地面瓦斯抽采鉆機(jī)的設(shè)計(jì)與瓦斯抽氣技術(shù)研究

摘要：近年來(lái)，煤礦區(qū)的地面煤層氣抽取技術(shù)是我國(guó)采用的綜合治理的重大措施之一。但由于現(xiàn)有的裝備在設(shè)計(jì)上存在一些問題，導(dǎo)致煤礦區(qū)的地面煤層抽取技術(shù)進(jìn)展非常緩慢。針對(duì)這一現(xiàn)狀，本文就地面瓦斯抽采鉆機(jī)車設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)和瓦斯抽氣的技術(shù)展開合理的分析。

關(guān)鍵詞：地面瓦斯抽采鉆機(jī)車；機(jī)車設(shè)計(jì)；瓦斯抽氣技術(shù)

隨著信息技術(shù)和時(shí)代的飛速發(fā)展，煤礦去瓦斯抽采式鉆機(jī)設(shè)計(jì)的方面也發(fā)生了非常大的改變，而現(xiàn)在的瓦斯抽采式鉆機(jī)也正朝著網(wǎng)絡(luò)化、智能化、便捷化和集成化的方向發(fā)展。而通常情況下，機(jī)械的設(shè)計(jì)直接關(guān)系到后續(xù)的煤層氣抽采技術(shù)的發(fā)展，所以相關(guān)的人員非常重視煤礦區(qū)地面鉆機(jī)煤層抽采技術(shù)的研究。而在整體設(shè)計(jì)的過程中，一方面要充分重視其使用價(jià)值，另外一方面在設(shè)計(jì)的過程中要充分重視將原有的產(chǎn)品進(jìn)行更好地改造，以期望能夠在今后的產(chǎn)品中讓其得以更好的運(yùn)用。

1 地面瓦斯抽采鉆機(jī)車的基本結(jié)構(gòu)

1.1 動(dòng)力頭

所有鉆機(jī)中最核心的部分就是其動(dòng)力頭，而要想讓動(dòng)力頭的轉(zhuǎn)速和扭矩一直都處于一個(gè)比較理想的狀態(tài)，這當(dāng)然也就不需要相關(guān)的設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行瓦斯抽采式鉆機(jī)設(shè)計(jì)的過程中，更好地進(jìn)行馬達(dá)排量的調(diào)節(jié)。而也只有通過這樣排量的調(diào)節(jié)，才能夠使得整體的瓦斯抽取式的鉆機(jī)獲得較大范圍和較高轉(zhuǎn)速的結(jié)果。此外，在使用的過程中，一般也會(huì)較大程度地采用高速液壓馬達(dá)，這樣才能夠使得各種鉆進(jìn)的方法能夠更加順利地進(jìn)行。而只有當(dāng)瓦斯抽采式鉆機(jī)機(jī)頭更好地與傳動(dòng)箱相互配合地時(shí)候，那么相關(guān)馬達(dá)輸出地轉(zhuǎn)速就會(huì)更好地被輸送到主軸中去。整體而言，動(dòng)力頭的結(jié)構(gòu)將會(huì)變得更加簡(jiǎn)單。

1.2 夾持器

最常用地夾持器的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)復(fù)合-浮動(dòng)地結(jié)果，最大地優(yōu)勢(shì)是操作起來(lái)非常地靈活方便，且其張口特別大。在需要使用地時(shí)候可以將其開孔口非常靈活地進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，這樣口徑比較粗地鉆具就能夠非常輕松地得以通過。[1]最為重要的是，本身夾持器也存在一定的浮動(dòng)結(jié)構(gòu)，這樣就可以非常有效地將鉆孔和鉆桿之間的磨損程度進(jìn)一步地得以降低，進(jìn)而使得鉆機(jī)的使用壽命能夠不斷地得以增強(qiáng)。

2 地面瓦斯抽采鉆機(jī)車的技術(shù)分析

2.1 目前地面瓦斯抽采鉆機(jī)車技術(shù)遭遇的問題

雖然現(xiàn)在的煤田鉆機(jī)已經(jīng)全面覆蓋到了煤礦瓦斯地面的抽采系統(tǒng)中，但是當(dāng)前石油鉆機(jī)的作業(yè)成本顯得非常高，而且對(duì)于井口和道路都會(huì)提出非常高的要求，而且又因?yàn)槎鄶?shù)的煤礦區(qū)和丘陵地區(qū)的修路成本比較高，所以也就非常難以被運(yùn)用到地面的瓦斯抽采工作中來(lái)。

近幾年來(lái)，我國(guó)的單位已經(jīng)從國(guó)外進(jìn)口了幾臺(tái)空氣鉆機(jī)，其鉆井設(shè)備的效率正逐步被提高，而且其實(shí)施工程的成本也在逐漸的降低，對(duì)煤層的傷害勢(shì)必會(huì)降到最低。但是隨著鉆孔深度的逐漸加大，我國(guó)進(jìn)口的國(guó)外的進(jìn)口鉆機(jī)的能力明顯不足，一旦遇到卡鉆、埋鉆或其他塌孔的事故時(shí)，由于鉆具不能夠很好地被提出到孔外去，那么其鉆進(jìn)就會(huì)因此而報(bào)廢，這樣就無(wú)形之中增加了鉆井的成本。這也會(huì)使得我國(guó)的瓦斯抽采鉆機(jī)車的開采變得更為迫切。

