松软煤层钻进高温闭锁及预警装置研究与应用

发布时间：2021-04-02 13:19

　　针对高瓦斯松软煤层钻孔施工存在孔内瓦斯燃烧的安全隐患问题,提出钻进高温闭锁及压力预警系统,开展钻头与闭锁装置之间的温度传导规律实验、储液密封仓液体介质实验,并进行现场工业性试验。研究结果表明:钻头与储液密封仓之间的温度传输平均差值约为251.52℃;储液密封仓选取水为充填介质时,能够保障钻头温度在380～424℃范围时蒸汽活塞发生动作;通过现场工业性试验,高温闭锁装置可实现钻头高温下的风水通路闭锁,及时切断氧气来源,避免钻进过程中瓦斯燃烧事故;压力预警装置可将钻进风水通路闭锁转化为声音信号,根据预警时长对钻进过程中的高温、渣堵钻头、瓦斯大等现象进行识别,并及时调整钻进速度及压力,从而降低钻进过程中事故发生的概率。 

【文章来源】：中国安全生产科学技术. 2020,16(03)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

高温闭锁装置原理

钻头与闭锁装置间存在导热通路,但在风水影响之下,钻头与闭锁装置间的温度分布规律无法进行准确计算,更无法实现现场测量,因此必须利用模拟实验确定钻头与闭锁装置间的温度关系。温度传导规律试验如图2所示。选取火枪高温灼烧钻头模拟截齿与煤体的摩擦生热,使用小火慢烧方式模拟打钻蓄热传热过程,使用测温枪测量各装备表面温度。主要测量钻头温度、闭锁装置末端温度、储液密封仓表面温度,从第7 min开始,每间隔0.5 min测量1次温度,基于测量结果,建立灼烧时间与温度之间的关系曲线,如图3所示。基于图3,可得到钻头与储液密封仓表面之间的温度关系如式(1)所示:

温度传导规律试验结果

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3115344