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摘要
双钻头仿生自平衡连续钻进技术具有无需钻机、钻进速度快和对井壁扰动小等优点，是构建矿山灾害保障救援通道的潜在关键技术之一。该技术中的连续缆管由于内置有电源、信号和排屑等通道，要求在储放过程中不能出现像现有滚筒式绞车储存连续管时存在的互咬、挤压和设置动静导电滑环等情况，故需研制与之匹配的专用连续缆管地面储放设备。依据双钻头自平衡钻进技术的需求和连续管滚筒式绞车储存技术存在的不足，提出了连续缆管套筒式储存和夹持式输送原理，构建了连续缆管套筒式储存和输送模型，并应用有限元分析软件对连续缆管的夹持输送过程进行模拟分析。依据双钻头仿生自平衡钻进系统对连续缆管的性能要求，确定了整机尺寸参数，并对整机的运行参数进行了计算，建立了适用于连续缆管外径为50.8 mm、井眼深度小于1 016.8 m、场地面积小于50 m2钻井工况的钻孔救援连续缆管储放设备三维模型。最后，研发了与本设备匹配的电控系统，并对加工组装好的整机进行了连续缆管夹持输送、储放设备运行、连续缆管储放等机电一体化联调与试验。结果表明：连续缆管储放设备运行平稳，在连续缆管存储和输送过程中，无互咬和锁死现象，没有动静导电滑环，能够满足双钻头仿生自平衡钻进系统的技术需求，为钻孔救援双钻头自平衡连续钻进提供了必要的装备支撑。
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单位土木工程学院
