科研之友
微信
新浪微博
Facebook
分享链接
摘要
为解决矿山灾害钻孔救援过程中地面钻机对地下钻头“长臂管辖”式驱动导致的钻进效率低、对孔壁扰动大和起下钻辅助时间长等问题，提出了无钻机双钻头仿生自平衡连续缆管钻进技术，其中必需配备一种内置有电源、信号和排屑等通道的多功能连续缆管。为此，根据自平衡钻进系统的需求，从功能、结构、参数三大方面对多通道连续缆管进行设计。为实现连续钻进，多通道缆管需要同时具备泥浆循环、电能与信号传输和电磁屏蔽等功能，此外，还要具有足够强度和良好的弹性。缆管的结构主要包括内管、外管、铠装电源缆线和信号缆线等，其中内管、外管与井筒环空可实现泥浆连续循环，铠装电源缆线和信号缆线按照质量和体积均匀分布在内外管之间；铠装电源缆线为钻进系统提供正常工作所需的电能，为回转驱动电机以及内、外钻头调压电机进行供电；铠装信号缆线为井下双钻头仿生自平衡钻进系统的高质量信息传输提供保障。对缆管的铠装缆线外径、内管与外管内外径参数进行设计并计算钻井液环空上返流速，计算结果表明缆管内外管直径参数设计满足最低上返流速要求。采用理论计算与数值模拟相结合的方法对缆管的关键部件进行受力分析，对外管抗拉压弯强度及外管壁抗挤压强度等进行强度校核。结果表明：多通道连续缆管结构设计合理，性能可靠，能够满足无钻机双钻头仿生自平衡钻进系统的技术要求，为矿山灾害无钻机双钻头仿生自平衡钻孔救援工作提供一种安全可靠、快速机动的多通道连续缆管技术和方法。
-
单位土木工程学院; 吉林大学
