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    碎軟煤層氣動(dòng)雙管定向鉆進(jìn)排粉特性分析及應(yīng)用

    2022-06-07 10:34:48姚亞峰洪建俊
    煤田地質(zhì)與勘探 2022年5期
    關(guān)鍵詞:雙管煤粉鉆具

    聶 超,王 毅,姚亞峰,,洪建俊

    (1.煤炭科學(xué)研究總院,北京 100013;2.中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司,陜西 西安 710077)

    我國(guó)煤層賦存地質(zhì)條件復(fù)雜,碎軟煤層占比50%以上,隨著煤炭開采向更深部發(fā)展,這一比例將會(huì)越來越大[1-2]。這類煤層存在煤體破碎、滲透性低、瓦斯壓力大等特性,鉆進(jìn)過程中容易出現(xiàn)噴孔、塌孔和卡鉆等孔內(nèi)事故,導(dǎo)致鉆孔成孔率低、成孔深度淺[3-5]。目前,碎軟煤層瓦斯抽采鉆孔主要采用中風(fēng)壓空氣鉆進(jìn)技術(shù)、空氣套管鉆進(jìn)技術(shù)和高速螺旋鉆進(jìn)技術(shù)等進(jìn)行施工,但因以上技術(shù)均無法精確控制鉆孔軌跡,導(dǎo)致鉆孔易穿出煤層進(jìn)入頂?shù)装?,難以達(dá)到設(shè)計(jì)孔深[6-8]。在碎軟煤層分布的兩淮礦區(qū),抽采鉆孔多數(shù)采用對(duì)穿鉆孔來實(shí)現(xiàn)貫穿工作面,條件更復(fù)雜成孔困難的煤層只能施工專用底抽巷道,并在底抽巷內(nèi)向上部煤層鉆進(jìn)大量底板穿層鉆孔來抽采瓦斯,大幅增加了鉆孔的工作量和抽采成本,降低了抽采效率,嚴(yán)重影響碎軟煤層礦區(qū)瓦斯抽采效果[9-12]。針對(duì)目前碎軟煤層鉆孔難、鉆孔深度淺等問題,筆者借鑒套管護(hù)孔原理,結(jié)合中風(fēng)壓空氣定向鉆進(jìn)技術(shù),研究雙動(dòng)力雙管定向鉆進(jìn)裝備與技術(shù),以實(shí)現(xiàn)碎軟煤層長(zhǎng)鉆孔鉆進(jìn)。碎軟煤層鉆孔煤粉量大、煤粉排出困難是制約碎軟煤層成孔效率、成孔深度的重要因素[13-15]。因此,研究煤粉在環(huán)空通道內(nèi)的分布與運(yùn)移規(guī)律具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

    雙管定向鉆進(jìn)技術(shù)采用雙通道排粉,其煤粉運(yùn)移屬于氣固兩相流氣力輸送問題,關(guān)于煤粉的輸送特性,國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)做了大量研究。楊洪雷等[16]對(duì)煤粉在不同輸送管徑內(nèi)的輸送過程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬;王巍等[17]采用電容成像技術(shù)研究了氣速、煤粉流量等因素對(duì)管道內(nèi)煤粉流動(dòng)形態(tài)的影響;方薪暉等[18]對(duì)煤粉氣力輸送管道壓降進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究,獲取了相應(yīng)的最小壓降、經(jīng)濟(jì)氣速以及壓降變化規(guī)律。目前煤粉在單通道內(nèi)的輸送特性已有較深入的研究,但對(duì)于煤粉在雙通道環(huán)空內(nèi)的輸送過程鮮有研究。煤粉在雙通道環(huán)空內(nèi)的排出受孔深、孔徑、鉆具結(jié)構(gòu)尺寸、套管轉(zhuǎn)速、風(fēng)量、鉆屑粒徑及形狀等多參數(shù)耦合影響[19-23],其中套管、套管鉆頭尺寸和套管轉(zhuǎn)速的改變將直接引起排渣通道面積及氣體流場(chǎng)分布的變化,進(jìn)而影響煤粉的排出效率。為此,筆者通過數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),研究套管、套管鉆頭尺寸及套管轉(zhuǎn)速對(duì)煤粉在雙管環(huán)空通道內(nèi)分布和運(yùn)移規(guī)律的影響,為現(xiàn)場(chǎng)鉆具的選配和套管轉(zhuǎn)速的選擇提供依據(jù)。

