近水平定向钻机钻杆自动存储装置及配套钻具研究.docx

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1、近水平定向钻机钻杆自动存储装置及配套钻具研究我国煤炭资源虽然丰富,但是煤层赋存条件复杂多变,钻孔预抽瓦斯是保障煤矿安全高效开采的根本性措施,不断提高钻进效率和改进成孔工艺是今后瓦斯抽采的主要研究内容之一。钻机作为煤矿生产时深孔钻进的重要设备,经过多年的发展,已经形成系列多样化、功能全面化的格局,并朝着自动化、智能化方向发展,基本上可以满足生产的需求,但是在钻杆自动接续、存储等方面仍然有很大的发展空间。钻杆自动存储装置作为坑道钻机钻杆自动接续的辅助设备,可代替人工重复繁重的工作,提高工作效率。本文以钻杆自动存储装置及其配套钻具为研究对象,主要完成下面几项

2、工作:首先,分析了设计钻杆自动存储装置的背景和意义,介绍了井下成孔设备如钻机、钻杆的发展现状和工作原理,并总结了国内外钻杆自动存储装置的研究现状以及工作方式。其次根据松软煤层用肋骨钻杆的特点设计了一种钻杆自动储存装置,描述了各机构的结构和工作过程,并对存储装置的关键零部件进行了选型和三维建模。然后,对和钻杆直接接触的末端执行器的结构进行了详细设计,并求出所需夹持力的大小,利用有限元分析软件ABAQUS对末端执行器的手指的强度进行了校核。运用动力学分析软件ADAMS对简化后的末端执行器模型进行运动学和动力学分析,得到了手指夹持动作中夹持力的变化范围以及运

3、动情况,满足设计要求。最后,分析了肋骨钻杆压风钻进时产生压力损耗的原因,通过分析计算提出了降“内阻”和减“外阻”的解决方案,优化了杆体直径?73mm、螺旋直径?98mm的肋骨钻杆的接头内径、叶片形状、叶片导程和叶片宽度等参数。分析结果表明,对于不同型号的肋骨钻杆都有一个最优的结构参数,为以后钻杆的设计生产提供了一定的参考依据。