钻杆在扭转作用下的变形及抗扭性能分析

钻杆在煤矿勘探开发过程中占据着重要地位,因工作条件恶劣,易失效并造成钻井事故。基于材料力学、工程力学等对钻杆扭转时的切应力及变形量进行分析,建立钻杆在施加纯扭矩作用下的剪应力、单位长度扭转角及抗扭强度计算的力学模型。同时,通过ANSYS仿真得出切应力分布规律及扭转变形量。通过对比,ANSYS仿真结果与理论模型计算结果基本一致,为钻杆失效等进一步研究提供了理论依据。

高能液动锤超硬岩快速钻进成套装备与技术

当煤矿井下瓦斯抽放孔钻孔施工中遇到f≥12的岩层时,采用PDC钻头的回转切削效率极低。为解决煤矿井下硬岩钻进的技术难题,提出了煤矿井下高能液动锤的成套配置方案。采用该技术方案开展了井下钻孔试验。试验结果表明,在石英砂岩(10≤f≤12)中,机械钻速18.63~32.84 m/h;在硅质泥岩(12≤f≤17)中,平均机械钻速21.91 m/h。为煤矿井下硬岩钻进提供了一种新技术,可提高煤矿硬岩钻进效率。

安百拓液压凿岩机活塞受力面积分析与三段法述评

搜集了11个安百拓双控式凿岩机和4个后控式凿岩机冲击活塞的直径数据,计算得到在凿岩机冲击运动周期中,回程与冲程活塞受力面积的比值范围。根据比值数据的分析,指出基于三段法理论的设计变量作为凿岩机性能评价指标的普适性较差。据此,本文强调了数据分析在凿岩机研究中的重要作用。文中还介绍了改进的三段法理论及其计算实例,论述了改进的三段法的优点与缺点。

通缆钻杆薄壁螺纹胀扣失效分析及改进

通缆钻杆是定向钻进过程中的关键钻具,其力学性能的优劣直接影响定向钻孔的成孔能力。通过分析通缆钻杆的胀扣失效原因,指出了影响胀扣失效的关键因素,以此为依据优化加工方案及关键尺寸的精度控制。通过扭力试验表明,改进后的钻杆承载能力得到了大幅提升,φ73 mm通缆钻杆抗扭强度大于12 kN·m,完全能够满足6000型钻机定向钻孔的需要。

广谱性金刚石钻头国内外研究现状及发展趋势分析

随地球浅层资源消耗殆尽,资源勘探开发不断向深部进军,所遇地层条件愈加复杂,坚硬致密地层、强研磨性地层等复杂地层条件成为深部钻探的重大阻碍。金刚石钻头广泛应用于地质资源开发,因此对金刚石钻头综合性能要求也随之提高,然而现有的金刚石钻头只能适用于某一地层,需要经常更换,因此,研发地层适用性好、钻进效率高、钻头寿命长的广谱性金刚石钻头是克服深部钻探任务的重要内容。近年来,金刚石钻头发展迅速,在结构、品类与性能等方面都得到了较大提升,同时也存在一定提升空间。本文介绍了近年来广谱性金刚石钻头的研究现状与取得的重要进展,包括钻头结构及胎体性能方面的提升及应用,随后针对现有的广谱性金刚石钻头研究成果,提出了金刚石钻头的研究难题以及未来发展方向。通过本文对广谱性金刚石钻头的发展趋势总结,揭示了金刚石钻头制作技术和应用领域的新型研究方向,对我国油气勘探及矿产资源开发领域广谱性金刚石钻头研究有一定借鉴意义。

Boomer 282型掘进钻车使用及维护中的几种不当做法

阐述了瑞典安百拓公司生产的Boomer 282型掘进钻车使用及维护中存在的几种不当做法及其危害,以期能引起设备管理人员和操作人员的重视并改正。

KX732-250型矿用牙轮钻头滚子轴承失效分析

矿用牙轮钻头是矿山开采的重要工具之一,高达86.56%的轴承失效是制约矿用牙轮钻头寿命的关键因素。为探究KX732-250矿用牙轮钻头滚子轴承失效的原因,通过宏微观观测、能谱分析、金相组织分析等方法,对钻头轴承的滚柱和轴颈损伤痕迹进行研究。结果表明,轴承出现明显的失效分区以及变形,轴颈上表现为以磨粒磨损和黏着磨损两种形式为主的非承载侧、以疲劳剥落为主的承载侧。轴承滚柱及轴颈上均出现应力集中现象,而轴承的硬度不均、未淬透和气孔等问题致使轴颈成为引发失效的诱因。因此建议,对轴承滚柱进行修型以减小应力集中防止轴颈凹陷变形,及对轴颈的热处理工艺进行优化减小热处理所带来的缺陷问题,以此延长轴颈使用寿命,进而延长整个钻头的使用寿命。

