水敏性软硬交错地层瓦斯抽放孔PDC钻头的设计与应用

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ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｒｏｕｐ，Ｘｉ ’ ａｎＳｈａａｎｘｉ７１００７７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｓｅｒｉｏｕｓｇａｓｏｕｔｂｕｒｓｔｄｉｓａｓｔｅｒｓｉｎｃｏａｌｒｅｓｏｕｒｃｅｓｏｆＧｕｉｚｈｏｕａｒｅａ，ｔｈｅｇａｓｄｒａｉｎａｇｅｑｕａｎｔｉｔｙｉｓｖｅｒｙｌａｒｇｅｂｅｆｏｒｅｍｉｎｉｎｇ．Ｉｎｔｈｅｄｒａｉｎａｇｅｐｒｏｃｅｓｓ，ｄｕｅｔｏｔｈｅｕｎｓｋｉｌｌｅｄｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｂｌｉｎｄｃｈｏｉｃｅｏｆｔｈｅｂｉｔｓ，ａｌｏｔｏｆｂｉｔｓｗｅｒｅｕｓｅｄｗｉｔｈｏｕｔｇｏｏｄｅｆｆｅｃｔｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｐｅｃｉａｌｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｗａｓｍａｄｅｏｎｔｈｅｄｉｒｌｌｂｉｔｓ
源自文库
工过程中，由于现场操作的不熟练和使用钻头的盲目性，使用的钻头数量不仅非常大，而且效果较一般。针对当地复杂地层，对钻头进行了改进设计，取得了良好的效果。钻头寿命由原来的１６６．５ｍ提升至３９９ｍ，钻进效率由８
ＤｅｓｉｇｎａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＰＤＣＤｒｉｌｌＢｉｔｆｏｒＧａｓＤｒａｉｎａｇｅＤｒｉｌｌｉｎｇｉｎＨａｒｄａｎｄＳｏｆｔＷａｔｅｒＳｅｎｓｉｔｉｖｅＭｕｌｔｉ－－ｉｎｔｅｒ・－
条件较差，地层复杂，地应力释放，属于水敏性地层，使用的常规钢体式四翼内凹ＰＤＣ钻头易发生缩孔
和塌孔现象。加上施工人员的技术层次不齐，对钻
ａｎｄｇｏｏｄｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｓｅｒｖｉｃｅｌｉｆｅｏｆｔｈｅｄｒｉｌｌｂｉｔｉｓｐｒｏｌｏｎｇｅｄｆｒｏｍ１６６．５ｍｔｏ３９９ｍａｎｄｔｈｅｄｒｉｌｌｉｎｇｅｆｉｃｆｉｅｎ —
ｃｙｉｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｆｒｏｍ８ｍ／ｈｔｏａｂｏｕｔ１２．４ｍ／ｈ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒｓｅｎｓｉｔｉｖｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ｍｕｌｔｉ — ｉｎｔｅｒｂｅｄｄｅｄｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ＰＤＣｂｉｔ；ｇａｓｄｒａｉｎａｇｅｈｏｌｅ
ｍ／ｈ提高到１２．４ｍ／ｈ左右。关键词：水敏性地层；软硬交错地层；ＰＤＣ钻头；瓦斯抽放孔
中图分类号：ｌ：＇６３４．４１文献标识码：Ａ文章编号：１６７２— ７４２８（２０１３）１１ — ００４９— ０３
我国贵州地区煤矿大部分为高瓦斯突出矿井，
矿下掘进前须对瓦斯进行抽放治理ｊ。由于巷道
悉，无法良好操作钻机，导致ＰＤＣ钻头所受压力与
地层硬度不成正比，因此ＰＤＣ钻头在钻进的时候容
ｂｅｄｄｅｄＦｏｒｍａｔｉｏｎ／ＪＩＡＮＧＺｈｅｎｇ — ｇ。，，ＺＨＡＮＧＸｉａｎ — ｚｈｅｎ，ＧＡＯＸｉａｏ — ｌｉａｎｇ（Ｘｉ ’ ａｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＣｈｉｎａＣｏａｌ
２０１３年第４０卷第１１期
探矿工程（岩土钻掘工程）
４９
水敏性软硬交错地层瓦斯抽放孔
ＰＤＣ钻头的设计与应用
姜政刚，张献振，高晓亮
（中煤科工集团西安研究院，陕西西安７１００７７）
摘
要：贵州地区煤炭资源中瓦斯突出灾害非常严重，矿下掘进前的瓦斯抽放工程量巨大。在瓦斯抽放孔钻进施