[实用新型]煤岩壁钻孔钻具钻削性能实验台

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种煤岩壁钻孔钻具钻削性能实验台，具体涉及一种可以根据井下煤岩壁在不同埋深受到的实际地应力的情况，对煤岩壁施加相应的围压的煤岩壁钻孔钻具钻削性能实验台。

背景技术

煤炭是我国的重要基础能源，各种工业部门每年都要消耗大量的煤炭。尽管煤炭消费比重在未来几年内会有所下降，但煤炭消费在一次能源消费中仍然占据着巨大的比例，依然是我国不可或缺的基础能源之一。煤炭工业在保障我国经济快速增长的同时，煤炭的开采条件也在不断恶化，突出表现为开采深度的增加、瓦斯压力和瓦斯含量的增大、地质构造条件复杂，瓦斯灾害、特别是煤与瓦斯突出灾害日益严重，这使我国成为全世界上煤与瓦斯突出灾害最为严重的国家，瓦斯突出灾害的发生次数和突出强度都排在世界之首。瓦斯抽采是降低开采过程中的瓦斯涌出量、防止瓦斯超限和积聚，预防瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出事故的重要措施。瓦斯抽采既是一项保障矿工安全的生命工程，也是一项重要的资源工程，更是根治瓦斯灾害的治本之策。钻具在煤岩壁钻进过程中的钻削扭矩和钻削进给力的变化直接影响到钻具对煤岩壁的钻削性能和钻进效率。因此，根据井下煤岩壁在不同埋深受到的实际地应力的情况，对煤岩壁施加相应的围压，模拟钻具钻削煤岩壁的过程，测试煤岩壁钻孔钻具的钻削性能，对煤岩壁钻孔钻具选型，钻具和钻削参数优化具有指导意义。

实用新型内容

为了提高煤岩壁钻孔钻具在钻削煤岩壁过程中的钻削扭矩和钻削进给力的测试数据的可靠性，本实用新型提供一种煤岩壁钻孔钻具钻削性能实验台。该实验台可以根据井下煤岩壁在不同埋深受到的实际地应力的情况，对煤岩壁施加相应的围压，模拟钻具钻削煤岩壁的过程，可对不同型号规格的钻具在钻削煤岩壁过程中的钻削性能进行测试。

技术方案：煤岩壁钻孔钻具钻削性能实验台，包括钻削动力装置、煤岩壁围压加载装置、液压系统和信号采集系统；钻削动力装置包括钻机、风机和钻具；钻具包括钻杆和钻头，钻头安装在钻杆末端，钻机的回转器后端通过动密封接头与风机的风管连接，回转器前端夹紧钻杆；煤岩壁围压加载装置包括煤岩壁、围压支架和围压油缸；液压系统包括液压泵站和控制台，控制台连接到液压泵站，液压泵站通过液压软管连接到回转器、进给油缸、围压油缸，为钻削动力装置和煤岩壁围压加载装置提供动力；信号采集系统包括压力传感器、流量传感器、转速传感器、数据采集仪和计算机，压力传感器、流量传感器、转速传感器分别与数据采集仪连接，数据采集仪与计算机连接。

所述的煤岩壁围压加载装置的围压油缸包括上方围压油缸、左侧围压油缸、右侧围压油缸，分别安装在围压支架的上方，左侧和右侧，从上面、左面和右面对煤岩壁施加围压。

所述的煤岩壁围压加载装置的上方围压油缸、左侧围压油缸、右侧围压油缸由液压泵站提供动力，控制台进行控制调节，根据井下煤岩壁在不同埋深受到的实际地应力的情况，对煤岩壁施加相应的围压。

所述的钻削动力装置的钻机的回转器后端通过动密封接头与风机的风管连接。

所述的钻杆和钻头有中心气孔；所述的钻杆设有转速传感器。

所述的压力传感器包括回转器进油压力传感器、回转器出油压力传感器、进给油缸进油压力传感器；所述的钻机回转器进油口设有回转器进油压力传感器和流量传感器，回转器出油口设有回转器出油压力传感器；所述的钻机进给油缸进油口设有进给油缸进油压力传感器。

本实用新型的煤岩壁钻孔钻具钻削性能实验台结构简单，配置灵活；可以根据井下煤岩壁在不同埋深所受到的实际地应力的情况，利用煤岩壁围压加载装置对煤岩壁施加相应的围压，模拟钻具钻削煤岩壁的过程，对钻具在钻削煤岩壁过程中的钻削扭矩和钻削阻力进行测试，保证了测试数据的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的煤岩壁钻孔钻具钻削性能实验台结构示意图。

图2为本实用新型的煤岩壁围压加载装置结构示意图。

图3为本实用新型的信号采集系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步地描述。