松軟突出煤層瓦斯抽放鉆孔鉆桿內(nèi)孔氣力排屑機(jī)理.pdf

1、針對(duì)松軟突出煤層順層瓦斯鉆孔過(guò)程中存在的煤屑運(yùn)移阻力大、容易沉積堆積造成堵孔、鉆孔深度淺等問(wèn)題，將鉆井工程中常用的氣舉反循環(huán)技術(shù)應(yīng)用于松軟突出煤層順層瓦斯鉆孔的施工中，對(duì)氣力反循環(huán)經(jīng)鉆桿內(nèi)孔排屑的氣力排屑機(jī)理進(jìn)行研究。
　　首先，應(yīng)用連續(xù)介質(zhì)理論和數(shù)學(xué)方法建立氣力排屑過(guò)程中氣體和煤粉顆粒群的兩相流模型，包括了連續(xù)性方程、動(dòng)量方程和能量方程。建立煤粉顆粒群運(yùn)動(dòng)速度與氣流速度之間的數(shù)學(xué)模型，并由這些模型得到氣力輸送設(shè)計(jì)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究的

2、主要工藝參數(shù)，包括了料氣輸送比、氣流速度、顆粒粒徑等。
　　其次，基于歐拉雙流體模型對(duì)瓦斯抽放鉆孔鉆桿內(nèi)孔氣力排屑進(jìn)行仿真模擬，應(yīng)用Fluent軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分和數(shù)值求解。得出氣相-空氣，固相-煤粉在管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。分析在不同入口壓力、流速、顆粒粒度和濃度情況下輸送壓力損失和煤粉運(yùn)動(dòng)的機(jī)理。結(jié)果表明，在水平鉆孔鉆進(jìn)過(guò)程中，煤屑在反循環(huán)氣力作用下，氣流速度在鉆桿內(nèi)孔中上部比較穩(wěn)定，而在鉆桿內(nèi)孔下部靠近內(nèi)壁處的氣流速度明顯下降且小于中