煤层造穴工具刀翼铰链轴直通型迷宫密封性能研究

摘要

煤层井下扩孔造穴技术是井下套管锻铣扩孔水平井技术与煤层气U型井技术中的关键环节.针对该技术使用的水力-机械联合造穴工具中刀翼与铰链轴连接处的密封难点和结构特点,采用数值模拟方法对密封长度为6.5mm的直通型迷宫密封的密封性能进行了研究,结果表明:与间隙配合相比,三角形齿迷宫密封的密封效果最好,泄漏量下降42.4％,高于矩形齿和梯形齿结构;在密封长度和齿数一定的条件下,梯形齿和矩形齿迷宫密封结构的泄漏量随齿顶宽的增大而增大;节流齿数为3的三角形迷宫结构的效果优于节流齿数为2的结构;空腔深度为2mm、1.5mm和1mm的三角形齿迷宫密封结构,泄漏量最小的齿尖角分别为20°、30°和30°.研究结果为煤层造穴工具的优化设计提供了依据.