为研究双管定向钻进技术中套管、套管钻头尺寸及套管转速对煤粉排出的影响，以碎软煤层气动双管定向钻进成孔为背景，分别设计了3种不同尺寸的套管及套管钻头，分析了其不同组合下煤粉排出率及煤粉出口速度的变化，得到了不同转速对煤粉悬浮率及煤粉输送轨迹的影响规律。数值模拟结果表明，?120/96 mm套管与不同套管钻头配合均有较高的煤粉排出率；煤粉输送速度随环空通道总截面积的增大而减小，随内通道截面积的增大而增大；煤粉悬浮程度随套管转速的增加先增大后减小。基于数值分析结果开展了现场试验，对不同套管组合携粉能力及套管转速变化对煤粉排出的影响进行了对比分析，试验表明：?140 mm套管钻头与?120/96 mm套管组合在套管40 r/min转速时取得最大钻进深度。研究结果为碎软煤层双管定向钻进参数的选择以及钻进设备的选配和研发提供技术借鉴。

国家科技重大专项任务（2016ZX05045-003-002）；

1 双管定向钻进技术与装备
2 双管定向钻进煤粉运移规律数值模拟
2.1 几何模型建立
2.2 数学模型
2.3 模拟参数选定
1)煤粉参数的选择
2)边界条件的设置
2.4 数值模拟过程与结果分析
2.4.1 套管及套管钻头尺寸对煤粉运移的影响
2.4.2 套管转速对煤粉运移的影响
3 现场试验
3.1 工程地质概况
3.2 试验配套设备及施工方案
3.3 试验结果及分析
4 结论

聂超,王毅,姚亚峰,洪建俊.碎软煤层气动双管定向钻进排粉特性分析及应用[J].煤田地质与勘探,2022,50(05):159-166.