Motion Regular Analysis and Its Simulation of the Rodless Drilling Unit's Guiding & Positioning Board

To analyze the stress of the guiding & positioning board and the effectiveness of the guiding & positioning device,according to guiding & positioning device's operational principle and structure,the guiding & positioning board's motion regular was analyzed by diagrammatical method based on 2 postulated conditions.Considering about the working conditions' change,simulations in 5 different kinds of working conditions were done to check the correctness of the motion regulars obtained by diagrammatical method.Simulation results prove that the motion regulars are right,the postulated conditions have no effect on the obtained motion regulars.According to the simulation results,the motion processs's characters were drawn out at the same time.

3D打印椎弓根导航模板在下颈椎椎弓根置钉中的临床应用

目的:探讨采用优化设计的3D打印椎弓根导航模板辅助下颈椎椎弓根螺钉置入的安全性和准确性。方法:回顾性分析2016年8月~2022年10月在我科行颈椎后路椎弓根螺钉内固定手术的患者42例,年龄32~74岁(50.1±9.8岁),随访13~25个月(19.6±3.2个月)。根据置钉方式分为导板组(n=22)和徒手组(n=20):导板组采用优化的椎弓根钻孔导航模板设计方案,3D打印制作下颈椎椎弓根导航模板辅助椎弓根置钉,其中男性12例,女性10例,颈椎损伤或颈脊髓损伤6例,后纵韧带骨化症(OPLL)9例,颈椎管肿瘤5例,脊髓型颈椎病2例;徒手组根据术前颈椎CT测量椎弓根角度、直径等参数,采用徒手置钉,其中男、女各10例,颈椎损伤或颈脊髓损伤4例,OPLL 10例,颈椎管肿瘤5例,脊髓型颈椎病1例。两组患者性别构成、年龄、诊断、术前VAS评分、JOA评分比较无统计学差异(P>0.05)。记录两组患者手术时间、术中出血量;术后1周颈椎CT扫描,按照Kaneyama方法评估椎弓根置钉的准确性:0级,螺钉完全位于椎弓根内;1级,穿破椎弓根的部分<螺钉直径的50%;2级,穿破椎弓根的部分>螺钉直径的50%;3级,椎弓根螺钉完全位于椎弓根外。0级或1级定义为椎弓根置钉准确,2级或3级为螺钉误置。记录患者的围手术期并发症,统计并比较两组术后12个月疼痛视觉模拟评分(VAS)、日本骨科学会(JOA)评分。结果:42例患者手术顺利,导板组手术时间102.2±16.1min,术中出血量89.3±17.7mL;均少于徒手组142.8±20.9min,133.3±34.0mL(P<0.01)。42例患者共置入下颈椎椎弓根螺钉216枚:导板组118枚,其中0级90枚,1级22枚,2级5枚,3级1枚,置钉准确率94.9%(112/118);徒手组98枚,其中0级48枚,1级36枚,2级10枚,3级4枚,置钉准确率85.7%(84/98)。导板组置钉准确率显著性高于徒手组(P<0.05)。两组患者均未出现螺钉相关神经血管损伤,无内固定松动断裂并发症,术后12个月VAS评分较术前显著性降低(P<0.01),JOA评分较术前显著性提高(P<0.01),两组间比较无显著性差异(P>0.05)。结论:3D打印椎弓根导航模板的优化设计方案有助于提高下颈椎椎弓根置钉的准确性。

全旋转指向式导向钻井工具结构设计与仿真

为了提高全旋转指向式导向钻井工具的设计效率,缩短研发周期,笔者首先设计了该钻井工具的导向执行机构,简化导向执行机构的空间机构模型,通过自由度的计算,得出了该机构具有确定的运动。再对该钻井工具的结构组成和导向原理进行分析,得到了其导向控制方法是通过控制全旋转指向式导向钻井工具的双偏心环和旋转外套的角位移关系,调节其工具角和工具面角,实现导向钻井。最后利用SolidWorks和ADAMS软件对钻井工具虚拟样机进行三维实体建模及运动仿真,仿真结果表明该钻井工具可以实现工具面角(0~360)°和工具角(0~5)°的无级调节,验证了所设计的全旋转指向式导向钻井工具结构和导向原理的可行性,为原理样机的加工奠定了基础。

