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。

五轴液压机械手的设计及其在潜孔钻机中的应用

潜孔钻机作为矿山深孔凿岩的主体开采装备,普遍使用的是人工装卸钻杆或者推进器上配置钻杆库。前者劳动强度大,生产效率低下,且存在很大的安全隐患;后者只适用于小直径钻杆,钻孔数量无法满足大直径深孔要求。基于此,介绍一种五轴液压机械手的结构及设计原理,成功搭载于潜孔钻机,解决了传统潜孔钻机接卸杆依靠人工、钻杆数量受限等技术难题,并进行现场应用,实现了采场全过程无人作业。

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。

基于上卷和下钻技术的关联规则挖掘与应用

关联规则挖掘是目前数据挖掘领域较为有效的算法之一,随着数据量的不断增加,提高数据挖掘效率,保证挖掘结果精度具有重要研究意义。该方法通过上卷技术实现特征聚集,降低特征数量,提高时间效率,通过对挖掘结果分析,确定目标聚集特征,对目标聚集特征进行下钻挖掘,保证挖掘结果的精确性。项目以蒙医方剂为案例给出具体应用,采用相同支持度和置信度,对热症数据构建合理的上卷特征和基于目标的下钻挖掘,得到的频繁项集数量和关联规则数量增多,生成关联规则的时间缩短。结果表明,经过上卷和下钻技术的数据挖掘不仅能提高挖掘效率,还能保证结果的精度,也为大数据处理提供新思路。

一种快速接钻杆方法在大功率电液钻机的应用

针对大功率电液钻机钻杆取放和钻杆拧卸(统称接钻杆)耗时长、效率低的问题,提出了一种快速接钻杆方法。为了实现快速下钻接钻杆,采用一种机械臂闭环联动和动力头同步上扣方法:接收到下钻接钻杆指令后,机械大臂、机械横梁和动力头同时动作,当钻杆在移动过程中与动力头和主夹持器干涉(碰撞),机械横梁停止动作,动力头继续后退,远离主夹持器,当干涉解除,机械横梁继续移动直至到位后,机械大臂和机械小臂联动,将钻杆自上而下快速放入中部上卸区域,当正转压力达到预设值10 MPa,钻杆丝扣啮合结束。考虑提钻接钻杆为连续循环动作,采用差值位移同步法:通过计算机械抓手径向缩回和机械横梁轴向位移差值,有效解决动力头与钻杆丝扣松开过程中,机械臂抓放钻杆时间过长、干涉等问题。当机械抓手径向升高300 mm时,与机械横梁轴向位移差值越大越安全,在动力头松开前扣完成后,机械臂复位,控制结束。工业性试验结果表明,该快速接钻杆方法的下钻接钻杆、提钻接钻杆用时分别较常规方法节省179,41 s,整体下钻接钻杆、提钻接钻杆成功率分别较常规方法提高22.3%,19.1%。

高速公路波形护栏防撞性能提升研究

在今天交通运输业发达的背景下,我国兴建了大量的高速公路。然而,这些高速公路在运行中经常发生交通事故。为了保障公路交通的安全,防撞护栏作为一项重要的交通安全设施,需要具备强大的防撞性能。针对大货车和小轿车与防撞护栏碰撞易出现的侧翻和下钻等现象,提出了一种优化方案,即通过加高防撞护栏并采用双层波形梁结构,以提高护栏的防撞性能,并减小事故的危害。

复杂施工条件下地下连续墙施工技术

地下连续墙往往有着刚度大、抗渗透功能强、以及耐压持久等优点,广泛应用到我国水利工程建筑施工中,但是地连墙施工因为需要较大场地和空间也对施工环境提出了要求。为解决穿土坝地下连续墙施工中面临的交通中断、临近旧建筑物狭小施工空间、岩石地质硬、溶洞发育等问题,提出架设贝雷桥、导墙加固技术、潜孔钻岩层预破碎技术、贝雷桥整体吊装等综合技术,解决了复杂条件下地下连续墙施工困难的问题,可在类似工程施工中推广应用。

