三棱钻杆在中软煤层顺层瓦斯抽排钻孔的应用

为了解决传统钻杆在中软煤层或煤与瓦斯突出煤层顺层钻孔时的卡钻、埋钻、排渣效率低、瓦斯突出严重、机械化程度不高等问题,采用了使钻杆形成3个半圆形的间隙,扩大排出煤粉和瓦斯的通道,随着钻杆边的搅动,钻渣被压力风悬浮起来,同时在风量、风速的作用下向孔口传输运移,据此研制了新型三棱钻杆,根据丁集矿的大量试验,对已应用的三棱钻杆的不足之处进行了改进,结果表明,三棱钻杆在中软煤层顺层抽排瓦斯钻孔施工中能够高效成孔。

整体式三棱螺旋钻杆的研制及其应用

低透气性松软突出煤层钻孔施工一直是国内没有很好解决的难题,就目前的现场应用来看,三棱钻杆因其特殊的结构及钻进方式,在松软煤层施工瓦斯抽放孔时取得了一定的效果,但在极不稳定的软煤层中钻进,三棱钻杆容易扭断,易发生掉钻事故。为此,结合三棱钻杆、螺旋钻杆及宽叶片钻杆的优点,研制了在松软煤层钻孔施工中更具有优势的三棱螺旋钻杆,并通过现场试验验证了钻杆的使用效果。

松软突出煤层中三角型钻杆成孔技术研究

针对赵庄矿松软突出煤层成孔难及钻进效率低的问题,在井下进行了成孔技术试验研究,提出松软突出煤层中钻进钻机选型的原则,对三棱钻杆进行改进后设计出具有最优断面的三角型钻杆,并深入分析了三角型钻杆排渣机理,采用FLUENT软件对与其外径相等的光面钻杆孔内风力排渣过程进行模拟和分析,最后进行工业性试验效果比较。研究结果表明,以新研制出的三角型钻杆作为钻具的成孔工艺技术能较好地适应松软突出煤层复杂的地质条件,能显著地提高钻进效率和降低孔内事故。

突出煤层打深孔技术

焦作矿区单一厚煤层开采区域瓦斯治理的措施主要是预抽煤层瓦斯,提高抽采效果的关键是打孔。长期以来,由于钻机能力小,施工技术落后,钻孔深度一直制约瓦斯抽采效果。针对钻孔施工难的问题,对深钻孔施工技术进行试验研究,彻底消除了钻孔深度制约矿井区域瓦斯治理的瓶颈。

松软突出煤层整体式三棱螺旋钻杆中试研究

为解决螺旋钻杆、宽叶片钻杆和三棱钻杆在松软突出煤层钻孔施工中易出现卡钻、埋钻等问题,介绍了一种整体式三棱螺旋钻杆,探讨了该钻杆的结构特点,研究了其加工工艺,并对钻杆进行了试制。通过对该钻杆试样进行上卸扣试验以及断裂分析,证明钻杆的抗扭强度达到了设计要求。该整体式三棱螺旋钻杆配合ZYW-3000型液压钻机在平顶山天安煤业股份有限公司十矿己15-24080运输巷进行了钻孔工业试验,其成孔率为100%。

63ZGS73型三棱钻杆研制

研制的63ZGS73型三棱钻杆,能够在松软突出煤层中稳定钻进,减少在使用普通钻杆时经常出现的抱钻和钻杆断裂等孔内事故,对三棱钻杆结构、参数进行设计,确定三棱钻杆的结构组成和具体参数;对三棱钻杆工艺流程、焊接工艺和热处理工艺进行分析和优化,使焊缝质量得到提高,解决焊缝处断裂的问题;对三棱钻杆进行台架性能试验以及工业性能试验,校验钻杆整体性能,试验结果表明:三棱钻杆符合设计要求,满足现场使用需求。

φ73 mm圆弧角三棱钻杆研制及应用

简要介绍了φ73 mm高强度圆弧角三棱钻杆的设计和关键制造技术。通过现场试验,累计施工210个钻孔,最大钻孔深度202 m,平均钻孔深度约122 m,钻孔成孔率达到93.8%,与常规三棱钻杆相比,φ73 mm圆弧角三棱钻杆具有更好的排渣效果和更高的钻孔成孔率,能够有效降低钻杆断裂事故的发生,在相似地层条件具有较高推广应用价值。

解决三棱钻杆断裂问题的研究

分析影响三棱钻杆断裂的因素,如三棱接头热处理的控制、三棱钻杆焊接参数的控制、两端螺纹同轴度的控制。通过设计三棱接头焊接工装,调整钻杆加工工艺,保证钻杆的加工质量,提高钻杆使用的可靠性。

三棱钻杆焊接工装设计

三棱钻杆在松软突出煤层中应用广泛,但在使用过程中发现,公母接头同轴度超差,钻杆在连接处弯曲,导致钻杆与导向套铜套摩擦且在薄弱处易发生断裂。为解决这一问题,设计了焊接工装,简要叙述了该工装主要零件的设计。实践证明,使用该工装可有效地解决三棱钻杆同轴度超差的问题,钻杆质量得到进一步的提升。

煤矿用三棱钻杆强度分析

通过对三棱钻杆进行整体强度分析、三棱钢管强度分析、焊缝抗扭强度分析和联接螺纹强度分析,找出了三棱钻杆强度方面存在的薄弱环节,为加工工艺研究指明了方向。经过性能试验,证明了三棱钻杆的强度满足设计要求。

三棱凹槽螺旋钻杆的设计

松软突出煤层由于煤层松软、破碎、承压能力低,钻孔施工非常困难。为了解决现有钻杆在松软突出煤层钻孔施工中出现的卡钻、埋钻等问题,设计了一种三棱凹槽螺旋钻杆,探讨了钻杆的结构特点及工作原理,通过现场工业试验验证钻杆的使用效果。