• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
深部煤层原位保压保瓦斯取心原理技术装备及初步应用
  • 65
  • 作者

    高明忠宋杰崔鹏飞李永程李聪李佳南刘贵康游镇西史晓军

  • 单位

    深圳大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室广东省深地科学与地热能开发利用重点实验室深地科学与绿色能源研究院四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室水利水电学院机械工程学院

  • 摘要
    深部煤层瓦斯含量精准测定是矿井瓦斯灾害防治和煤层气高效开发利用的基本前提。煤层传统取心技术普遍采用开放式取心,需利用估算方法获得煤层取心过程中的瓦斯损失量,难以保证煤层瓦斯原位参数的准确性和有效性。基于“原位保真取心”学术思想,开发了深部煤层原位保压保瓦斯取心技术,研制了深部煤矿原位保压保瓦斯取心器,并基于三维数值仿真对取心器外管、保压舱体结构与关键薄弱部件进行了强度校核。同时,依托自主研发的保压取心实验室模拟测试平台,测定并分析了保压控制器的保压能力,通过煤矿现场试验验证了取心器的可靠性。研究结果表明:自主研制的取心器具有保压能力强、保压时间长、防扰动性能稳定等优势;取心器在内部流体压力20 MPa和1000 N■m扭矩作用下等效应力为121.1 MPa,远小于材料屈服强度,满足强度设计要求;取心器在20 MPa荷载作用下等效应力为63.9 MPa,满足强度设计要求;取心器整体在19.4 MPa压力条件内可持续稳定运行,可以满足大部分深部煤矿瓦斯测试需求;现场测试表明保压保瓦斯取心器的保压控制器闭合情况良好,现场取心率达100%。研究成果可为深部煤层瓦斯含量精准测定奠定理论、技术和装备基础,对于煤矿瓦斯灾害防治和煤层气勘探开发具有重要意义。
  • 关键词

    深部煤层瓦斯取心保压保瓦斯极限耐压强度现场应用

  • 文章目录
    0 引 言
    1 深部煤层原位保压保瓦斯取心原理
    2深部煤层原位保压保瓦斯取心装备研制
    2.1 取心器外管保压抗扭性能数值仿真
    2.2 取心器耐压舱体保压性能数值仿真
    2.3 取心器保压能力室内物理试验
    3 深部煤层原位保压保瓦斯取心工艺及现场应用
    3.1 取心孔位
    3.2 取心试验
    3.3 取心样品及瓦斯含量测定结果
    4 结论与展望
相关问题

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