屯兰矿穿层钻孔钻头选型研究与应用_中国煤炭行业知识服务平台

屯兰矿穿层钻孔钻头选型研究与应用

作者

李小平
单位

山西焦煤集团有限责任公司屯兰矿
摘要

为解决屯兰矿施工瓦斯抽采穿层钻孔钻进到硬岩时出现钻进阻力大、钻进效率低、渣体流动通道小等问题，对四翼平角钻头与三翼弧角钻头结构进行分析，建立钻头为四翼平角和三翼弧角的钻具三维模型进行数值模拟，并开展了现场工业性试验。研究结果表明，钻头外侧切削齿的形状决定钻头钻进过程所受力的冲击大小，弧角形设计增加了钻头表面抗冲击能力，钻头所受阻力一部分可沿弧面的切线分散出去。数值计算表明，四翼平角钻头钻进阻力大于三翼弧角钻头钻进阻力，相同质量流量介质经过流动通道截面越小，动压和速度越大。通过现场工业性试验，用三翼弧角钻头施工瓦斯抽采穿层钻孔，砂岩部分钻进速度约为2.6 min/根，灰岩部分钻进速度约为5 min/根，平均钻进速度约为3 min/根，平均钻进速度提高了约1.16倍，有效提升了钻进效率。
关键词

瓦斯抽采穿层钻孔三翼弧角钻头四翼平角钻头钻进效率钻进阻力
文章目录

1 四翼平角钻头与三翼弧角钻头结构比较分析
2 数值模拟
2.1 模型边界条件
1) 四翼平角钻头钻具钻进模型。
2) 三翼弧角钻头钻具钻进模型。
2.2 数值模拟结果及分析
3 工业性试验
3.1 四翼平角钻头钻具试验方案及结果
3.2 三翼弧角钻头钻具试验方案及结果
4 结论
引用格式

李小平.屯兰矿穿层钻孔钻头选型研究与应用[J].山西焦煤科技,2022,46(06):54-57+60.
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