2.2 煤層氣鉆井的深度、施工周期和功率

我國(guó)鉆井的特點(diǎn)是深度小、施工周期短以及鉆機(jī)搬遷的需要非常頻繁。而為了更好地適應(yīng)這一需要，地面瓦斯抽采鉆機(jī)車一般都會(huì)采用車載式的模式，并更好地安裝于10m×6m的專用汽車底盤上面。而為了更好地滿足功率的相關(guān)要求并且使得車輛能夠更好地和相關(guān)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行匹配，每一臺(tái)地面瓦斯抽采鉆機(jī)車都會(huì)被配置上非常獨(dú)立的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。

2.3 頂部驅(qū)動(dòng)變速技術(shù)

為了更好地滿足不同地層和施工條件鉆進(jìn)的需要，并用以更好地滿足我國(guó)各種類型的井口的需要，可以在頂部安裝相關(guān)的驅(qū)動(dòng)裝置，并采用多用的馬達(dá)復(fù)合驅(qū)動(dòng)技術(shù)和硬齒輪的傳動(dòng)技術(shù)來(lái)使得地面抽采瓦斯鉆機(jī)車的技術(shù)變得更好。采用頂部驅(qū)動(dòng)最大的優(yōu)點(diǎn)就是能夠更好地實(shí)現(xiàn)加壓鉆井。而為了使得動(dòng)力頭的鉆速能夠達(dá)到最大，并使得工作的效率變得更好，在動(dòng)力頭回轉(zhuǎn)的時(shí)候可以由三臺(tái)大排量的變量柱塞泵進(jìn)行聯(lián)合的供油，并積極采用負(fù)載傳感的技術(shù)進(jìn)行更好地控制，只有這樣才能夠更好地實(shí)現(xiàn)動(dòng)力頭的旋轉(zhuǎn)變速功能。

2.4 滿足提升力需要的技術(shù)

為了讓其在水平井施工的過程中，最大限度地滿足提升力地需要，并且擁有最快的起落速度，便于車輛更好地進(jìn)行相關(guān)的運(yùn)輸，那么地面瓦斯抽采鉆機(jī)車就可以采用油缸驅(qū)動(dòng)伸縮桅桿式井架的方式來(lái)更好地進(jìn)行操作。而所有的桅桿式井架采用的都是全鋼板式的構(gòu)造。井架在使用的過程中也會(huì)自動(dòng)發(fā)生起落的現(xiàn)象，并使得油缸的驅(qū)動(dòng)更好地進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，只有這樣才能夠使得井架在最短的時(shí)間內(nèi)完成一定的起落幅度，而其相應(yīng)的速度也會(huì)因此有所提升。

2.5 起拔以及給進(jìn)的能力

其實(shí)在煤礦的礦井下進(jìn)行瓦斯抽采的過程中，鉆機(jī)上鉆孔的角度一般都比較多變。此外，在施工的過程中，孔內(nèi)非常容易出現(xiàn)掉塊的情況，這樣其實(shí)非常容易引起抽采機(jī)事故的發(fā)生。此外，在整體施工的過程中，由于施工條件的限制，有些地段的地質(zhì)條件相對(duì)非常復(fù)雜，這也就對(duì)我國(guó)瓦斯抽采機(jī)的工作能力提出了進(jìn)一步的高要求。因?yàn)橥ǔＪ遣捎眉訅恒@井的方式使得其在煤礦井下進(jìn)行作業(yè)，那么鉆機(jī)的給進(jìn)能力和鉆桿的重量之間就不能夠相差太大。

3 結(jié)語(yǔ)

以上就是對(duì)地面瓦斯抽采鉆機(jī)車的介紹。而相信隨著地面瓦斯抽采鉆機(jī)車的制造技術(shù)在我國(guó)不斷地得以提升，那么我國(guó)能源開采的技術(shù)也會(huì)得到進(jìn)一步的提升。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的利益來(lái)看，隨著我國(guó)地面瓦斯抽采機(jī)技術(shù)和構(gòu)造的不斷更新和提升，我國(guó)煤礦企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力也會(huì)不斷增強(qiáng)，這不得不說是對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的一種引領(lǐng)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]李劍鋒，王均效，王壽佑，等.圓柱齒輪齒面接觸線法向鋼陣與齒向載荷分布的研究[J].山東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013（2）：43-46.

作者簡(jiǎn)介：李濤濤（1989-），男，漢族，山西晉城人，本科，助理工程師，畢業(yè)學(xué)校：湘潭大學(xué)，主要研究方向：煤礦機(jī)械。