    1 雙管定向鉆進(jìn)技術(shù)與裝備

    雙管定向鉆進(jìn)技術(shù)綜合了空氣定向鉆進(jìn)和雙管鉆進(jìn)的技術(shù)特點(diǎn),依托雙動(dòng)力頭雙管定向鉆機(jī)可以分別驅(qū)動(dòng)套管和定向鉆具,復(fù)合夾持器可分別夾持套管和鉆桿,且具備卸扣功能,采用中間自動(dòng)加桿方式,可以自動(dòng)同時(shí)加裝套管和鉆桿。該鉆進(jìn)技術(shù)分為定向鉆進(jìn)和復(fù)合鉆進(jìn)兩個(gè)工藝過程。定向鉆進(jìn)時(shí),鉆桿動(dòng)力頭帶動(dòng)鉆桿、無磁鉆具、螺桿馬達(dá)、底擴(kuò)式鉆頭等鉆具,以螺桿馬達(dá)為碎巖動(dòng)力進(jìn)行滑動(dòng)定向鉆進(jìn),同時(shí)套管動(dòng)力頭旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)套管以較低轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。復(fù)合鉆進(jìn)時(shí),鉆桿動(dòng)力頭帶動(dòng)鉆具組合正向復(fù)合鉆進(jìn),此時(shí)套管動(dòng)力頭帶動(dòng)套管以較低轉(zhuǎn)速反向回轉(zhuǎn)跟管鉆進(jìn),鉆機(jī)及鉆具連接示意如圖1 所示。交替采用定向鉆進(jìn)和復(fù)合鉆進(jìn),以實(shí)現(xiàn)跟管護(hù)孔和連續(xù)定向鉆進(jìn)。終孔后,先將鉆桿從套管內(nèi)提出,套管暫時(shí)留在孔內(nèi),然后從套管內(nèi)通孔下入篩管,完成后將套管提出,篩管留在孔內(nèi)終孔。

    圖1 雙管定向鉆進(jìn)系統(tǒng)Fig.1 Double pipe directional drilling system

    煤粉的輸送過程如圖2 所示,空壓機(jī)產(chǎn)生的壓縮氣體作為動(dòng)力和攜粉介質(zhì)通過進(jìn)氣通道在定向鉆頭處釋放,在鉆桿與套管及套管與孔壁構(gòu)成的環(huán)空間隙內(nèi)形成高速風(fēng)流,將鉆進(jìn)過程中產(chǎn)生的煤粉輸送至孔外。

    圖2 雙管定向鉆進(jìn)排渣過程Fig.2 Slag removal process of double pipe directional drilling

    2 雙管定向鉆進(jìn)煤粉運(yùn)移規(guī)律數(shù)值模擬

    歐拉?歐拉多相流模型將顆粒相看作是和氣相互相滲透的連續(xù)介質(zhì),且兩相有各自的處理方式,計(jì)算精度高,對(duì)于描述氣體?煤粉非均勻氣固兩相流能夠達(dá)到良好的模擬結(jié)果。筆者采用此模型對(duì)通道環(huán)空內(nèi)的流場(chǎng)特征進(jìn)行分析,研究煤粉在雙通道內(nèi)的運(yùn)移規(guī)律。

    2.1 幾何模型建立

    雙管定向鉆進(jìn)時(shí),煤粉由套管的內(nèi)外雙通道排出,過程十分復(fù)雜,而進(jìn)氣通道對(duì)壓縮氣體的摩擦阻力較小,也不攜帶煤粉,從實(shí)用性和成本出發(fā),將流場(chǎng)入口設(shè)定在套管鉆頭位置、流場(chǎng)出口設(shè)置在鉆孔孔口,煤粉輸送模型如圖3 所示。

    圖3 煤粉輸送模型Fig.3 Pulverized coal conveying model

    2.2 數(shù)學(xué)模型

    氣動(dòng)雙管鉆進(jìn)攜粉屬于氣固兩相流的氣力輸送問題,在此過程中,湍流及旋流運(yùn)動(dòng)非常常見。Realizablek-ε湍流模型中考慮到了湍流漩渦、圓柱擾流,尤其適用于包含了旋流、強(qiáng)逆壓梯度的邊界層流動(dòng)以及二次流等問題方面的模擬[24-25]。筆者采用旋流修正的Realizablek-ε模型對(duì)鉆進(jìn)的流場(chǎng)進(jìn)行模擬。