柔性钻具水力导向射流喷嘴流场分析

现有柔性钻具钻井技术和水力喷射径向钻井技术在控制钻进方向上存在困难或有局限性。为实现钻井导向可控,设计了一种能够水力导向的高压射流喷嘴结构。建立导向喷嘴流体数值模型,利用数值模拟的方法进行流场分析,研究喷嘴倾角、喷嘴直径、喷嘴开启个数等参数对导向力、射流速度的定量关系,给出了导向力方向确定方法。结果表明:随着关闭喷嘴个数的增加,喷嘴导向力呈指数逐渐增大;轴向倾角越大,喷嘴导向力和最大喷射速度越大;喷嘴内径减小时,导向力和喷射速度都显著增大。通过数值模拟验证了射流喷嘴水力导向的可行性,分析结果和导向力的拟合公式对水力导向喷嘴钻进方向的研究具有指导意义。

计算机辅助设计3D打印经皮导板在股骨头坏死钻孔减压术中的可行性

目的探讨计算机辅助设计3D打印经皮导板在股骨头坏死钻孔减压术中的可行性及预后优势。方法选择2017年1月至2021年12月收治的80例股骨头坏死患者为研究对象,依据入院编号的奇偶性将其分为对照组(奇数)和观察组(偶数),各40例。对照组实施常规股骨头坏死钻孔减压术,观察组实施计算机辅助设计3D打印经皮导板的股骨头坏死钻孔减压术。比较两组的治疗效果。结果观察组的手术时长、住院时间短于对照组,透视次数、术中失血量、导针调整次数少于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。术后1、3、6个月,观察组的Harris评分、骨密度高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。术后2周,观察组的白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、C反应蛋白(CRP)水平低于对照组,白细胞介素-10(IL-10)水平高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。术后3个月,观察组的患肢内收、外展活动度大于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论计算机辅助设计3D打印经皮导板在股骨头坏死钻孔减压术中的效果明显,可降低手术损伤,促进患者术后关节功能恢复,具有重要的临床应用价值。

反扭矩定向系统研制及试验

现有旋转滑动钻井工具无法同时实现隔离上部钻具旋转和钻头破岩产生的反扭矩,且工具面角不可控。基于此,设计了分时动态隔离上部钻具旋转和承载下部钻具扭矩的反扭矩定向钻井系统;研制了反扭矩定向系统样机;利用该样机开展了实钻测试,实钻总进尺57 m,工具面角控制精度小于±5°、造斜率达23.0°/100 m,平均机械钻速约为6.5 m/h(泥岩)。研究表明:研制的反扭矩定向系统可同时隔离上部钻具旋转和下部钻具扭矩;能精确控制工具面角,实现了下部钻具自动精确导向钻井的功能,验证了反扭矩定向系统结构设计理论的正确性。相关成果有望解决滑动钻进钻柱“托压”和井眼轨迹控制难题,提高弯螺杆滑动导向钻井时效。

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。

改良3D打印导板辅助颈椎椎弓根螺钉置钉的准确性研究

目的:探讨改良3D打印导板辅助颈椎椎弓根螺钉置钉的准确性。方法:回顾性分析2016年1月~2023年1月在我院行颈椎后路椎弓根螺钉内固定手术的60例患者的临床资料,其中男30例,女30例,年龄58.7±13.8岁(17~84岁);根据颈椎后路手术是否使用导板辅助置钉分为导板组及徒手置钉组。导板组(30例)采用改良3D打印导板辅助颈椎椎弓根置钉,徒手置钉组(30例)采用角度尺辅助颈椎弓根置钉,两组患者年龄、性别、术前诊断无统计学差异(P>0.05)。所有患者术后1周行颈椎CT扫描,按照Kaneyama标准判断椎弓根置钉准确性:0级,螺钉完全处于椎弓根中,没有穿破骨皮质;1级,螺钉穿破皮质<螺钉直径的50%;2级,螺钉穿破皮质≥螺钉直径的50%但没完全穿出;3级,完全穿出骨皮质。记录椎弓根置钉准确率(0级+1级螺钉占比)及因螺钉误置导致的血管神经损伤、切口感染、脑脊液漏、螺钉松动断裂等并发症。结果:导板组共置入椎弓根螺钉152枚,其中0级74枚,1级68枚,2级10枚,3级0枚,置钉准确率93.4%;徒手置钉组共置入椎弓根螺钉136枚,其中0级53枚,1级61枚,2级18枚,3级4枚,置钉准确率83.8%,导板组置钉准确率高于徒手置钉组(P<0.05)。所有患者均未出现因椎弓根螺钉误置导致的血管神经损伤、切口感染及脑脊液漏等相关并发症。所有患者随访5~29个月(14.2±7.7个月),无内固定松动、断裂等并发症。结论:改良3D打印导板辅助颈椎椎弓根置钉可提高置钉精准度。

