钻孔传感测压模拟实验研究
发布时间：2021-08-20 05:32
煤层瓦斯压力对瓦斯灾害防治工作的成效有很大影响,煤层里的瓦斯压力值能否被准确获取直接关系到瓦斯灾害防治工作的严谨性。瓦斯压力是一个重要指标,不但可以用来作为判定煤与瓦斯突出危险性的参考,也是核验瓦斯抽采效果的基本参数。多年来,国内外对如何获取更准确的瓦斯压力值的研究从未间断,故而相继产生了间接法和直接法两大测压方法。这两种方法由于各种因素的影响在一定程度上都有各自的弊端,其中直接法测定煤层瓦斯压力作为主要测压手段,其主要影响因素之一的封孔工艺多年来一直在不断改进。本文提出一种基于环形暗扣装置（内含花瓣状叶片涡轮）自封孔传感测压的方法,环形暗扣装置加装在测压杆、钻杆基体外围,在测压钻孔成型后,通过钻机带动测压杆、钻杆反转实现装置启动使花瓣状叶片涡轮展开嵌入煤壁,结合传感器压力测量技术可实现快速集成的密封,使密封质量得到提高。新型测压工艺主要由瓦斯压力传感器、特制测压杆、特制钻杆、有线传输、单片机开发板等组成。其测压原理为:测压杆安装在钻头与第一钻杆之间,且随钻进入测压孔内,打钻完成后,钻机带动钻杆和测压杆反转实现自封孔,布置在测压杆上的瓦斯压力传感器开始工作收集压力信号,通过有线传输将压...
【文章来源】：华北科技学院河北省
【文章页数】：114 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
18根据1n＞2n，可知p1tdd＜p2tdd，即随着时间变化瓦斯压力呈现较高的变化率，因此瓦斯测压室空间越小，其中瓦斯压力达到平衡的时间也就越短。在实际瓦斯压力测定时，煤层中的瓦斯赋存量是有限的，并且钻孔周围的瓦斯含量也是有限的，当煤层渗透系数较小时，周围瓦斯来不及渗透到钻孔周围。而对于具有良好透气性的煤层，钻孔瓦斯源较大会远远不断的补充钻孔中的瓦斯。中国相当多的煤层属于低渗煤层，瓦斯流场较小且渗透速度较慢，钻孔中瓦斯来源量有限，这也会影响瓦斯压力测定结果。综上所述，我们可以得出：测压气室体积越小，气室内与煤层瓦斯流场达到平衡的时间越短、测得的结果越精确，所以在满足现场施工条件的情况下，封孔的长度应尽可能长。2.2.4封孔工艺钻孔的密闭性能直接影响瓦斯压力测定结果的准确性，不同的密封技术具有不同的密封效果，会对瓦斯压力的测定结果的准确性产生很大影响，因此要根据实际情况选择不同的封孔工艺。当在煤体内开挖钻孔时，破坏了煤层中三向应力的受力状态，原始岩层受力改变，相应得产生应力集中区域。由于应力作用改变，钻孔周围的煤体发生形变，这种形变会一直延伸到钻孔深部的煤层，如图2-3所示逐次分有破裂区、塑性区以及弹性区。观察图2-3可以发现，孔隙和裂隙在破裂区和塑性区的发育较好，其渗透率与原始煤体相比大10~103倍。巷道内的空气极易通过该区域流入钻孔。图2-3钻孔周围煤岩体状态分布Figure2-3Statedistributionofcoalandrockaroundtheborehole钻孔传感测压技术是通过花瓣状叶片涡轮（布置于测压杆和钻杆上的环形暗扣装置里）和钻孔钻屑自封孔的双重封堵方法来实现钻孔密封的。该新型封孔方
