钻杆钻进扰动下顺层瓦斯抽采钻孔孔壁失稳机制

为了探讨钻杆钻进扰动对顺层瓦斯抽采钻孔孔壁失稳破坏的影响规律，基于赫兹接触理论，推导钻杆与瓦斯抽采钻孔发生摩擦时滑动接触应力分量计算公式，建立钻杆钻进扰动下孔壁附近复合应力场的分析计算模型，分析孔壁的复合应力场，运用有限元分析软件Abaqus对计算结果进行验证；最后，依据Mohr-Coulomb强度准则，对防止孔壁失稳的临界钻进参数进行分析。结果表明：钻杆位于瓦斯抽采钻孔正下方时，孔壁复合应力场中的最大主剪应力取得最大值；最大主剪应力位于接触表面，若超出煤岩的抗剪强度，则会在此处发生剪切破坏；降低钻杆公转率以及钻杆与瓦斯抽采钻孔孔壁的摩擦系数可以提高钻进过程中孔壁的稳定性；钻杆与瓦斯抽采钻孔之间的环空间隙越大，临界钻压越小。研究结果可为顺层瓦斯抽采钻孔钻进工艺参数选择提供理论指导。