潜孔冲击器钎头合金齿装配过盈量分析

潜孔冲击器钻进效率高成孔质量好广泛应用于各类成孔作业。冲击器工作过程中钎头受到活塞的高频次撞击和地层的反扭矩作用,钎头掉齿是主要失效问题。根据某石灰石矿场钎头的掉齿失效,分析了合金齿掉齿失效机理,基于厚壁圆筒理论、Tresca屈服条件和全增量理论等理论,分析并计算合金齿极限过盈量,确定过盈量合理范围。通过有限元仿真,模拟分析合金齿过盈装配过程。研究表明,过盈量不够导致固齿力小于脱齿力是发生掉齿的主因,通过分析对比理论计算与仿真模拟结果,得到合金齿装配优选过盈量为0.065 mm,能有效防止掉齿、脱齿现象发生。改进的钎头投入使用后,使用寿命较上一代有较大提升,对后续潜孔冲击器的设计与应用有一定的指导意义。

反循环气动潜孔锤进气端分流引射接头设计及结构参数分析

为解决反循环气动潜孔锤在钻进过程中岩石重复破碎及排渣效率低下的问题,笔者基于NGQ-320反循环气动潜孔锤设计了进气端分流引射接头。该接头可实现潜孔锤供气量的动态调节,其引射结构可以将部分压缩气体引入中心通道,对井底流场产生泵吸作用的同时改善冲击机构的动力供给;同时采用CFD技术研究了分流引射接头局部流场,分析了喷射孔夹角、喷射孔开口深度、喷射孔直径和喷射孔偏转角度等参数对中心通道抽吸性能的影响,确定了各项结构参数的较优取值。结果表明,分流引射接头在喷射孔开口深度320~330 mm、喷射孔夹角30°~35°、喷射孔直径12 mm、喷射孔偏转角11°~13°的情况下具有较好的抽吸性能。

矿山抢险救援钻孔施工工艺分析与优化——以笏山金矿抢险救援为例

快速、精准钻探是矿山事故抢险救援的重要手段之一。本文以笏山金矿抢险救援钻探施工为例,针对钻探地层、施工工艺、钻进流程等进行分析,合理搭配钻具组合,有效控制井斜,解决了快速钻进钻孔易偏斜、钻进效率低等问题,保证了钻孔的一次性成孔到位,达到了快速精准透巷、及时施救的目的,对于今后应急抢险救援钻探施工具有一定的参考价值。

双动力潜孔锤成孔灌注桩在建筑工程中的应用

在桩基施工中,钻孔灌注桩使用泥浆护壁施工,会对环境造成严重的污染,而夯击、挤压和振动的桩施工同样会对周围地层产生严重的扰动,对周边建筑物造成影响和损坏。为解决这些长期困扰桩工行业的难题,双动力多功能钻机应运而生。双动力多功能钻机与大直径潜孔锤的组合工法中,一次性入岩直径大、入岩效率高、无泥浆污染排放,可实现绿色环保施工,配置相应辅助装置及设备后,还可以进行中掘法压入预制桩、植入预制桩、深层搅拌软土改良加固处理、水泥混合土连续墙施工等。本文对双动力潜孔锤成孔灌注桩的施工方法在建筑工程中的应用进行了探讨和分析。

空气潜孔锤钻进技术在充填钻孔施工中的应用

在矿山开采的过程中,充填钻孔是主要构成充填体系的部分,利用矿山固体废弃物充填是实现尾矿、废石等消纳和处理的最有效方法,可以降低尾砂库面积、减轻尾砂库安全危害和社会经济负担,从而产生了可观的环保价值和效益。然而,矿山充填钻孔设计存在口径大、深度大、成孔垂直率高等特征,导致施工难度大大增加,有必要针对充填钻孔施工关键技术开展深层次的研究,保证矿山充填钻孔施工质量全面提高。本文以河北某铁矿区充填钻孔施工为例,系统研究了在充填钻孔施工中空气潜孔锤钻进装置选型配置、钻井参数的设定和冲击器的维护和保养等;探讨了空气潜孔锤钻技术在充填钻孔中的实际应用效果,以期促进对该技术在同类钻孔中的推广应用。

