在煤礦開采過程中,瓦斯抽采是防治煤與瓦斯突出和爆炸等事故的根本措施,煤層鉆孔抽采瓦斯工藝作為防治煤礦瓦斯災(zāi)害事故的根本性措施之一,已被廣泛應(yīng)用,但對于松軟突出煤層,尤其是地應(yīng)力高的區(qū)域,鉆孔施工非常困難,容易出現(xiàn)噴孔,地質(zhì)鉆桿垮孔,卡鉆等異常現(xiàn)象,導(dǎo)致鉆孔成孔率低,鉆孔深度淺,松軟煤層鉆進(jìn)中鉆孔深度一般不超過100m,嚴(yán)重影響了鉆孔的瓦斯抽采效果。
目前,煤礦井下松軟突出煤層鉆孔施工采用的鉆桿主要是螺旋鉆桿,寬葉片鉆桿和三棱鉆桿。
①螺旋鉆三棱鉆桿,進(jìn)是一種干式回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法,螺旋鉆桿與鉆孔組成一個螺旋輸送帶,螺旋鉆桿連續(xù)不斷地將鉆頭破碎的巖渣輸送至孔外,螺旋鉆進(jìn)有效地解決了排渣問題,但對鉆孔擾動大,成孔困難。
②寬葉片鉆桿基于螺旋鉆桿,在不改變螺旋角和螺距的情況下刻槽鉆桿,減小螺旋葉片高度,增加葉片厚度,使鉆桿可以穿過回轉(zhuǎn)器卡盤和夾持器的內(nèi)通孔,實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)擰卸鉆桿,無需使用主動鉆桿,同時減少螺旋葉片(翼片)對鉆孔內(nèi)壁的刮削,提高鉆孔成孔穩(wěn)定性及鉆進(jìn)效率,但是寬葉片鉆桿的排渣空間相對螺旋鉆桿金剛石鉆頭小,排渣效率較低。
鉆桿耐磨帶性能影響因素較多。
1,載荷力的影響在鉆井過程中,凡是增大鉆桿接頭與套管內(nèi)壁(或井壁)接觸力的因素,都會加劇磨損發(fā)生,如在“狗腿”度大的井段,鉆桿接頭與套管內(nèi)壁接觸壓力相對增大,此時無論是PDC鉆頭耐磨帶還是套管內(nèi)壁(或井壁),其磨損現(xiàn)象就會加劇。
2,摩擦系數(shù)的影響在鉆井過程中,凡是增大鉆桿接頭與套管內(nèi)壁摩擦系數(shù)的因素,都會加劇磨損發(fā)生,如潤滑劑品種或加入量不合適,轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速增大以及溫度過高或過低時,其磨損現(xiàn)象也會加劇。
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