QFGZ型潜孔锤反循环跟管钻头的研制

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。

HC-15型大直径环状取心潜孔锤钻具结构的改进设计

针对HC-15型大直径环状取心潜孔锤配风盒存在结构复杂、难以加工、密封性能差、局部维修困难的问题,设计采用配气罐来代替配风盒,结构简单,易于加工,不但密封性能好,强度可靠,而且易于拆卸,局部维修方便,大大降低了生产成本。

挤压成孔的研究

挤压成孔方法经常用于地基基础工程及非开挖铺设管线的施工中，作者简要介绍了几种挤压成孔方法及其应用，对挤压成孔的机理进行了研究。

FW-610型地下管线非开挖铺设钻机设计

利用水平螺旋钻进铺设地下管道的方法，并在此基础上对其进行钻进工艺方法改进，在降低钻机动力消耗、减小体积、降低制造成本的基础上，设计一种小型钻机，适用于我国非开挖施工市场的短距离、小跨度的地下管线穿越施工。

冰下基岩电动机械取心钻具反扭装置设计

对提供大扭矩的反扭装置进行优化设计,并根据钻头实验确定反扭装置设计参数;提出反扭装置设计原则,建立反扭装置力学计算模型,并对不同尖角滑刀式反扭装置进行理论计算,得出其径向压力和扭矩关系曲线,确定最佳的反扭滑刀参数;设计具有六连杆机构的滑刀式反扭装置,根据其结构原理,建立弹簧刚度与径向压力理论计算模型,并对4种刚度弹簧进行优选。研究结果表明：采用刚度为19.61 N/mm的弹簧时,滑刀式反扭装置理论上可提供73~94 N·m反扭矩,满足冰下基岩钻进的需要。

PDC抗冲击性能测试及测定仪的研制

本文在研究分析现有PDC抗冲击性能测试方法的基础上 ,模拟PDC在钻井过程中的实际受力状态 ,研制出了DFZY型PDC抗冲击性能测定仪 ,并对仪器进行了可靠性验证及实测试验 。

电动机械取心钻具反扭装置实验台设计及实验

大扭矩反扭装置是研制铠装电缆冰下基岩电动机械取心钻具的主要部分之一,该装置的失效将导致钻进无法进行,甚至将造成钻具脱落等严重的孔内事故。设计了铠装电缆钻具反扭装置实验台,并就实验装置的设计思想、设计原则、主要结构参数及初步实验结果进行了详细介绍。该实验台可以测试反扭装置在不同温度冰层和不同孔径任意组合下所能提供的反扭矩大小以及产生的下滑阻力。初步实验验证,该实验台工作性能良好,可以为更好的选择反扭装置类型及最优的使用参数提供重要依据。

MZ-150型锚杆钻机变角机构的力学分析

锚杆钻机是基础工程施工中的一种十分重要的钻孔设备。其变角机构关系到钻机的整体性能。对ＭＺ－１５０型锚杆钻机的变角机构进行了运动学和力学分析，提出了合理的设计参数，为钻机设计提供了理论依据。

冲击回转挤密钻头及钻进方法的研究

在高层建筑和地下工程的地基加固而进行的土层锚杆施工中，采取圆锥形冲击回转挤密钻头与气动潜孔锤结合，形成了冲击回转挤密成孔的钻进方法。通过在回填土、淤泥质亚粘土、亚粘土和粘土地层中采用该方法获得不同钻进速度的比较，对影响钻进速度的因素、圆锥形冲击回转挤密钻头在钻进过程中同钻头前方土层的相互作用及土层性质变化进行分析，指出圆锥形冲击回转挤密钻头的缺点及适用条件。

冲击器与钻进套管连接结构的改进设计

冲击器与钻进套管连接结构的改进设计邓洪超卢文阁郑治川（长春地质学院勘察工程系长春１３００２６）在“引松入长”工程的马家泵站建设中，为把江水引入泵站厂房，需在江心与厂房间建设自流管道。自流管道的爆破孔施工，由于难度大而成为泵站建设的重点工程。爆破孔设计...