    式中:k為湍流動(dòng)能,J;ε為湍流耗散率;ρ為流體密度,kg/m3;ui、uj分別為流速分量(i,j分別為坐標(biāo)方向),m/s;μ為分子黏度,Pa·s;μt為湍流黏性系數(shù);xi、xj為坐標(biāo)分量(i,j分別為坐標(biāo)方向);v為運(yùn)動(dòng)黏性系數(shù);Gk為平均速度梯度引起的湍流動(dòng)能產(chǎn)生項(xiàng);Gb為浮力引起的湍流動(dòng)能產(chǎn)生項(xiàng);YM為湍流脈動(dòng)膨脹對(duì)總耗散率影響;Sk和Sε為自定義源相;C1為模型系數(shù);η為平均應(yīng)變率張量模量;Eij為時(shí)均應(yīng)變率;C1ε、C2、C3ε、σε、σk為模型常數(shù),其默認(rèn)值分別為C1ε=1.44,C2=1.9,C3ε=0.8,σε=1.2,σk=1.0。

    2.3 模擬參數(shù)選定

    1)煤粉參數(shù)的選擇

    選取祁南煤礦井下碎軟煤層鉆進(jìn)施工現(xiàn)場(chǎng)返出煤粉作為試樣,測(cè)得煤粉顆粒密度為1 350 kg/m3,流場(chǎng)內(nèi)煤粉體積分?jǐn)?shù)為0.04%,并對(duì)孔口返出的煤粉進(jìn)行粒徑分析,由于仿真需要設(shè)定固定的粒徑值,加權(quán)平均后作為煤粉粒徑仿真選擇依據(jù),見表1。

    表1 煤粉試樣粒徑分布加權(quán)值Table 1 Weighted values of particle size distribution of sampled pulverized coal

    2)邊界條件的設(shè)置

    結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn),氣體風(fēng)量為600 m3/h;煤粉顆粒流速為0.6 m/s。煤粉顆粒在進(jìn)口和出口位置采用Escape 邊界條件,固體壁面位置采用Reflect 邊界條件,徑向速度反彈系數(shù)為0.5,切向速度反彈系數(shù)為0.9。

    杜家臺(tái)分洪工程由漢江進(jìn)洪閘(杜家臺(tái)分洪閘)、行洪道、蓄洪區(qū)(漢南泛區(qū))和長(zhǎng)江泄洪閘(黃陵磯閘)等部分組成,是漢江中下游唯一的分洪控制工程,同時(shí)又被國(guó)務(wù)院確立為長(zhǎng)江中游12個(gè)重點(diǎn)分蓄洪區(qū)之一。該工程自1956年4月建成至今已運(yùn)用21次(分洪運(yùn)用19次,分流運(yùn)用2次),累計(jì)分泄?jié)h江超額洪水196.68億m3,有效地改善了漢江下游的防汛緊張局面。該工程在歷次運(yùn)用中,按實(shí)測(cè)洪峰水位與推算洪峰水位比較,降低仙桃站洪峰水位0.6~3.0 m,為保障漢江下游和武漢市的防洪安全發(fā)揮了巨大作用,防洪效益十分顯著。

    2.4 數(shù)值模擬過程與結(jié)果分析

    2.4.1 套管及套管鉆頭尺寸對(duì)煤粉運(yùn)移的影響

    根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)有裝備,選擇?73/36 mm鉆桿為內(nèi)鉆桿,分別設(shè)計(jì)了3 種不同尺寸的套管及套管鉆頭,套管尺寸分別為?114/90、?120/96、?127/102 mm,套管鉆頭尺寸分別為?133、?140、?148 mm。套管轉(zhuǎn)速為40 r/min 時(shí),模擬不同的套管鉆頭與套管組合對(duì)雙通道內(nèi)煤粉輸送規(guī)律的影響,其工況見表2。

