煤炭工程

作者：高晓亮

单位：中煤科工西安研究院(集团)有限公司, 陕西 西安 710077

关键词：取芯钻进,水力反循环,连续取芯,PDC钻头,钻头设计,

为提高煤矿井下水力反循环连续取芯钻进施工效率, 结合其取芯原理, 采用流体力学原理对钻头水路进行设计, 使反循环过程中岩心顺利运移, 同时保证孔底岩粉顺利排出。通过流场分析, 验证了钻头水力参数的合理性; 对卡断器与岩心相互作用进行力学分析, 优选了卡断器结构参数, 保证岩心顺利卡断; 采用刀翼式圆弧形钻头切削结构, 提高钻头切削效率。现场试验表明,该取芯钻头能够满足岩心运移要求, 综合岩心采取率达到78%, 岩层段钻进效率可达7.5~9m/h,煤层段钻进效率达到9~18m/h, 满足了水力反循环连续取芯高钻进效率、钻进中连续取芯、纯钻时间长、“实时” 取样等要求。本研究拓宽了水力反循环连续取芯工艺的应用范围, 为煤矿井下相关取芯钻孔施工提供了钻头方案。

来源：2023年第9期

《煤炭工程》期刊编辑部

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