自进式旋转钻头钻孔修复运动方程及关键参数研究
刘勇
代硕
魏建平
郭鑫辉
苑永旺
河南理工大学 瓦斯地质与瓦斯治理国家重点实验室培育基地,河南 焦作 454000;河南理工大学 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南 焦作 454000;河南理工大学 安全科学与工程学院,河南 焦作 454000
摘要：针对自进式旋转钻头依据钻孔修复理论计算长钻孔修孔参数误差大的问题,基于变质量牛顿定律,建立钻孔修复运动方程,得到修复长度和水力参数、钻孔参数、管道参数之间的关系,开展系统阻力测试试验,明确钻孔长度、角度、返水和运动速度对综合摩擦系数k的影响,修正运动方程,通过自进式旋转钻头修孔试验,验证运动方程.结果表明:综合摩擦系数k是运动方程的关键参数;自进式旋转钻头运动过程中,系统阻力随着修复距离增加呈线性增加;返水对钻头和高压软管产生阻力,导致综合摩擦系数k增大;钻头和高压软管在仰孔中运动时,重力的分力成为阻力;钻孔角度和射流压力增加均能导致返水流速增加,使综合摩擦系数k增加;综合摩擦系数k理论值需要用系数0.8进行修正;修正后的运动方程可以较为准确地计算自进式旋转钻头的最大修复距离,修复距离104.7 m时理论值与试验值误差为5.7 m,验证了自进式旋转钻头钻孔修复技术在长钻孔中应用的可行性.
关键词：钻孔修复水射流自进式修复距离阻力变化瓦斯抽采
分类号：X936(安全工程)
资助基金：国家自然科学基金(52174170)中原千人-中原领军人才科研项目(204200510032)河南省高校科技创新人才科研项目(21HASTIT009)
论文发表日期：2023-06-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 1-9 )
英文信息