煤层气储层特征,开发开采技术和工艺
第１章绪论
年中得到了快速发展。德国、日本、澳大利亚及美国在水射流煤层钻孔方面都得到了较大进步，有报道称目前水射流煤层深孔钻机钻进深度已经达到了２２５ｍ深【９ １０１。我国的高压水射流煤层钻孔技术与发达国家相比较为落后，进行相关研究的也较少。煤炭科学研究总院唐山分院、重庆大学及作者所在的煤炭科学研究总院重庆研究院等单位对高压水射流在煤层中的钻孔技术进行了相关研究，并设计开发了相应的装备。
在煤层气抽采钻孔扩孔方面，针对突出煤层透气性低、预抽效果差的特点，在施工完钻孔后，采用高压水射流扩孔技术进行扩孔。即利用可喷出高压水射流、又能自行旋转的扩孔射流器对钻孔周围的煤体进行旋转切割，同时通过高压扩孔钻杆沿钻孔轴向方向移动形成对整个钻孔的扩孔。钻孔直径扩大后，增加煤层的暴露面积，增大了钻孔的卸压范围，加大钻孔的影响半径，增加钻孑Ｌ抽采煤层气（瓦斯）量，提高钻孔的抽采效果。
在美国、澳大利亚和日本等发达国家对高压水射流煤层钻扩孔技术进行了长期研究，技术水平相对较高，但他们的射流装备在国内复杂地煤层地质条件下也不能得到很好应用，而高压水射流煤层钻扩孔的喷嘴组合、钻头旋转、钻孔排渣方面都还需还须进一步优化完善。因此，开展高压水射流煤层钻扩孔技术及装备的研究，对增加煤矿井下煤层气的抽采量，降低煤矿内的甲烷含量，减少瓦斯事故发生，提高煤矿安全生产水平以及大气环境保护方面具有重大的现实意义。
１．４本文的主要研究内容和研究方法
１．４．１主要研究内容
（１）用于井下煤层气开发的高压水射流结构参数研究；
（２）高压水射流喷嘴的设计；
（３）高压水射流钻、扩孔钻头设计，包括ｓｋｉ，系列扩孔钻头、偏置式自旋转射流钻头、叶轮式旋转射流钻头的设计；
（４）高压水射流钻头的实验室研究；
（５）高压水射流钻、扩孔技术的现场试验研究。
１．４．２研究方法
本文拟采用理论分析、数值模拟和现场试验研究相结合的研究方法。从流体力学、射流力学及冲击动力学方面，以煤层钻扩孔高压水射流的结构参数的理论及数值模拟研究为基础，开发出适合于煤层钻扩孔的射流钻头，并运用所开发出的高压水射流钻头进行现场钻、扩孔试验研究。