量高，钻少】。为了进一步了解其排粉性能，设计了一套螺孔施工非常困难，容易出现喷孔、垮孔、卡钻等异常旋钻杆，在透明的有机玻璃管内装满煤粉，螺旋钻现象，导致钻孔成孔率低、成孔深度小等问题，这严杆旋入煤粉中，在近水平状态下，通过转动螺旋钻重影响了钻孔瓦斯的预抽效果，因此松软突出煤层瓦杆来观察其排粉机理。斯抽放钻孔施工是世界性的难题】。螺旋钻进技术由模拟螺旋钻杆的心杆外径为10ITIIII，螺旋钻杆外于其对孔壁扰动

6、小、成孔率高等优点，是解决松软突径为42inin，螺距为20iilin，所选的有机玻璃内径分出煤层瓦斯预抽钻孔成孔问题的有效方法J。别为45mill和60mlil，用来模拟对应的钻孔直径。为了研究松软煤层水平螺旋钻进中钻杆的排粉通过旋转旋入有机玻璃透明管煤粉中的模拟钻机理，进行了室内模拟实验，主要达到以下三个目杆，在一定转速范围内，在煤粉保持干燥的情况下，的：a．观察钻进过程中煤粉的运动形式，进一步研观察模拟钻杆的排粉情况，无论是在内径45mill还究螺旋钻杆的排粉机理；b．通过对同一孔径不同结是在内径60lllm的有机玻璃管中，煤粉均在管子下构参数的螺旋钻杆排粉量进

7、行对比，验证螺旋钻杆方，由螺旋钻杆推动其向外移动直至管外_4]。而煤优化结果，为螺旋钻杆的设计提供可靠依据；c．得粉则不粘在钻杆叶片上。煤粉颗粒在螺旋叶片的推出螺旋钻进过程中转速和钻速对螺旋钻杆排粉的影力、管子的摩擦力及重力的联合作用下，在管子下响，为钻进施工中参数的选取提供参考依据。部翻滚着向前移动，直至排出管外(图1)。而如果在煤粉中加入水，因煤粉和螺旋叶片之间的附着力增1螺旋钻进技术的排粉机理大，除大多数煤粉继续沿管子下方翻滚着向前移动一般情况下，螺旋钻进多用于垂直孔钻进，而外，少量煤粉颗粒不仅会随叶片转动，而且会粘附在近水平孔中较少使用，对排