煤层气是煤层中所生成的以甲烷为主(甲烷含量一般为90%~99%)的天然气,也是人们常叫的瓦斯气;它属于自生自储式的非常规天然气。煤层气最初是以防止灾害为目的进行抽排的,而将煤层气作为作为一种资源进行大规模开发利用则始于美国。20世纪80年代美国阿拉巴马州黑勇士盆地的OakGrove煤层气田的建成投产,标志着现代煤层气工业的诞生。此后,美国煤层气工业迅速发展。我国的煤层气资源丰富,是继俄罗斯和加拿大之后的第三大储藏国。煤层气的开发对缓解清洁能源的供需矛盾、实施可持续发展的能源战略等具有重要的现实意义。集中化的煤层气开发需要专用钻采设备,而在我国,作为煤层气开采主要设备的煤层气钻机,还相对比较落后,没有适合现状煤层气开采的专用钻机。当前的煤层气钻井施工多采用水井钻机、工程钻机或石油钻机。水井钻机、工程钻机配置比较低端,能力小,效率低,搬迁造价高,无法适合煤层气的集中化开采;石油钻机功能齐全,自动化程度高,但采购费用高,运行维修成本高。为此,研发制造符合我国现状的煤层气钻机是势在必行的。本文设计出一种符合我国煤层气开采现状的MQJ20-1350J/2.8K型煤层气钻机,在采纳施工现场操作人员提出的意见和建议的基础上,对MQJ20钻机的关键零部件绞车和钻塔做了整体优化。应用ANSYS软件对绞车关键轴强度及钻塔强度进行了有限元分析,确保了各零部件工作可靠。通过场内试验,表明该钻机使用方便,性能优越,完全满足了煤层气钻井的工艺要求,得到了用户的青睐和好评。