煤矿瓦斯抽排井套管强度校核计算方法探讨.pdf

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1、78探矿工程(岩土钻掘工程)2010年第37卷第10期煤矿瓦斯抽排井套管强度校核计算方法探讨耿建国，彭桂湘，袁志坚，李云峰，熊亮(河南省煤田地质局，河南郑州450018)摘要：近年来在煤矿安全生产中瓦斯抽排井得到越来越广泛的应用。这类井施工周期长、难度大、要求高，再加上套管直径大、总质量大、施工和套管的成本费用也很高，据所掌握的工程资料，国内已有数口井在施工过程的不同环节发生了不同形式的套管挤毁事故，造成整井报废，损失惨重。以某瓦斯抽排井下套管过程中工作套管发生严重挤毁事故为例，对其受力情况进行了深入分析，并在此基础上对大直径套管三轴应力强度校核计算方法作了详细论述。通过与传统单

2、轴应力强度计算方法进行对比分析认为，套管三轴应力强度计算结果更准确科学，采用三轴应力强度计算方法指导前期套管设计，工程质量更加安全可靠，值得推广应用。关键词：瓦斯抽排井；大直径套管；三轴应力；强度校核中图分类号：TD7；P634文献标识码：A文章编号：1672—7428(2010)10—0078—04DiscussiononCheckingCalculationMethodforCasingStrengthofMineGasPumping·-exhaustWelI／GENGJian-·gtw，PENGGui—xiang，YUANZhi4an，LIYun-feng，XIONGLia

3、ng(CoalGeologyBureauofHenanProvince，ZhengzhouHenan450046，China)Abstract：Gaspumping—exhaustwellisappliedmoreandmorewidelyincoalminesafetyproductioninrecentyears，butitsconstructionperiodislongwithdificulty．Taketheexampleofseriouscollapsingaccident，analysiswasmadeonthecasestress；basedontheanalys

4、is，thecheckingcalculationmethodfortri—axialstressoflargediametercasewasdiscussedindetail．Bythecomparativeanalysis，thetri—axialstresscalculationresultsaremoreaccuratethantheonesbytraditionalU—niaxialstresscalculationmethod．Keywords：gaspumping—exhaustwell；largediametercasing；tri—axialstress；str

5、engthchecking煤矿瓦斯抽排井是以钻井方法在煤矿地面和井防范措施将事故风险降到最低。本文以某瓦斯抽排下工作场所之间建造的一种用于输送井下抽采的瓦井下套管过程中工作套管发生严重挤毁事故为例，斯，并集中回收利用的特殊工程通道，近年来在煤矿对大直径套管三轴应力强度校核计算方法作了初步安全生产中得到越来越广泛的应用。目前，瓦斯抽探讨。排井的钻孔直径一般为600—1200InlTl，钻孔深度在300～1000m不等，人井的表层套管和工作套管直1某瓦斯抽排井套管事故简介径一般在450～1000him之间。由于井眼直径和套某瓦斯抽排井设计井深850m，井径750mm。管直径都比较大，

6、井深接近1000m，这给钻井和成钻井作业结束后采用底部浮板法下人0630×14井施工带来诸多困难。针对这些技术难点，有关专mm工作套管，套管连接采用井口焊接法。下入套业技术人员通过理论研究和技术攻关，成功地完成管距离井底近60nl发现异常。此时套管总质量了一批大直径瓦斯抽排井的施工，取得了良好的社170t，空管段高度170．00m，拉力表指重为80t，计会效益和经济效益。尽管如此，大直径瓦斯抽排井算出浮力约90t。其事故现象是：当套管下到距井套管损毁事故仍时有发生。由于这类井施工周期底近60m时管外环状问隙内的泥浆快速下降，同时长、难度大、要求高、再加上套管直径大、总质量大、井管

7、发生抖动，拉力表指重下降为零，但是井管却不作业费用高，一旦发生套管损毁事故修复和处理难下降。发现问题后，施工人员及时进行了现场处理，度极大，成功率非常低，极有可能造成整个工程报下311牙轮钻头试孔在473．80m时遇阻，说明此废，经济损失巨大。因此进一步深入研究和分析套处井管已经发生变形；冲孔发现泥浆从管外上返，说管损毁事故的原因是非常必要的，只有找出导致事明井管已经出现破裂(后通过清水替换套管中的泥故发生的根本原因才能有针对性地采取科学有效的浆，清水条件下采用井下摄像证实套管已