    表2 套管鉆頭與套管組合方案Table 2 Casing bit and casing combination scheme 單位:mm

    雙管定向鉆進(jìn)技術(shù)采用雙通道排渣,煤粉在雙螺旋鉆桿內(nèi)的排出過程十分復(fù)雜,內(nèi)外鉆桿旋轉(zhuǎn)方向不同,煤粉在通道內(nèi)的輸送軌跡如圖4 所示,部分煤粉顆粒(紅色)沿逆時(shí)針方向從內(nèi)外鉆桿環(huán)空形成的內(nèi)通道排出,部分煤粉顆粒(藍(lán)色)沿順時(shí)針方向從外鉆桿和孔壁形成的外環(huán)空通道排出。不同尺寸的鉆具配合會(huì)形成不同的環(huán)空通道,進(jìn)而影響通道內(nèi)環(huán)空流場(chǎng)的分布和煤粉的輸送效率。

    圖4 雙通道煤粉軌跡Fig.4 Dual-channel pulverized coal trajectory

    雙管鉆進(jìn)時(shí)煤粉的排出率是指出口處煤粉顆粒數(shù)與進(jìn)口處顆粒數(shù)比值,它是檢驗(yàn)鉆桿攜粉能力的重要指標(biāo),對(duì)不同套管鉆頭和套管9 種組合工況下煤粉顆粒排出效果進(jìn)行數(shù)值模擬,煤粉顆粒從孔口排出率如圖5 所示。不同鉆具組合下煤粉的排出率差距較大,最低42.8%,最高可達(dá)98.4%,工況3 和工況7 的煤粉排出率都低于50%,工況3 外環(huán)空通道面積太小,紊流大,煤粉容易沉積堵塞;工況7 外環(huán)空通道面積較大,引起氣體流場(chǎng)速度較小。工況2、5、9 的煤粉排出率均可達(dá)到80%以上,其中?120/96 mm 套管與不同套管鉆頭配合均有較高的煤粉排出率。

    圖5 煤粉排出率Fig.5 Pulverized coal discharge rate

    不同鉆具配合工況下,兩通道環(huán)空截面面積也不同,這也將影響通道內(nèi)煤粉顆粒的輸送速度。出口截面處煤粉顆粒的輸送速度監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖6 所示。對(duì)于同一套管,內(nèi)環(huán)空通道截面積不變,隨著套管鉆頭尺寸的增加,其顆粒速度逐漸降低;對(duì)于同一套管鉆頭,隨著套管尺寸的增加,內(nèi)環(huán)空通道截面積增大,外環(huán)空通道減小,顆粒的輸送速度逐漸增大。由此可知,煤粉主要由內(nèi)環(huán)空通道排出。

    圖6 煤粉顆粒輸送速度Fig.6 Conveying speed of pulverized coal particles

    分析煤粉排出率和煤粉顆粒的輸送速度可知,盡管隨著內(nèi)通道截面積的增加,顆粒的運(yùn)輸速度增加,但外環(huán)空面積的減小,導(dǎo)致煤粉的排出率降低,因此,選擇合適的鉆具組合才能保證煤粉高效輸送至孔外。當(dāng)套管為?120/96 mm、套管鉆頭為?133 mm 和?140 mm時(shí),煤粉排出率和顆粒輸送速度較高,可以為后續(xù)模擬和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)提供參考。

    2.4.2 套管轉(zhuǎn)速對(duì)煤粉運(yùn)移的影響

    雙管定向鉆進(jìn)過程中套管動(dòng)力頭旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)套管以較低轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)鉆進(jìn),套管轉(zhuǎn)速的變化將改變環(huán)空間隙內(nèi)流場(chǎng)分布,引起紊流,且煤粉顆粒在螺旋鉆桿的回轉(zhuǎn)作用下將被揚(yáng)起,從而提高了煤粉顆粒的懸浮程度,進(jìn)而影響煤粉的排出效果。選擇?120/96 mm 套管和?133 mm、?140 mm 套管鉆頭組成2 種鉆具組合進(jìn)行模擬,數(shù)值模擬工況見表3。

    表3 套管鉆具與轉(zhuǎn)速組合方案Table 3 Casing drilling tool and rotational speed combination scheme