一种新型复合桩(预灌混凝土)方案的技术经济研究——基于某桩基工程技术演变过程

桩基的施工特别是在有砂层的地基中成桩往往存在困难,首先是预制桩在穿透砂层时碰到困难,需要引孔才能解决此问题;但引孔却产生另一个次生问题即塌孔,尤其是在砂层比较厚的情况下,引孔所期望的目标很难实现。本文研究从打桩失败、引孔、护壁、塌孔及最后采用一种新型复合桩(预灌混凝土)的演变过程,有效解决了桩基承载力与达到有效桩长的问题。新型复合桩作为一项新技术,其抗压承载机理与常规采用的预应力管桩不同,为此开展相应的研究。通过现场试验和数值模拟试验,探索得出新型复合管桩的荷载传递规律与结果:新型复合桩有效防范塌孔现象的产生、承载力的提升值可达57.56%(超载推算值提高约100%)、节约成本约23.33%、沉降值只有PHC管桩的56.63%;新型复合桩是端承式摩擦桩,其受力机理中桩端阻力约占12%。案例的经验与理论可推广或借鉴用于其他类似工程问题的解决。

高炉液压凿岩机安装方法研究

液压凿岩机是高炉开铁口机的核心部件,安装质量直接影响到其工作效率、应用成本和效益创造。其配合尺寸和形位公差要求非常严格,而且现场位置空间狭窄,大型吊装设备无法靠近。针对上述存在问题,钻杆卡具的安装利用自制非标准成型工具,确保钻杆连接孔轴线与基准轴线同轴度公差为Φ0.01 mm;增设凿岩机链条导轮装置,避免跳齿、脱链、甩掉现象,减少故障和磨损,延长凿岩机链条使用寿命;发明一种液压凿岩机专用维修工具,避免直接装夹花键的工作面,确保安装质量,提高功效5倍以上。

非开挖水平定向钻拉管施工技术的应用

非开挖水平定向钻拉管施工技术相较于开槽埋管主要优势在于穿越障碍物,且施工周期更短,随着信息化时代发展,该项技术愈演愈烈。主要针对拉管施工中各工序以及要点作了分析总结,就导向轨迹作了重点分析并推导了“斜直线-曲线-直线-曲线-斜直线”钻孔轨迹入土点距障碍物的长度以及入土角角度的关系,为施工现场提供了丰富的参考资源。

城区跨江斜拉桥临水钢围堰高效施工技术研究

文章结合清江市政特大桥EPC工程总承包项目2#主塔锁扣钢管桩围堰快速施工的实际情况及施工特点,介绍了城区跨江斜拉桥临水钢围堰高效施工技术。为保证钢围堰质量,确保施工安全,缩短施工周期,降低施工成本,最终确定采用冲击钻结合旋挖钻引孔施工技术,该技术可供类似工程借鉴。

市政道路排水工程顶管施工技术研究

在市政道路排水工程中运用顶管施工技术,能减轻噪声污染,规避作业面重度破坏风险。文章列举实例分析了市政道路排水工程顶管施工技术的可行性与常见工艺,并通过阐述土方开挖技术、顶管测量技术、顶管顶进技术、导向钻孔技术的内容归纳了施工路径,通过采取重视施工准备、注重穿墙止水、加强复测纠偏等措施,创造有利的施工条件,进一步提升施工质量,增强城市管道排水能力。

超声引导下经阴道卵巢穿刺术治疗克罗米芬抵抗的多囊卵巢综合征致不孕症的疗效

目的探讨超声引导下经阴道卵巢穿刺术(UTND)治疗克罗米芬(CC)抵抗的多囊卵巢综合征(PCOS)致不孕症的疗效和安全性。方法选取300例育龄期CC抵抗的PCOS致不孕症患者,按照患者意愿分为UTND组、联合组(UTND联合促性腺激素组)、单用促性腺激素组,每组100例。比较三组患者干预后3个月、6个月、9个月、12个月、15个月、18个月、21个月、24个月并发症发生情况、活产率、妊娠率、排卵率、流产率、多胎妊娠率、早产率、卵巢过度刺激综合征(OHSS)发生率、复发率及复发时间。结果联合组及单用促性腺激素组的排卵率明显高于UTND组(P<0.05)。UTND组和联合组的活产率、妊娠率明显高于单用促性腺激素组(P<0.05),而流产率、多胎妊娠率、早产率、OHSS发生率、复发率明显低于单用促性腺激素组(P<0.05),且复发时间比单用促性腺激素组长(P<0.05)。联合组发生卵巢血肿2例,腹腔内出血1例,手术并发症发生率为3.00%。结论UTND治疗CC抵抗PCOS致不孕症患者具有安全性与有效性,可改善妊娠结局。

