40Cr钢电动冲击钻头早期断裂原因及防止措施

本文通过断口及金相分析及生产现场调查,找出钻头早期断裂的原因是淬火冷却速度不足,出现断续网状晶界铁素体导致疲劳性能降低所致.指出对不同炉号,尤其是上下限成分含量的钢材要作热处理工艺参数合理调整工作,提出了防止钻头断裂的有效措施.

空气潜孔锤冲击钻头打捞技术

空气潜孔锤冲击钻头落井是钻井工程中非典型井下事故,一般需要耗费较多时间来处理,如方式不当有可能造成井眼报废。西村煤田勘探的ZK-1902抽水井二开钻井过程中发生了冲击钻头断裂落井事故,在对该井基本情况和事故发生经过介绍的基础上,对潜孔锤钻头打捞难点做了说明,并详细介绍了打捞思路和过程,最终使用金刚石套取成功打捞出落井钻头。

粒子冲击钻头的研制与现场试验

粒子冲击钻井依靠金属粒子高速冲击井底破岩,粒子冲击钻头是实现该技术快速破岩钻进的关键工具。为了使粒子冲击钻头获得良好的破岩提速效果,优化了钻头的水力结构参数(喷嘴流道、径向距离和角度等)和机械结构参数(加工方式、布齿方式、排屑槽结构和内腔结构等),对钻头的整体结构进行设计,并采用计算流体力学方法进行了验证,最后开展了现场试验。钻头喷嘴选用流线形流道结构,钻头采用胎体式加工,逆螺旋结构的刀翼,刀翼式布齿方法和扁圆柱台阶内腔结构。现场试验表明,该粒子冲击钻头工作稳定,能够提高机械钻速92%左右,具有明显的提速效果。

扩孔法打捞冲击钻头

钻孔桩施工过程中掉落钻头的事件经常发生，但遇到的具体情况和处理方法也不尽相 同，通过对新疆和田地区重要农村公路G315线k2120＋854.75岔口至萨勒吾则克乡公路改建 工程k3＋691.00 1-16m中桥1-1＊基桩冲击钻头打捞处理的过程进行了总结，现介绍一套简便易行的打捞方法。

浅议空芯冲击钻头的设计制作及应用

对空芯冲击钻头和十字形冲击钻头在不同地层中的成孔效率比较,得出了空芯冲击钻头具有成孔进尺快,适用地层广泛,特别是在砂层、砾卵石层、强风化及浅部裂隙发育的中风化等地层中成孔效率更高,可降低施工成本,提高经济效益。

一种中气压冲击钻头的加工工艺

一种中气压冲击钻头的加工工艺,包括下述步骤:将退火态XGQ25钢毛坯机加工成型;然后,在丙烷保护气氛炉中加热至810-830℃,保温50-70分钟,出炉,置于流动氮气或惰性气体中分三级淬火;后于160-220℃进行低温回火。新工艺操作方便、生产流程短、生产成本低,制备的钻头综合机械性能良好,完全可以满足实际工况的要求。可取代现有中气压冲击钻头的工艺,经济效益显著,适于工业化生产。

(一)冲击钻头机械卸土

过去冲击钻进采用人工的方法将钻头内的土卸出时,要一人扶着钻头,一至二人掏土,每卸一钻头土需一两分钟,若遇粘性较大的土,则更加赞时费力。湖南省建筑设计院经过反复试验,创造了一种机械卸土的新方法,即在冲击钻头内安装一个圆形活塞,活塞直径小于钻头内径约2毫米,使其能在钻头内上下滑动;活塞长度以能将钻头内的土全部压出为限。

射流冲击器配合PDC钻头在超深井中的应用

射流冲击器配合PDC钻头在超深井中应用可有效提高机械钻速。在简要介绍旋冲钻井破岩机理和射流冲击器的工作原理与性能特点之后,对应用于新疆塔河工区的YSC-178射流冲击器的技术参数进行了优化,选择冲击器活塞行程15 mm,冲锤质量45 kg,分流孔直径13 mm,确定冲击功193～268 J,冲击频率6～19 Hz,压耗1～3 MPa。最后对YSC-178射流冲击器在S116-3井的应用情况进行了详细分析,指出该型射流冲击器与PDC钻头配合进行超深井钻井提速是可行的,应用井例的机械钻速较邻井显著提高。