潜孔钻机行走系统的优化分析

针对潜孔钻机行走系统在工作中存在着控制反应速度慢、运行功率高、可靠性能差的问题,提出了一种新的潜孔钻机行走系统,对其液压控制装置工作原理进行了分析并利用AMESIM仿真分析软件对该行走系统的工作可靠性进行了仿真分析。结果表明,新的潜孔钻机行走系统能够将反应控制时间降低77.3%,同时将换挡变速时马达进口处的压力降低了71.6%,有效提升了潜孔钻机的工作稳定性和可靠性。

潜孔钻机防卡钻控制及AMESim防卡钻系统仿真

分析潜孔钻机工作过程及卡钻原理可知,钻机防卡钻系统是工作中关键的一种控制技术,卡钻不仅影响工作效率,而且对钻机也有所损害。通过卡钻分析建立AMESim卡钻系统动态仿真模型,获取卡钻过程中压力特性曲线,分析实际卡钻过程下的压力特性曲线。结果表明:控制系统在工作中达到正常回转压力最大值时,防卡钻控制系统自动启动,控制电磁阀换向达到提升钻杆防卡钻的目的,验证了防卡钻控制系统的可行性与操作性。

潜孔钻机不同因素对破岩钻进性能的影响分析

潜孔钻机是我国进行打桩基建的重要设备,对其作业的质量及效率具有较高的要求。在潜孔钻机作业过程中受到多种因素的影响作用,采用ABAQUS仿真的形式对钻头的旋转速度及冲击速度对钻进性能的影响作用进行分析,从而选取适宜的参数提高打桩钻进的性能,对潜孔钻机的使用提供参考。

气动潜孔锤钻进工艺在矿山勘察中的应用

由于在复杂地质情况下难以把控钻探质量,钻孔倾斜率较高,勘察工期较长,本文提出在矿山勘察中采用气动潜孔锤钻进工艺。以滁州市琅琊区某矿山勘察工程项目为案例,根据实际需求选定钻探设备,结合岩石钻进特性,确定钻孔结构,采用气动潜孔锤钻进工艺对矿山进行钻探施工。经检验,钻孔偏斜率低于5%,精度符合规范要求,并且施工进度明显加快,具有较高的勘察效率和良好的应用前景。

东海复杂泥岩地层钻井关键技术研究与实践

为解决东海部分区块龙井组、花港组上部灰绿色复杂泥岩段作业中出现的倒划眼困难、憋压蹩扭矩、测井遇阻、卡钻等井下复杂问题,通过分析复杂泥岩地层岩石组构特性、理化特性以及力学特性,研究井壁失稳机理,分析不同钻井液性能和钻井工况下起下钻阻卡的影响规律和程度,为现场制定复杂情况的处理措施提供理论依据,形成了优化的现场油基钻井液性能及施工工艺。相关技术在现场复杂泥岩地层实践应用后,逐步实现了龙井组、花港组复杂泥岩地层钻井时的井壁稳定,起下钻时效提高了96.3%~353.1%,大幅提高了作业时效,降低了钻井成本,成功解决了东海复杂泥岩地层的安全高效钻井问题,为类似地层钻井提供了借鉴。

井下增压超高压射流钻井技术研究进展

随着浅层油气资源勘探开发程度越来越高,深层油气资源成为中国油气资源战略接替的重要领域。而深井、超深井钻井勘探过程面临钻速慢,成本高等亟待解决的问题。应用超高压喷射钻井技术来提高深井超深井钻井速度是一种行之有效的方法,而实现超高压射流最主要的工具是井下增压器。通过国内外文献调研,主要介绍了国内外井下增压器工艺和增压机理以及超高压射流辅助破岩机理的研究进展,指出了前人研究的不足或尚未完善之处,在此基础上指出了井下增压器及其超高压射流辅助钻井破岩机理的研究方向。

井下增压研究新进展

高压射流辅助钻井破岩一直是石油天然气钻井界研究的重要课题。文章对产生高压射流的增压方法进行了分类 ,介绍了井下增压的两种方法及原理 ,即井下机械增压方法和井下水力增压方法。重点阐述了提出的井下水力增压的原理、方法及初步探索的阶段性成果 。