地质钻探技术与应用研究

钻探技术是取得地下实物资料、验证地下信息推断与解释、最终圈定矿体、计算储量、评估品位唯一的技术手段,是实现取得宏观影响大成果的重要技术支撑。我国钻探技术和装备水平与国外先进国家相比有很大的差距,但近些年来有了长足的发展。通过国家重大科学工程项目"中国大陆科学钻探工程"5158m"科钻一井"的实施,取得了一系列钻探技术成果,形成了一整套新型的、具有国际先进水平的硬岩深井科学钻探技术体系,包括硬岩深井取心钻进技术、扩孔钻进技术、泥浆技术和井斜控制技术。在国家科技计划项目、国土资源部科技项目以及地质大调查专项项目等的支持下,通过地质钻探技术的研究和应用,在绳索取心钻探技术、液动潜孔锤钻探技术、反循环钻探技术、组合钻探工艺、定向对接井技术、新型节水钻探工艺、系列全液压岩心钻机、全液压动力头水文水井钻机、地质调查浅层取心取样钻探装备与技术、系列新型金刚石钻头以及新型冲洗液技术等方面取得了长足的进步,为我国地质调查和矿产资源勘查提供了现代化的钻探技术和装备。

潜孔锤冲击静压跟管钻进施工工艺的研究

工程施工钻孔中,经常遇到不稳定地层。目前,国内外针对不稳定地层的钻孔方法很多,但都有一定的局限性,且需要大型设备施工。潜孔锤冲击静压跟管钻进工艺是利用潜孔锤在套管上部的冲击和钻机自身对套管的静压,将护壁套管下入孔内的一种钻进方法。套管下入的主要动力是潜孔锤的冲击力,钻机的静压力起辅助作用。该方法可利用小型轻便钻机钻进不稳定地层,钻孔效率高,成孔质量好,设备搬迁方便。

煤矿区地面大直径钻孔成孔关键技术与装备

根据井下巷道的布设情况,以及地面大直径钻孔与巷道的不同连通方式,提出2种孔身结构设计方法。在此基础上,为提高成孔效率,结合煤矿区地面大直径钻孔主要成孔工序,采用理论分析及工程总结的方法,分别对导向孔钻进、扩孔钻进、下套管及固井等成孔关键技术进行论述,并介绍了典型施工案例,总结了配套装备技术现状,重点分析了集束式气动潜孔锤反循环钻进工艺及配套机具,提出了大直径钻孔成孔技术与装备发展趋势。实践表明:空气潜孔锤钻进工艺和下导管钻进工艺能够提高导向孔钻进效率,气举反循环钻进工艺及集束式气动潜孔锤反循环钻进工艺可提高扩孔钻速,提吊浮力法下套管及内插法固井工艺能够满足套管安全下放及固井质量要求;上述成孔关键技术及配套装备可为煤矿区地面大直径钻孔快速成孔提供技术支持。随着工艺技术的持续改进和配套装备的不断完善,在国家重点研发计划的支持下,集束式气动潜孔锤反循环钻进工艺有望成为煤矿区地面大直径钻孔核心钻进技术,最终发展成为应对矿山应急抢险救援的可靠技术体系。

水文水井潜孔锤反循环钻进技术

应用潜孔锤反循环钻进技术钻凿水文水井 ,配套和完善钻具及工艺 ,研究和解决现存的问题 。

砂卵石层大口径空气潜孔锤钻进与取样技术

软基建坝必须对软基的结构、分层、物理力学性质、渗透性作全面分析研究。其中的砂卵石层取样,应力求保持样品不受扰动。常规法采用试坑、浅(竖)井取样,取样效果虽好,但受深度的限制。国外采用冻结法、化学灌浆法、钢板桩法钻取水下原状样,但耗资巨大,难以实施。研制一种新的钻进方法来提高砂卵石层取样的原状性是非常必要的。