    煤粉懸浮率是指煤粉在環(huán)空通道內(nèi)被揚(yáng)起顆粒數(shù)與總顆粒數(shù)的比值,對(duì)不同工況下煤粉顆粒懸浮數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算,結(jié)果如圖7 所示,轉(zhuǎn)速的變化對(duì)2 種鉆具組合下煤粉懸浮程度有相似的影響。對(duì)于?140 mm 套管鉆頭與?120/96 mm 套管組合,當(dāng)轉(zhuǎn)速?gòu)?0 r/min 變化到40 r/min 時(shí)煤粉懸浮率從68.2%提高至88.4%。繼續(xù)增加轉(zhuǎn)速時(shí),煤粉懸浮率開始下降,當(dāng)轉(zhuǎn)速增加至120 r/min 時(shí),煤粉懸浮程度降低至18.6%。由此可知,在轉(zhuǎn)速較低時(shí),增加轉(zhuǎn)速可以減少煤粉的沉積,但當(dāng)轉(zhuǎn)速增加到一定值時(shí),轉(zhuǎn)速的增加會(huì)減少煤粉的懸浮程度,對(duì)煤粉的排出起負(fù)面影響。當(dāng)轉(zhuǎn)速較低時(shí),內(nèi)外螺旋鉆桿的螺旋槽能及時(shí)將煤粉揚(yáng)起,減少煤粉的沉積,當(dāng)套管轉(zhuǎn)速過快時(shí),煤粉可能未能及時(shí)進(jìn)入螺旋槽,在重力的作用下,一直向鉆孔底部沉積。

    圖7 不同轉(zhuǎn)速下的煤粉懸浮率Fig.7 Pulverized coal suspension rate at different rotational speeds

    套管轉(zhuǎn)速對(duì)不同煤粉顆粒軌跡的影響如圖8 所示,左側(cè)為孔口,煤粉顆粒隨壓縮氣體在孔底生成,一部分煤粉顆粒沿逆時(shí)針做螺旋運(yùn)動(dòng)從內(nèi)通道輸送至孔口,一部分煤粉顆粒沿順時(shí)針做螺旋運(yùn)動(dòng)從外通道輸送至孔口。轉(zhuǎn)速在20~60 r/min 時(shí),大部分煤粉顆粒能在螺旋鉆桿的帶動(dòng)下被揚(yáng)起,而當(dāng)轉(zhuǎn)速增加至120 r/min 時(shí),極少部分煤粉沿孔底被輸送至孔外。

    圖8 不同轉(zhuǎn)速下煤粉顆粒的輸送軌跡Fig.8 Conveying trajectory of pulverized coal particles at different rotational speeds

    通過研究套管轉(zhuǎn)速對(duì)煤粉懸浮程度和煤粉顆粒輸送軌跡的影響,在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí),應(yīng)盡量保證套管轉(zhuǎn)速維持在20~60 r/min,以減少煤粉的沉積,保證煤粉高效輸送至孔外。

    3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

    3.1 工程地質(zhì)概況

    祁南礦位于安徽省宿州市,井田位于淮北煤田東南緣,工作面采用走向條帶方式開采,自然垮落法管理頂板,為煤與瓦斯突出礦井。

    試驗(yàn)鉆場(chǎng)位于31采區(qū)313 風(fēng)巷,鉆孔施工鉆遇地層為32煤。32煤堅(jiān)固性系數(shù)f=0.30~0.46,平均厚度2.8 m,多含0~1 層泥巖夾矸,平均厚度0.27 m;瓦斯壓力0.62~2.15 MPa,瓦斯含量6.3~10.4 m3/t。32煤層頂板巖性為泥巖,深灰色,致密塊狀,性脆,含大量植物碎片,局部為粉砂巖,厚度為8.5~12.8 m。底板為灰黑色-灰色泥巖,裂隙發(fā)育,含長(zhǎng)條狀植物化石碎片,局部夾一層厚約0.2 m 的炭質(zhì)泥巖。

    3.2 試驗(yàn)配套設(shè)備及施工方案

    試驗(yàn)鉆孔施工配套設(shè)備主要包括ZDY6000-3000LDK 型雙管定向鉆機(jī)、隨鉆測(cè)量系統(tǒng)、流量計(jì)、空氣壓縮機(jī)、?73 mm 空氣螺桿馬達(dá)、?73 mm 無磁鉆桿、?73 mm 整體式大通孔螺旋鉆桿、?90 mm 定向鉆頭、?105 mm 底孔鉆頭、?133 mm 套管鉆頭、?140 mm套管鉆頭、?120 mm 螺旋套管等。