煤矿用PDC钻头的常见失效形式分析及合理选型

目前以聚晶金刚石复合片(PDC)为切削齿的钻头是煤矿钻孔施工的主要碎岩工具。矿用PDC钻头质量的好坏及应用情况会直接制约煤矿井下钻探施工进度,影响矿井瓦斯抽采、水害防治、隐蔽地质探查等工作。矿用PDC钻头存在种类繁多、产品质量差异性大的问题,PDC钻头的应用及选型也缺乏系统的规范和正确的引导。对矿用PDC钻头在煤矿钻孔施工过程中PDC切削齿和钻头体等失效形式进行了系统归纳和原因分析,并从矿用PDC钻头优化设计、合理选型、使用注意事项等方面提出了合理意见,为提高矿用PDC钻头的应用效果提供参考。

煤矿用钻杆自动化生产线方案设计

针对传统煤矿用钻杆加工生产线劳动强度大、生产成本高的问题,根据企业生产场地与工艺流程,规划设计一条连续流自动化生产线。该生产线基于机器人自动上下料技术,集成了长度检测、同轴度检测、激光打标、摩擦焊接、回火、铣外焊疤、车内焊疤以及打磨内外焊疤等工序。通过定尺摩擦焊接、物料码追溯管理、关键工艺参数实时采集、智能在线检测以及异常报警等手段,确保产品的高可靠性。根据实际生产,该自动线性能可靠、运行稳定,达到了降低成本、减轻劳动强度的目的。

一种双臂露天钻机

介绍了一种新型双臂露天钻机的结构设计及工作原理,该机双钻臂同时运行的作业方式,大幅提高了工作效率,实现了可回转车身工作范围内的精准定位。该机器采用柴电双动力驱动,能耗低、污染小,且机动灵活。该机器配置多种位置传感器反馈控制以校准车身及钻杆,配合液压千斤顶固定支撑,大范围高效作业的同时兼具稳定性。

煤矿用钻机钻杆自动更换机构分析

煤矿用钻机在钻进过程中,钻杆的上杆与下杆都需要人工进行操作。在操作过程中劳动强度大、效率低且存在很大的安全隐患。针对此问题,提出一种自动换杆机构的思路,并对换杆机构的运动学进行可行性分析。

水平冻结中导向板钻具组合造斜能力的影响因素研究

目前水平冻结孔定向钻进中,导向板钻具组合的使用存在造斜理论不明的问题。基于材料力学理论,以钻头转角形变量为造斜评价指标,结合冻结法特点建立钻具造斜力学模型,并讨论参数的影响,同时结合实测数据验证该模型的可行性。结果表明:(1)导向板钻具组合钻头转角与岩土层物理力学参数、钻具抗弯刚度、导向板钻头的结构参数(如导向角,钻具长度,导向板斜面面积)、钻具面向角相关;(2)全角变化率在钻具面向角接近0°时最小,接近䥺SymbolqB@180°时最大,其余钻头转角变化均在此范围内,并随着导向角的增大而增大;(3)随着岩土层强度提高,相同导向角对应的全角变化率更大,导向板钻具组合的造斜能力更强。

致密砂岩PDC钻头优选设计

针对储层分井段石英含量较高、砂岩较为致密,造成钻头出井磨损严重、单只钻头进尺较少、磨阻大、破岩效率低等问题,分析造成水平段钻头整体表现不理想的原因,结合开采实际,提出致密砂岩PDC钻头优选设计,实现水平段钻完井提速提效的目标。