一趟钻关键技术在HY1-1HF井的研究与应用

根据花庄页岩油钻井施工中的实际情况,分析了制约实现一趟钻技术的关键因素,据此进行井筒一体化提速技术研究,优化井身结构,采用螺杆、钻头与仪器等寿命设计理念,开展提速工艺工具一体化研选。在HY1-1HF井成功应用等寿命一趟钻技术,首次实现一开一趟钻,二开三趟钻,大幅提高了钻井速度,较同工区前最高机械钻速提高70.4%,最短工期缩短34.24%。

DQCZ垂直钻井系统导向执行机构的优化完善

为了解决内蒙古海拉尔、黑龙江方正等易斜区块井斜突出问题,文章对自主研制的DQCZ垂直钻井系统在大钻压工况下纠斜效率低的问题进行了详细分析,发现在导向执行机构的外径尺寸、供电系统效率、控制算法等方面存在一定不足,为此,文章有针对性地开展了导向执行机构的优化改进、供电系统优化设计、导向控制模块纠斜算法优化等研究完善与改进升级。为了验证改进效果,优化完善后的DQCZ垂直钻井系统在海拉尔区块S49-53井等3口井进行了现场试验,实现了一趟钻进尺1322 m,井斜控制在1°以内,机械钻速同比邻井提高19.87%,取得了较好的纠斜打快效果。试验结果表明,优化后的DQCZ垂直钻井系统纠斜效率与提速能力方面得到了很大改进,为同类型其它垂直钻井系统的改进和完善提供了借鉴与参考。

煤矿井下可控式导孔钻具执行机构的研究

针对千米煤矿井下可控式导孔钻具执行机构的研制,以执行机构的支撑板作为研究对象,提出了一种新型支撑板结构,并建立了其三维有限元计算模型,分析了在最大载荷工况下支撑板的应力、应变。结果表明:支撑板在最大载荷作用下,应力最大为248.6 MPa,应变最大为0.001 3,位于支撑板中间应力最集中的位置,且最大变形量为0.034 4 mm,满足现场施工要求。证明支撑板结构设计合理,可为后续千米导孔钻具结构设计提供参考。

钻井直驱电动机全域温升预测及风冷系统性能提升

针对钻井用直驱电动机电磁负荷高、功率密度大、发热严重的问题,以一台600 kW轴向强迫风冷电动机为例,对其建立包含全域风冷系统且高度还原绕组端部几何特征的流-热耦合分析模型,得到电动机内部流-热分布特性,发现现有风路结构中,出风侧端部空间存在大量涡流,据此,提出在转子端面压板加装导流叶片,以改善端部区域流体传热性能。通过数值分析研究电动机入风侧、出风侧两端分别单独加装和两端同时加装时,安装位置对电动机内流体流动情况及散热性能的影响规律。结果表明,在入风侧单独安装时,定子绕组热点温升降幅最大,达7.7 K;在出风侧单独安装时,出风侧端部空间涡流明显减少,转子区域最高温升下降3.4 K;两侧均安装时,电动机整体冷却效果最佳。最后经样机试验验证了方法的准确性及风冷性能提升的有效性。

水库围堰工程中塑性混凝土防渗墙施工技术的运用

本文主要探究了塑性混凝土防渗墙施工技术在某水库围堰工程中的具体应用。文章首先介绍了水库工程的基本情况和防渗墙施工流程,随后分别从导墙布置、混凝土配合比设计、槽段划分、钻孔成槽以及槽段浇筑等方面,对塑性混凝土防渗墙施工中的技术要点展开了分析,为防渗墙施工管理提供了经验借鉴。文章最后采用钻芯取样法、超声波检测法对本次工程中防渗墙的质量进行了检测,结果表明防渗墙塑性混凝土的抗压强度等各项指标达到标准,墙体无裂缝,符合工程要求。

钻井利器的故事之“慧磁”高精度定向中靶导向系统

磁导向对接井技术的出现,大大提升了对接连通率,目前广泛应用在天然碱等可溶性矿产的开采中。随着该技术的不断发展,作为地下“穿针引线”导航利器的优秀代表——“慧磁”高精度定向中靶导向系统,以其出色的测量精度、稳定性及可靠性已在国内外对接井中取得数百次的好成绩。本文从科普的角度介绍了井下对接导航的必要性、“慧磁”系统的组成及技术原理、“慧磁”系统发展历程及近年来取得的成果,以此提高大家对“慧磁”系统的认识,达到相互交流、相互促进的目的,最终推动以“慧磁”系统为代表的主动磁测系统的技术持续发展和应用领域的不断拓展。