    雙管定向鉆進(jìn)試驗(yàn)鉆孔施工鉆具組合為:①內(nèi)鉆具組合:?90 mm 定向鉆頭+?105 mm 底擴(kuò)鉆頭+?73 mm風(fēng)動(dòng)螺桿馬達(dá)+?73 mm 配套鉆桿+大通孔送風(fēng)器;② 外套管鉆具組合:?120/96 mm 套管+?133 mm 或?140 mm 套管鉆頭,套管與套管鉆頭如圖9 所示。

    圖9 螺旋套管與套管鉆頭實(shí)物Fig.9 Physical drawing of spiral casing and casing bit

    設(shè)計(jì)采用雙管定向鉆進(jìn)技術(shù)施工4 個(gè)順煤層定向長(zhǎng)鉆孔,終孔孔深250 m,各鉆孔鉆進(jìn)參數(shù)見表4。

    表4 鉆進(jìn)參數(shù)Table 4 Drilling parameter table

    3.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

    鉆進(jìn)總進(jìn)尺830 m,最大孔深252 m,套管最大跟進(jìn)深度162 m,并記錄不同孔深時(shí)的返風(fēng)量,見表5。在鉆進(jìn)過程中隨著鉆進(jìn)深度的增加,孔口返風(fēng)量逐漸減小,施工至外通道孔口不返風(fēng)時(shí),采用單管定向鉆進(jìn)。1 號(hào)鉆孔采用?133 mm 套管鉆頭施工,施工至78 m 處,外環(huán)空間隙未見壓縮氣體和煤粉返出,提鉆終孔,提出套管后發(fā)現(xiàn)套管外壁有大量煤泥,分析可能是煤層含水量大,且套管與孔壁環(huán)空間隙較小,未能及時(shí)將煤粉排出。2、3、4 號(hào)鉆孔利用?140 mm 套管鉆頭在不同的套管轉(zhuǎn)速下施工至外環(huán)空通道不返風(fēng)不返煤粉,此時(shí)套管回轉(zhuǎn)壓力大,停止套管跟進(jìn),采用單管鉆進(jìn)至終孔。與?133 mm 套管鉆頭相比,?140 mm 套管鉆頭鉆進(jìn)距離大幅增加,利用?140 mm 套管鉆頭鉆進(jìn)時(shí),當(dāng)套管轉(zhuǎn)速?gòu)?0 r/min 增加至40 r/min 時(shí),套管跟進(jìn)距離明顯增加,繼續(xù)增加轉(zhuǎn)速時(shí),套管跟進(jìn)深度開始減小,與數(shù)值模擬工況基本吻合。

    表5 鉆孔參數(shù)Table 5 Drilling parameters

    4 結(jié) 論

    a.不同尺寸的套管與套管鉆頭組合時(shí),煤粉的排出率和運(yùn)移速度差距較大,其中?120/96 mm 套管與不同套管鉆頭配合均有較高的煤粉排出率;出口處煤粉顆粒的輸送速度隨著環(huán)空截面積的增大而減小,但孔徑一定時(shí),煤粉顆粒的輸送速度隨著內(nèi)環(huán)空截面積的增大而增大。

    b.螺旋套管轉(zhuǎn)速的變化將改變環(huán)空間隙內(nèi)流場(chǎng)分布,引起紊流,并將煤粉揚(yáng)起;轉(zhuǎn)速較低時(shí),增加轉(zhuǎn)速可以減少煤粉的沉積,但當(dāng)轉(zhuǎn)速增加到一定值時(shí),轉(zhuǎn)速的增加會(huì)對(duì)煤粉的排出起負(fù)面影響,現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)應(yīng)盡量保證套管轉(zhuǎn)速維持在20~60 r/min。

    c.現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明,采用?140 mm 套管鉆頭鉆進(jìn)時(shí)相比?133 mm 套管鉆頭,能大幅提升套管鉆進(jìn)深度,更適用于雙管定向鉆進(jìn)技術(shù);利用?140 mm 套管鉆頭鉆進(jìn)時(shí),套管轉(zhuǎn)速對(duì)煤粉排出效果的影響與數(shù)值模擬結(jié)果較吻合,驗(yàn)證了模擬的合理性與準(zhǔn)確性。

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