中国大口径潜孔锤冲击器、钻头

潜孔锤钻头冲击钻进的过程是一个高度非线性、大变形、破坏的过程。对这一复杂过程,目前主要是利用实验方法来进行研究,致使钻头设备的开发与研制一直处于传统的经验或实验模式下进行,设计与制造周期长、成本高,产品严重老化、缺乏市场竞争力。应用非线性显式三维有限元求解程序ls-dyna3d,采用与岩石性质较接近的混凝土模型,对钻头硬质合金球齿冲击混凝土板的过程进行仿真计算,讨论不同球齿冲击速度下混凝土的变形及破碎机理,分析球齿的冲击力、侵入混凝土的速度、位移及冲击力-凿入深度曲线等,为研究钻头与脆性材料的作用过程及钻头的优化设计提供一种有效的分析方法。

针对gq89潜孔锤反循环钻头在河南钼矿应用过程中出现的问题,对其进行了结构优化,并介绍了优化后的反循环钻头结构原理。利用fluent软件对优化前、后的孔底流场进行了模拟分析,又借助有限元软件对原钻头和优化钻头进行了应力应变分析。分析结果显示:优化后的gq89潜孔锤反循环钻头性能得到大大提高。改进后的钻头实物在河南钼矿进行实验,取得了令人满意的效果。

为实现在复杂地层用同步跟管钻进工艺钻凿直径较大的桩孔和水井,设计了一种气动潜孔锤反循环跟管钻进钻头。介绍了该钻头的结构组成、工作原理和设计特点。与常规设计相比,该新型钻头流道设计可以增强排渣效果,保持孔底干净,减少重复破碎,提高钻进效率;边齿数量较多,耐磨损能力强,有利于提高使用寿命。

为了适应地下矿山高阶段大直径深孔采矿的需要,长沙矿山研究院、凡口铅锌矿、昆明冶金机械厂共同研制了cgw-150型高风压潜孔冲击器和钻头。1986年开始这项研究工作,1989年初投入现场工业试验,到1990年先后在凡口矿的4个采场分别用加拿

针对φ89mm反循环钻头取心短且带裙边的问题,对其碎岩过程进行有限元软件ansys数值模拟分析。根据分析结果提出合理设计方案,再对新钻头进行有限元数值分析,并与原设计进行对比分析,同时进行室内试验验证。结果表明,优化后的钻头取出的岩心较长、较完整且不带裙边,优化方案合理可行。

通过在陕西渭北地区水源井工程施工中的试验成果,分析了气动潜孔锤钻进技术在基岩裂隙发育地区,大口径水井施工中的应用方法及工艺参数,结合生产实践对其使用效果、生产效率等方面,进行了总结并提出了钻进过程中出现的问题及对策。

牙轮钻头和潜孔冲击器都是用冲击碎岩机理取代了金刚石钻头的磨削碎岩机理，体现了体积破碎的效果。开发推广的关键在于加工质量和配套机具的研制。对今后岩心钻探中的全面钻进孔段的技术发展也有很大意义。

YQ_150A型潜孔钻钻头及冲击器前接头的改进 (2)

YQ_150A型潜孔钻钻头及冲击器前接头的改进

针对栾川钼矿复杂地层勘探中所遇到的反循环形成难和形成不彻底的状况,提出了贯通式反循环取样钻头的改进方案,并且进行了现场试验。试验表明,改进后的钻头具有反循环效率高,钻进速度快,岩矿心采取率达99%以上的特点。

介绍了空气潜孔锤反循环钻进技术,针对反循环钻具中的钻头做了系统研究。空气潜孔锤反循环钻进技术是集欠平衡钻进、冲击回转钻进、潜孔锤反循环钻进三种钻进技术于一身的先进的钻进工艺,在矿产开采方面已经成功应用。首次将引射原理应用到钻头结构设计上,根据引射角度不同设计出两种不同类型的反循环钻头,并运用fluent流体工程仿真软件对设计的钻头分别进行数值模拟,以获得最优反循环钻头结构。对加工出的引射装置进行试验研究,试验数据与仿真结果比较,二者基本吻合,验证了仿真技术的可靠性。最后确定了适合空气潜孔锤反循环钻井使用的最佳反循环钻头结构,为其进一步应用开拓了广泛的空间。

近钻头扭转冲击器破岩机理及应用_李玮

介绍了潜孔锤反循环钻头改进设计的思想,运用cfd技术对钻头体内部流场进行了数值模拟与仿真分析。结果表明:卷吸作用与钻头体底部的喷射孔形成的反循环气流共同作用,加强了反循环形成效果;且钻头体内部上返风速>15.24m/s,使岩芯得以顺利地排至地表。设计加工了带有不同倾角引射孔的钻头体模型,经实验室验证表明,当引射孔倾角为30°时形成的压力最大。将加工出的钻头用于栾川钼矿生产,钻遇采空区时或穿过采空区后,反循环都正常形成,应用该技术共完成勘探孔66个,累计进尺>2500m,钻进时效4.08m。

针对川东北地区尤其是元坝地区陆相下部地层常规钻井机械钻速低、单只钻头进尺少的难题,在元坝10井进行了"钻头扭转冲击器+pdc钻头"钻井试验,试验井段3233.30～3503.82m,进尺270.52m,纯钻时间81.0h,平均机械钻速3.34m/h,与同地层牙轮钻头钻进相比机械钻速提高3.04倍,与该井"螺杆+pdc钻头"复合钻进相比机械钻速提高2.59倍,pdc钻头工作寿命延长53h。试验结果表明,钻头扭转冲击器配合pdc钻头钻井可解决复杂地层钻头寿命不高和机械钻速低的难题,拓宽了pdc钻头的应用范围。介绍了钻头扭转冲击器的技术背景、工作原理、特点和技术参数及在元坝10井的试验情况。

运用理论分析、数值模拟与实验研究相结合的科学研究手段,对影响气动贯通式潜孔锤反循环形成的钻头新增引射孔各参数、底喷孔各参数以及其它相关参数进行优化设计,得到一系列适合不同规格钻头的相关参数值及其回归方程。运用visualbasic语言,将研究结论与专家的经验总结汇合,编写了钻头参数优选系统软件。研究结论应用于生产试验中取得令人满意的结论,岩矿心采取率达到98%以上,反循环形成顺利,岩矿心完整度好。参数优选系统的建立为该项硬岩钻进技术的完善提供了参考性依据。

XL24HD大口径潜孔锤在Beaver大坝排柱桩挡水墙施工中的应用

大口径弯头

使用PZ、CG型钻头施工大口径深孔的实践

如何合理、巧妙地选择钻头与原有老设备配套来施工大口径工程孔，具有现实意义。我们在使用ｔｓｊ１０００型水源钻机钻进通风孔、送料孔等大口径深孔工程中取得了成功经验，介绍如下。１　工程概况１．１　高平伯方煤矿通风孔设计口径１０００ｍｍ，深度１５３ｍ。地层情况：０～２２ｍ为杂填土，２２～３８ｍ为泥质灰色砂岩，３８～４２ｍ为强、中风化花岗岩，４２～１５３ｍ为微风化花岗岩。１．２　朔黄铁路宁武段送料通风孔设计沿隧道走向施工一大口径深孔进行送料通风，孔径８００ｍｍ，深度１２０ｍ。地层情况：０～６ｍ为填积层，６～１７ｍ为硬质耐火粘土，１７～２３ｍ为硅质灰岩，２３～１２０ｍ为玄武岩。２　施工技术２．１　设备、机

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