基于仿真计算的气动潜孔冲击器性能分析

通过分析气动潜孔冲击器内部关键结构及其工作原理,建立气动冲击器的冲击系统数学仿真模型,再结合MATLAB语言以及其系统仿真工具SIMULINK,以市场上应用得比较广泛的一种气动冲击器作为实例进行仿真计算,并对影响气动冲击器性能参数的主要因素进行了分析。

救援井用大直径贯通式潜孔锤及钻头的研制

研制了大直径贯通式潜孔锤及反循环钻头,并进行模拟仿真电算及现场试验。试验结果表明:潜孔锤最高钻进效率可达6m/h;平均钻进效率为4.5m/h,且反循环排渣顺畅、井底无沉渣、成井质量好,可以解决大直径应急救援井的碎岩和排渣两大难题,能够充分满足应急救援井对钻进效率和成井质量的要求。

潜孔锤钻头球齿冲击过程数值模拟

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。

SDC-1000车装全液压钻机在煤层气施工中的应用

主要介绍了SDC-1000车装全液压钻机在山西沁水煤层气施工的应用效果。

油基钻井液驱动下射流式液动冲击器的动态特性

在油气勘探领域,射流式液动冲击器常被用来加速硬岩钻井,降低钻柱摩擦,解决钻头黏滑等问题。实验表明,利用清水不能准确预测实际钻井中油基钻井液驱动的射流式液动冲击器性能。采用模拟和实验相结合的方法,研究了油基钻井液对射流式液动冲击器的动态特性的影响。结果表明,油基钻井液密度和固相颗粒对液动冲击器的压力降及运动特性具有显著影响。在液动冲击器的工作流量范围内,由于高速流体的剪切稀释特性,油基钻井液的非牛顿流变特性对其输出特性影响不大。总的来看,射流式液动冲击器可以在油基钻井液中稳定工作,具有正常的动力水平和良好的适应性。

大直径风动潜孔锤引孔技术在含漂石砾砂层预制桩施工中的应用与研究

本文介绍了大直径风动潜孔锤首次应用于含漂石砾砂层的预制桩沉桩施工,成功解决了复杂地层管桩沉桩难题的实例,对工程地质条件进行了分析,并对大直径预应力管桩引孔工艺及参数进行了论述。最后,讨论了潜孔锤沉桩过程中遇到的问题,并提出了相应的处理措施。

大口径地面钻孔救援技术与装备发展

大口径地面钻孔救援技术多次在矿难救援中得到成功应用。但由于地层的复杂性、装备及工艺适配性不足等各方面的限制,影响了地面钻孔救援的施工效率。本文以矿难大口径地面钻孔救援装备和大口径钻孔快速钻进技术为主线,分析了目前地面钻孔救援技术存在的主要问题,并针对性地提出了应对措施,包括研发双动力头钻机、跟管钻进技术、高效套管焊接技术、潜孔锤钻进技术以及反循环钻进技术等,以期为今后矿难大口径地面钻孔救援施工技术及装备研发提供建议与技术基础,进一步提升钻孔救援的施工效率,加速构建科学的矿难救援体系。

水下岩石破碎与空气提升法在沉井下沉中的应用

在某沉井下沉施工中,地质条件复杂,遭遇卵石与岩石交界地层,且岩面高差起伏大,造成沉井搁置岩石,沉井停沉。该工程使用自制的水下岩石破碎空气吸泥机下沉装置,进行水下破碎并清除沉井内岩石,促使沉井下沉,顺利完成卵石与岩石交界地层的下沉。

大直径气动潜孔锤钻头球齿与本体的过盈量分析

大直径气动潜孔锤钻头一般采用冷压工艺进行钻齿与本体装配,即固齿。固齿过盈量的大小直接决定钻头制造工艺过程及其服役性能。采用弹性力学的方法初步计算过盈量,用有限元数值解法模拟冷压固齿过程,获取过盈量与齿孔、柱齿应力间的关系,得到较精确的过盈值用于指导冷压固齿装配过程。

风动潜孔锤用于抗滑桩施工的研究

在介绍风动潜孔锤钻进特点的基础上 ,根据抗滑桩施工要求 ,分析风动潜孔锤用于抗滑桩施工的可行性 ,并举出应用实例。