211-主机2-操纵台3-泵站4-履带车体5-稳固装置图3-1ZDY4000L型钻机结构示意图Figure3-1ZDY4000LRigstructurediagram3.3钻杆改进（Drillpipetoimprove）钻杆是钻机进行打钻作业的重要组成部分，钻杆结构不仅影响钻孔钻进的深度，而且对排渣动力以效率的提高有关键作用。以下对外平钻杆和螺旋钻杆，刻槽钻杆和肋骨钻杆，三棱钻杆，异形钻杆以及随钻自封孔特制钻杆进行分析介绍：（1）外平钻杆和螺旋钻杆外平钻杆和螺旋钻杆在煤矿打钻作业中最为常见，其中外平钻杆利用流体原理进行排渣，煤体坚固性系数f＜0.8时多采用高压空气排渣，而煤坚固性系数f≥0.8的煤层根据实际情况可选用水力或风力排渣方式。螺旋钻杆是在钻机钻进过程中利用螺旋叶片和煤渣之间产生的作用力将煤渣排出钻孔，在排渣钻具中螺旋钻杆较为优越。外平钻杆和螺旋钻杆如图3-2所示。表3-1和3-2列出了两种钻杆的规格。
本文编号：3352911
【文章来源】：华北科技学院河北省
【文章页数】：114 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
18根据1n＞2n，可知p1tdd＜p2tdd，即随着时间变化瓦斯压力呈现较高的变化率，因此瓦斯测压室空间越小，其中瓦斯压力达到平衡的时间也就越短。在实际瓦斯压力测定时，煤层中的瓦斯赋存量是有限的，并且钻孔周围的瓦斯含量也是有限的，当煤层渗透系数较小时，周围瓦斯来不及渗透到钻孔周围。而对于具有良好透气性的煤层，钻孔瓦斯源较大会远远不断的补充钻孔中的瓦斯。中国相当多的煤层属于低渗煤层，瓦斯流场较小且渗透速度较慢，钻孔中瓦斯来源量有限，这也会影响瓦斯压力测定结果。综上所述，我们可以得出：测压气室体积越小，气室内与煤层瓦斯流场达到平衡的时间越短、测得的结果越精确，所以在满足现场施工条件的情况下，封孔的长度应尽可能长。2.2.4封孔工艺钻孔的密闭性能直接影响瓦斯压力测定结果的准确性，不同的密封技术具有不同的密封效果，会对瓦斯压力的测定结果的准确性产生很大影响，因此要根据实际情况选择不同的封孔工艺。当在煤体内开挖钻孔时，破坏了煤层中三向应力的受力状态，原始岩层受力改变，相应得产生应力集中区域。由于应力作用改变，钻孔周围的煤体发生形变，这种形变会一直延伸到钻孔深部的煤层，如图2-3所示逐次分有破裂区、塑性区以及弹性区。观察图2-3可以发现，孔隙和裂隙在破裂区和塑性区的发育较好，其渗透率与原始煤体相比大10~103倍。巷道内的空气极易通过该区域流入钻孔。图2-3钻孔周围煤岩体状态分布Figure2-3Statedistributionofcoalandrockaroundtheborehole钻孔传感测压技术是通过花瓣状叶片涡轮（布置于测压杆和钻杆上的环形暗扣装置里）和钻孔钻屑自封孔的双重封堵方法来实现钻孔密封的。该新型封孔方
211-主机2-操纵台3-泵站4-履带车体5-稳固装置图3-1ZDY4000L型钻机结构示意图Figure3-1ZDY4000LRigstructurediagram3.3钻杆改进（Drillpipetoimprove）钻杆是钻机进行打钻作业的重要组成部分，钻杆结构不仅影响钻孔钻进的深度，而且对排渣动力以效率的提高有关键作用。以下对外平钻杆和螺旋钻杆，刻槽钻杆和肋骨钻杆，三棱钻杆，异形钻杆以及随钻自封孔特制钻杆进行分析介绍：（1）外平钻杆和螺旋钻杆外平钻杆和螺旋钻杆在煤矿打钻作业中最为常见，其中外平钻杆利用流体原理进行排渣，煤体坚固性系数f＜0.8时多采用高压空气排渣，而煤坚固性系数f≥0.8的煤层根据实际情况可选用水力或风力排渣方式。螺旋钻杆是在钻机钻进过程中利用螺旋叶片和煤渣之间产生的作用力将煤渣排出钻孔，在排渣钻具中螺旋钻杆较为优越。外平钻杆和螺旋钻杆如图3-2所示。表3-1和3-2列出了两种钻杆的规格。
本文编号：3352911
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/anquangongcheng/3352911.html
