软煤层钻进钻穴区钻屑运移动态特征及应用

发布时间：2017-08-08 19:26

  本文关键词：软煤层钻进钻穴区钻屑运移动态特征及应用

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【摘要】：软煤层钻进过程中孔壁失稳破坏形成钻穴是致使钻进困难的主要原因。建立常态钻孔、开放型钻穴和填充型钻穴排渣模型,对孔内钻屑运移进行气固耦合动力学分析。研究结果表明,开放型钻穴对钻屑运移的影响较小,仅带来一定的压力损耗;填充型钻穴在钻孔底部的钻屑质量分数成倍增长,钻屑颗粒运动轨迹曲折,排出需要更长时间;填充型钻穴区出现瞬间动压波峰,压差损耗是常态钻孔、开放型钻穴的数倍。基于钻穴区钻屑运移特征,提出降低钻杆排渣阻力、增大排渣空间的钻具设计方法,研制了刻槽螺旋钻杆、低螺旋钻杆、等离子熔涂螺旋钻杆等系列钻杆,通过工程应用,软煤层钻进深度和钻进效率得到了有效改善。
【作者单位】： 河南理工大学能源科学与工程学院;煤炭安全生产河南省协同创新中心;中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心;西山煤电(集团)有限责任公司;
【关键词】： 松软煤层 瓦斯抽采 钻孔堵塞 钻屑运移
【基金】：国家自然科学基金项目(51574110) 河南省高等学校重点科研项目(15A440002) 河南省高校基本科研业务费专项资金项目(NSFRF140135)
【分类号】：TD712.6
【正文快照】： 煤矿瓦斯(煤层气)抽采利用具有安全、节能和环保等多重意义[1]。我国埋深2 000 m以浅的煤层气地质资源量约为37万亿m3,超过了目前国内常规天然气的地质资源量35万亿m3,位居世界第3位。2015年我国煤层气产量仅为180亿m3,地面井和井下瓦斯抽采量分别为44亿、136亿m3,离国家预定

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本文编号：641681