一种改进型中深孔凿岩台车夹钎器油缸及其安装方法

专利号:ZL201510565006.8专利权人:南京梅山冶金发展有限公司宝钢集团上海梅山有限公司上海梅山钢铁股份有限公司设计人:朱炜本发明提供了一种改进型中深孔凿岩台车夹钎器油缸,包括夹钎器油缸缸体、小缸活塞、夹钎器油缸大缸活塞小缸缸筒、夹钎器油缸小缸缸帽、夹钎器底座与夹钎器抓块;夹钎器油缸大缸活塞小缸缸筒的轴向设有槽状缸筒腔,夹钎器油缸大缸活塞小缸缸筒靠近夹钎器油缸小缸缸帽一端设有缸帽槽。

主动钻杆公接头加工工艺技术研究

主动钻杆是自动钻机的关键零部件之一,在自动钻机钻进过程中起至关重要的作用,而主动钻杆公接头螺纹使用寿命的高低直接决定自动钻机的钻进效率,其质量优劣主要取决于公接头热处理加工工艺。原公接头渗碳、淬火后的防渗部位依然硬度过高、渗层过深,摩擦焊接端及外螺纹表面被淬透,螺纹表面抗冲击韧性较差,使用过程中主动钻杆摩擦焊缝及公接头螺纹易脆断,进尺较浅。为解决该问题,研究采用了新型的加工工艺方法,提升了主动钻杆公接头螺纹耐磨性及摩擦焊缝接头的综合力学性能,避免渗碳、淬火后涂抹防渗剂的各种弊端及质量问题,其适应性增强,质量可靠,提高了主动钻杆的使用寿命。

脉冲器阀头和循环套失效分析与优化设计

针对泥浆脉冲随钻测量装置的脉冲器阀头不耐磨、循环套断裂的质量问题,优化设计循环套结构、改进阀头及循环套的材料。研究表明,脉冲器循环套壁薄、阀头及循环套材料不耐磨,会直接导致泥浆脉冲随钻测量装置在低生命周期内提前发生循环套断裂。通过工艺研究得出,将脉冲器循环套孔壁加厚、阀头及循环套材料选择耐磨性好的合金结构钢,会显著提升使用寿命。

快速插接式推送装置设计

为了解决煤矿井下钻孔物探进孔推送装置存在的反转推杆将探测仪器掉在钻孔内、杆体拆卸不方便、细螺纹和燕尾槽插接等方式在复杂环境中容易沾染孔内杂质,影响拆卸、降低施工效率等一系列问题,设计了快速插接推送装置。该装置摒弃了螺纹联接的方式,采用直插的方式进行联接,打通孔的设计能快速插接和拆卸,能适用于现场复杂的环境,解决了误操作反转带来脱杆风险等问题,极大地提高现场施工的效率,为煤矿井下孔中物探提供了有力的装备支撑。

液压钻机钻杆扭矩释放系统设计与优化

钻杆是液压钻机的关键工作部件。针对钻杆扭矩释放需求,设计了一套液压和电控系统。在构建机-电-液仿真模型的基础上,对液压系统和控制算法进行了性能测试和系统优化。通过样机试验验证了设计及仿真的正确性,为液压钻机钻杆的系统设计提供了新的解决方法。

无磁钢螺旋钻杆加工技术研究

针对无磁钢一次铣削加工成本高、加工困难的问题,提出了2种无磁钢铣削专用设备的布局方案,设计了一次铣削成形的无磁钢螺旋槽铣削专用铣刀盘,分析了可能影响铣削性能的因素并计算无磁钢铣削加工工艺参数。试验结果表明:与水平对开结构相比,铣刀盘沿螺旋线方向对开的结构布局可减少了刀具成本50%,综合效率提升了30.7%。

可分离式液压动力头设计

目前煤矿钻机所用的动力头主要采用整体式结构,整体式动力头箱体结构复杂,更换卡瓦耗时较长,也存在卡瓦打不开的情况,同时夹持管体时只能等分夹持圆周,不能满足全周接触夹持,无法满足对三棱钻杆、螺旋钻杆夹紧。介绍了可分离式动力头的总体方案设计、各个零部件的功能和工作原理,该动力头不需要旋转供油也能满足夹紧力大、卡瓦更换方便和三棱钻杆或螺旋钻杆的夹持,满足用户动力头能加持不同钻杆的需求。