钻头扭转冲击器在元坝10井的试验

针对川东北地区尤其是元坝地区陆相下部地层常规钻井机械钻速低、单只钻头进尺少的难题,在元坝10井进行了"钻头扭转冲击器+PDC钻头"钻井试验,试验井段3 233.30～3 503.82 m,进尺270.52 m,纯钻时间81.0 h,平均机械钻速3.34 m/h,与同地层牙轮钻头钻进相比机械钻速提高3.04倍,与该井"螺杆+PDC钻头"复合钻进相比机械钻速提高2.59倍,PDC钻头工作寿命延长53 h。试验结果表明,钻头扭转冲击器配合PDC钻头钻井可解决复杂地层钻头寿命不高和机械钻速低的难题,拓宽了PDC钻头的应用范围。介绍了钻头扭转冲击器的技术背景、工作原理、特点和技术参数及在元坝10井的试验情况。

仿生冲击挤密钻头的研究

为了提高冲击挤密钻头的进尺速度和降低冲击损耗,基于仿生非光滑理论设计了仿生冲击挤密钻头,通过数值模拟分析揭示其破土受力特性,制备出仿生冲击挤密钻头并进行试验。以自然界生物蜣螂为仿生原型,在冲击挤密钻头表面有规律地布置凸包非光滑形态,并进行相关实验,结果表明:与同尺寸的常规冲击挤密钻头相比,仿生冲击挤密钻头的单次冲击进尺提高约45%,单位进尺所需冲击能量下降46.8%,可大幅缩短冲击挤密钻孔的钻孔周期、节约钻孔成本,社会和经济效益显著。

近钻头冲击器对定向钻进中造斜率的影响规律

近钻头冲击器是一种连接在螺杆与钻头之间的冲击型钻井提速工具,但是目前此类工具在定向过程中对造斜率的影响规律尚不清楚。为此,采用三点定圆法和等效梁柱法,分别计算定向钻具组合(BHA)的理论造斜率和钻头侧向力,研究有、无近钻头冲击器两种工况下侧向力和造斜率的变化规律,得出如下结论:近钻头冲击器增加了下部稳定器与钻头的距离,降低了常规定向BHA的理论造斜率和钻头侧向力;定向BHA的钻头侧向力随着井斜角和螺杆弯角的增加而增大,近钻头冲击器对其造斜能力的影响程度也随之增加。现场试验结果验证了模型和分析的正确性,在定向钻进过程中使用近钻头冲击器要考虑其对造斜率的影响,可提前增加螺杆的结构弯角以确保足够的造斜能力。研究结果可为近钻头冲击器的现场应用提供一定理论支撑和指导。

棘轮式可旋转冲击反循环钻头的研制

作者研制的棘轮式可旋转冲击反循环钻头采用独特的机构实现了钻头的旋转，工作性能良好。

冲击反循环钻头的研制

冲击反循环钻头作为直接破碎岩石的钻具，它设计的合理与否，对提高钻进效率，起到了很大作用。

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。

大直径冲击反循环钻头研究现状综述

针对大直径冲击反循环钻头寿命短、体积大不易试验、需进一步优化等各方面的问题,总结了现阶段的研究现状及各种解决方法,并对大直径钻头的优化设计提出了一定的建议,对其未来技术发展做了展望。为大直径冲击反循环钻头的进一步研究与发展提供参考。

冲击钻钻头早期疲劳断裂分析

通过宏观检验及扫描电镜分析、化学成分分析、金相分析等方法,对冲击钻钻头断裂的产生原因进行了分析。结果表明:该钻头在进行破坏性试验时出现早期断裂现象,属于早期疲劳断裂;引起早期疲劳断裂的因素有钻头钻柄与颈部交界R角处表面存在较深的加工痕迹及钻头硬度偏高等。

粒子冲击PID钻头流场中粒子轨迹的对比研究

粒子冲击技术在破岩领域运用广泛,利用高速粒子冲击岩石,降低岩石的强度和硬度,比以往高压水射流冲击破岩效率提高了数倍,因此在日常生产生活中,通常会在钻井液中加入金属粒子,采用粒子冲击技术来击碎岩石,PID钻头辅助破岩,并通过高压水流来排出岩屑,从而达到高效率破岩的目的。本文使用了计算流体力学领域广泛应用的有限元分析软件fluent来进行仿真模拟实验,运用了DPM离散相模型分别模拟了金属粒子在PID粒子冲击钻头旋转与非旋转状态下粒子的运动轨迹,对比发现金属粒子在旋转与非旋转流场中的运动情况有一定的差异,钻头旋转状态下金属粒子能排出环空的数量要远大于钻头非旋转状态下静态流场中金属粒子排出环空的数量,体现出了旋转流场中具有更高的动能。