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摘 要：目前，煤矿区的地面煤层气抽采工作是我国一项用于煤矿区煤层气综合治理的重要措施，但由于相关技术和装备的落后，地面煤层气的抽采工作进展缓慢。本文以地面煤层气抽采所用的钻井车为研究核心，对钻井车研制中的技术参数和结构特点进行了归纳和介绍，并重点分析了钻井车对于先进的动力技术、车桥与悬挂技术、低温技术的应用情况，希望为地面煤层气的治理提供参考意义。

关键词：地面煤层气；钻井车；低温技术

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.055

0 引言

近年来，伴随着煤矿开采深度的持续增加，煤矿区内的地面煤层气灾害愈发严重，我国煤炭工作的突破与发展受到了地面煤层气的严重制约。所以，治理地面煤层气灾害就必须要对地面煤层气进行抽采，从上个世纪九十年代至今，伴随着国外先进的煤层气开采技术的传入，我国地面煤层气的开采工作有着迅猛的发展，而煤层气开采所需的钻井车也不断经历改革和完善，并在技术领域拥有了广泛的应用。

1 地面煤层气抽采钻井车的研制

1.1 技术参数

地面煤层气抽采钻井车的技术参数如表1所示。

1.2 结构特点

（1）为了能适用于我国煤矿区的道路条件和施工条件，以及煤层气钻井深度小、钻井车频繁搬迁的状况，钻井车一般会安装10m×6m的专用底盘，这样会缩短施工周期[1]。

（2）为了能将液压系统和所要求的功率相匹配，使钻井车具有较好的动力性、经济性、低排放的特点，钻井车需要配备相对独立的柴油发动机。

（3）为了能够满足不同地层下的钻井需要，石煤机公司对载荷进行了详细的分析和计算，并借鉴了国外的一些先进的钻井车顶驱技术，对钻井车的顶部驱动装置采用了多马达复合型驱动技术以及硬齿轮传动技术，这两种技术最大的优点就是可以实现钻井车的加压钻进。为了能让动力头正常转速，使施工效率提高，动力头还采用了负载传感过程的比例控制技术，从而实现动力头在旋转时的无级变速。

（4）为了满足钻井车在定向井和水平井中进行施工时对大提升力的需要，钻井车需要有较快的起落速度，以便于车辆间的运输。钻井车采用的井架为依靠油缸驱动进行伸缩的桅杆式井架，这种井架在结构上选取的是全钢板箱结构，能够适用于800kN的工作情况，且这种井架是由液压油缸进行驱动的，其相应速度较快[2]。

2 地面煤层气抽采钻井车的技术应用

2.1 先进的动力技术

技术人员在对钻井车进行动力选型时，要重点考虑钻井作业的实际需要，而不能单纯的考虑行车工况的需要。例如，当选择的动力较大时，一般要使用CAT系列的发动机，排放标准要符合欧IV或欧Ⅲ的排放标准，少数的情况可以采用Detroit发动机或Cummins发动机。而对于自走式电动钻井车，则需采用一台电机作为进行钻井作业时的动力，采用一台发动机用于行驶时的动力，而对于中深井的钻井车，由于单个发动机能提供的动力有限，所以通常使用双机并车的方式。

2.2 车桥与悬挂技术

目前，以生产钻井车车桥为主的厂家包括北方奔驰、徐州美驰、铁马等，钻井车的井架在缩回之后仍然很长，会悬伸在车的前面，车在行走时的前桥负荷较大，整车的重心会偏高而影响安全性。为了保障钻井车的安全，应选用具有较强负荷能力的前桥，并增大前轮距离。例如，3000m拖挂钻井车共有四轴，前三轴采用的是三联板簧的悬挂方式，第四轴采用的是随动转向空气的悬挂方式，而4000m的拖挂钻井车采用的则是五轴结构，第一轴是空气悬挂，中间的三轴是三联板簧悬挂，最后一轴是随动转向空气悬挂。

2.3 低温技术

在我国北部的一些低温的煤矿区，以及俄罗斯、加拿大等地的煤矿区，对钻井车的材料和结构有着非常苛刻的要求，钻井车在这些低温矿区进行地面煤层气抽采时，需要选用专用的耐低温轮胎、车桥、电液管线、传动件等材料结构，而对于车架之类的结构，则需使用低温焊接技術。而对于发动机和传动箱等结构，除了要使用低温的润滑油外，还要采取一些保温措施和加热措施，以保障钻井车能够在这种低温的环境下可以正常工作[3]。

3 总结

综上所述，钻井车凭借其移动迅速、运输方便、拆装量较小的特点，同撬装钻机相比，在作业上拥有更大的灵活性，在地面煤层气的抽采工作中有着广泛的市场。目前，我国的石煤机公司所研制出的钻井车在性能上已经达到了国外同类钻井车的水平，但仍存在一些不足之处。今后，技术人员应更加注重对钻井车的机动性和快速变形方面的研究，使其在地面煤层气抽采工作中有更为良好的表现。

参考文献：

[1]牛明远.钻机车及其配套设备在阜康煤层气开发中的应用[J].中国煤层气，2016，13（02）：40-42.

[2]牟思南.石煤机公司煤层气钻机车持续“换代升级”[N].中国能源报，2014（02）：17020.

[3]蒋希文.钻井事故与复杂问题（2版）[M].北京：石油工业出版社，

2006.

作者简介：王泽峰（1986-），男，山西晋城人，硕士研究生，主要研究方向：煤矿用千米定向钻机及地面钻机。