空气钻井潜孔钻头气固两相流数值模拟

以川渝地区油气田现场空气钻井用潜孔钻头为模拟对象,根据实体模型、底部包络面和实钻井眼建立流场模型,采用RNG k-ε方程作为气相湍流模型,用拉格朗日粒子追踪法描述固相,进行潜孔钻头的旋流场数值模拟。研究结果表明:气相在喷嘴出口形成的扇形面积小,未完全覆盖钻齿,钻齿处岩屑携带效率低;转盘转速对井底流场影响很小;钻头中心区域和切削结构中部(径向狭长区域)存在回流;流量分配不均和回流影响携岩效率和钻进速度;借鉴PDC钻头水力结构的设计思路,在潜孔钻头每个切削结构中心位置增加1个喷孔,在潜孔钻头中心增1个中心喷孔,发现改进后钻齿上分配的气量明显增加,过流流速增大,钻头中心区域回流现象基本消除,改进后结构有利于及时清除岩屑,减少重复切削,可以提高机械钻速以及延长钻头寿命。

数据仓库中多视图环境下的联机维护

数据仓库的视图联机维护是指数据仓库中的实体化视图实时地与信息源中的数据变化保持一致，同时不影响前端用户对数据仓库的正常使用．为了解决多视图环境中视图联机维护与下钻查询的一致性问题，文中在数据仓库体系结构中引入了“基库”模型，并提出了相应的视图维护算法３ＶＰＡ（ｔｈｒｅｅ－ｖｅｒｓｉｏｎｐａｉｎｔｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍ）．“基库”不仅增强了整个数据仓库系统的伸缩性，而且为下钻查询提供了更好的支持．３ＶＰＡ采用补偿思想、同步等待机制和版本控制方法，通过与“基库”的联合控制，不但保证了数据仓库中多视图之间的数据一致性，而且还保证了下钻查询能够得到一致的结果．

面向领域UDDI Registry的服务注册和查找

作为WebServices三角架构的组成部分之一,UDDIRegistry承担着服务注册和查找的任务,它在开放和分布的WebServices环境中发挥着关键的作用.针对当前UDDIRegistry注册和查询方法的不足,本文给出了一个面向领域的UDDIReg-istry框架,介绍了service的属性模式、关联关系和约束条件等概念,在该框架下提出基于service属性、关系和约束的注册与查找,满足了某些应用领域中service注册和查找的需求.

一种高度浓缩和语义保持的数据立方

Quotient Cube和QC-tree试图在浓缩一个数据立方尺寸的同时,保持该数据立方蕴涵的语义,但是,前者没有语义关系的存储,后者存储的语义关系是晦涩模糊的.为此提出了下钻立方结构,首次从语义角度考虑数据立方存储,存储的不是类的内容,而是类之间的直接下钻关系.下钻立方不仅能够极大地减小数据立方的存储尺寸,而且可以清晰地表达原数据立方蕴涵的下钻语义.此外,下钻立方具有较高的查询响应性能,这一点在范围查询中表现得尤其显著.实验和分析表明,下钻立方在存储尺寸和查询响应方面明显优于QC-tree,适于用来组织和存储数据立方.

我国矿山凿岩设备现状与发展方向

主要概述了我国矿山凿岩设备的应用现状、发展过程以及国际矿山凿岩设备情况;同时对湖南山河智能机械股份有限公司一体化系列液压潜孔钻机的技术特点及应用情况进行了写实性的介绍,并提出了我国凿岩设备发展重点与发展趋势、市场预测及几点建议。

Ф14.0mm钻齿与钻头本体齿孔的过盈分析

掉齿是影响空气钻井潜孔钻头寿命的主要原因之一,而钻齿与本体齿孔的安装过盈量直接影响固齿强度。通过建立Ф215.9 mm潜孔钻头Ф14.0 mm钻齿与钻头本体齿孔过盈装配的力学模型,对过盈量为0.040、0.060、0.065、0.070、0.075、0.080和0.100 mm时的装配应力及本体材料的径向位移进行了模拟计算,并对钻齿施加工作载荷,检验了其固齿效果。通过分析可知:过盈量小于0.065 mm时本体材料处于弹性变形状态;过盈量不小于0.080 mm时,本体齿孔的应力值较大,局部接触位置超出材料的抗压强度;过盈量为0.065～0.075 mm时,既有弹性变形又存在轻微的塑性变形,此时的固齿强度能够满足实际工况的需要。考虑到塑性硬化的作用,推荐该钻头下钻齿与本体齿孔的安装过盈量为0.065～0.075 mm。