煤层气储层特征,开发开采技术和工艺
摘要
瓦斯抽放是治理煤矿瓦斯、防治煤与瓦斯突出的根本措施，但在松软高地应力的高瓦斯、煤与瓦斯突出煤层，煤层瓦斯抽放钻孔的施工至今仍是工程难题。因此，在这类煤层中运用高压水射流钻扩孔钻头进行钻孔、扩孔施工，具有一定的优势，可以作为一种新的方法和技术途径进行深入研究。
本文运用流体力学、射流力学及冲击动力学等相关理论及方法，对煤层钻、扩孔高压水射流的结构参数进行了理论分析，煤层中的射流钻孔所涉及的射流问题属于紊动冲击射流问题，煤层钻孔高压紊动冲击射流的流域可以划分为自由射流区、射流冲击区和壁面射流区，并对紊动射流的轴线速度、轴线压力的变化规律进行了相应分析，掌握了钻孔中的流场变化规律；以理论研究和数值模拟研究为基础，结合考虑煤层钻、扩孔的实际需要，开发出了适合于煤层钻扩孔的叶轮式旋转射流钻头、偏置式自旋转射流钻头以及射流扩孔钻头；运用所研制的射流钻头，在淮南矿业（集团）公司新庄孜煤矿进行了现场破煤钻孔试验，所研制开发的偏置式自旋转射流钻头及叶轮式旋转射流钻头，具有良好的破煤能力和钻孔效率；运用所开发出的高压水射流扩孔钻头在打通二矿进行现场扩孔试验，也取得了良好的试验效果。试验结果表明，高压水射流钻扩孔技术将为煤层气井下抽采提供一套新的、有效的方法和手段。关键词：高压水射流，钻孔技术，扩孔技术，煤层气开采