土层水泥浆预应力锚杆力学分析

上层水泥浆预应力锚杆广泛应用于上层基础加固。锚杆头部主要作用是将拉杆的力传递给建筑物，易于掌握。水泥浆团结体对拉杆的握裹力大小取决于水泥浆质量及拉杆表面的清洁程度与凸凹程度。此类传力方式锚杆没有充分发挥钢筋拉杆的应力，造成锚固段深部上层抗剪应力的浪费，减小锚杆抗拔力。倒拉式锚杆则克服了上述缺点。水泥浆团结体与上层间的作用力对锚杆的极限抗拔力起决定作用，它的大小决定于水泥浆团结体凸体对上层的剪切应力和相对平滑的水泥浆团结体对土层的摩擦阻力。土层蠕变作用限定了锚杆安全系数的取值范围。锚固段要求设置在非重力土楔范围以外的稳定区域。

油气悬挂技术及其在车装钻机中的应用展望

油气悬挂系统具有优越的非线性弹性特性和良好的减振性能,能大幅度改善悬挂系统的性能。介绍了油气悬挂技术在车装钻机的应用现状,指出了油气悬挂系统的引入对车装钻机等特种工程车辆发展的重要性。

气体局部反循环电动机械冰钻技术

针对南极内陆上部的积雪层较松软,裂隙、空隙发育,常规钻进易导致冲洗液漏失等技术难题,设计了低能耗、轻便快捷的气体局部反循环电动机械取心钻具,对反循环所需的气体流量进行了计算分析;在此基础上建立了模拟试验台,并对反循环气体流量进行了实验测试。结果表明:当气体的流量不小于70 L/s时,气体在管长3～4 m、管径为110 mm的模拟管中能够形成局部反循环,并可以抽吸直径为2mm左右的冰屑。

极地冰层回转钻进切削热量测试装置的研制

极地冰盖深部"暖冰"层钻进时,由于冰层的温度较高,接近甚至达到冰的压力熔点,回转钻进时产生的切削热量极易使冰屑融化,导致机械钻速慢、取心率低、卡钻事故频发。钻压、转速、切削具结构等参数均对切削热量有一定的影响,有必要设计一套实验装置对切削热量进行测试,从而为设计切削具结构、优化钻进参数组合提供理论依据。以XY-1型岩心钻机钻进系统为平台,利用无线信号传输原理设计了冰层回转钻进切削热量测试实验台。初步测试结果表明,该实验装置能够准确测量钻压、扭矩、切削温度等参数,可用来进行相关的实验研究。

基于RecurDyn的极地冰下基岩取心钻具反扭装置的运动仿真及运动分析

在极地钻探技术领域中,铠装电缆式电动机械取心钻具应用广泛,优化、设计可靠的反扭装置,提高其反扭力矩,是冰下基岩电动机械取心钻具钻进成功的关键所在。为了分析反扭装置的全部性能,提出了基于数字化虚拟样机RecurDyn的仿真方法。反扭装置的组成机构是平面六杆机构,在RecurDyn中导入由inventor软件建立的反扭装置几何模型进行运动仿真及分析。介绍了利用RecurDyn软件来实现平面六杆机构(反扭装置)运动仿真及分析的方法和步骤。以反扭装置作为研究对象,在RecurDyn/post模块中,用动画来表现反扭装置的运动过程,用图表来反映运动仿真的结果。仿真的结果证明反扭装置设计的科学性、合理性以及实用性,可以实现预定位置变化,满足极地钻探中平衡钻进的要求。

基岩钻传动系统设计及受力分析

提出了一种新型的极地冰下基岩钻传动系统。介绍了该传动系统的结构和工作原理,完成了减速传动装置的结构设计和参数选择。对减速传动装置进行了受力分析,完善对基岩钻传动系统的设计。最后运用ANSYS Workbench对传动系统进行了动力学分析和可靠性分析。结果表明,提出的极地冰下基岩钻传动系统结构设计合理。

极地深冰钻用减速传动装置设计

在前期研发的极地深冰钻用减速传动装置中,行星齿轮减速传动装置易发生疲劳破坏,因此减速传动装置寿命相对较低。针对上述问题,对铠装电缆电动机械钻具的减速传动装置进行改进设计,确定装置的结构和尺寸、分析该装置的啮合受力情况并进行强度估算。利用Inventor软件建立该减速传动装置三维实体模型。结合ANSYS Workbench软件对装置的结构进行静力学分析。研究结果表明,该活齿传动减速传动装置满足设计要求,为优化极地深冰钻用减速传动装置提供了依据。

MZ150型全液压多功能锚杆钻机的研制

ＭＺ１５０型全液压多功能锚杆钻机由变角机构、动力头回转机构、给进机构等几部分组成，采用液压传动方式。对钻机的总体方案、机构设计及主要参数作了介绍。样机经过工业性试验，效果良好。

冲击回转挤压成孔方法及凸轮型挤压钻头

在冲击回转挤压成孔的钻进中通常采用圆锥型的挤压钻头，这种钻头在松软地层中的钻进效率很高，但在高围压下的中、硬塑性地层中的钻进效率明显降低。针对这一问题，分析了地层因素对钻进效率的影响及其原因，针对圆锥型挤压钻头存在的问题，设计了凸轮型挤压钻头。并指出了冲击回转挤压成孔钻进方法的适用范围。