南桐礦區(qū)瓦斯抽放孔快速鉆進(jìn)鉆頭的研究.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，對(duì)能源的需求愈加迫切。煤炭是我國(guó)主要的能源，煤炭生產(chǎn)過(guò)程中，因瓦斯事故引起的安全事故時(shí)有發(fā)生，且往往帶來(lái)災(zāi)難性的后果。在鉆探技術(shù)和設(shè)備落后以及巖層條件復(fù)雜的礦區(qū)，打鉆難導(dǎo)致瓦斯抽放率低，嚴(yán)重影響了煤炭安全生產(chǎn)。因此，研制高效長(zhǎng)壽命的鉆頭，應(yīng)用合適的鉆機(jī)和鉆具，制定一套高效的瓦斯抽放孔鉆進(jìn)工藝和技術(shù)，對(duì)保障煤礦高效安全生產(chǎn)有重要的工程技術(shù)和社會(huì)意義。 本文以“南桐礦區(qū)提高瓦斯抽放鉆孔鉆進(jìn)速度技術(shù)的研究”項(xiàng)目

2、為依托，在充分掌握研究區(qū)地質(zhì)資料、鉆探技術(shù)狀況的基礎(chǔ)上，采用巖層分層最優(yōu)分割計(jì)算進(jìn)行鉆頭選型，在硬巖段使用人造孕鑲金剛石取心鉆頭及PDC取心鉆頭，在軟～中硬巖層段使用PDC內(nèi)凹三翼無(wú)心鉆頭。應(yīng)用表明，分層推薦使用的鉆頭鉆速高，適巖性好，壽命長(zhǎng)。為煤田地質(zhì)鉆探提供了一種鉆頭選型實(shí)用方法和選型依據(jù)。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀資料分析，對(duì)地質(zhì)PDC鉆頭和金剛石鉆頭的破巖機(jī)理和磨損規(guī)律進(jìn)行了總結(jié)，并重點(diǎn)對(duì)PDC鉆頭的失效形式進(jìn)行了分析。 通過(guò)

3、軟件ANSYS，采用熱彈塑性有限元方法，對(duì)PDC/45＃鋼接頭在釬焊后的殘余應(yīng)力進(jìn)行了三維模擬分析。結(jié)果表明，在釬縫與PDC硬質(zhì)合金合金基底一側(cè)所受的殘余應(yīng)力最大，即為最危險(xiǎn)區(qū)域。研究了釬縫厚度和形狀對(duì)殘余應(yīng)力的影響：隨著釬縫厚度的增加，焊后殘余應(yīng)力減小，當(dāng)釬縫厚度100μm到120μm時(shí)，殘余應(yīng)力最小，而后隨著釬縫厚度的增加，殘余應(yīng)力又會(huì)增加。得到釬縫邊緣弧形設(shè)計(jì)的接頭，模擬結(jié)果表明，釬焊后殘余應(yīng)力小，焊接強(qiáng)度高。 設(shè)計(jì)了PD