XYT-1500型岩心钻机拖车平台研制及应用

针对大量岩心钻探施工追求高效钻进、快速移动和安全可靠的多项需求,设计了XYT-1500加强型岩心钻机拖车平台。拖车采用全挂牵引方式,液压系统带独立液压泵站,支腿油缸设计有机械丝杠锁,与液压锁起到双保险的作用,钻塔具有运输、施工和落塔3种状态,便于长途运输和勘探作业。XYT-1500加强型岩心钻机拖车平台与XY-5、XY-6型立轴式岩心钻机配套,使传统立轴式岩心钻机成为了拖车式钻机,整体设计提高了钻机运行的可靠性、先进性、经济性和安全性,达到了预期的目的。

岩心钻机改型地热钻机设计优化

针对地热施工特点,结合岩心钻机改型地热钻机的实际需求,提出了XY-44A岩心钻机改型XY-44S地热钻机的设计优化方案。该文主要对卷扬机的卷筒横置装置进行研制,加大了卷扬机卷筒容绳量、外引了卷扬机离合和刹车操作机构、调整降低了回转器转速、设计加装了电动机变频启动装置、加强了变速箱离合器输入结构。通过施工实践,验证了设计优化方案的成效,为地热钻机优化方案提供了设计依据和成功工程实例。

岩心钻机长行程的探索与应用

传统立轴式岩心钻机在我国地质岩心钻探领域应用广泛。虽然该类型钻机市场优势明显,但也存在给进行程短,倒杆次数频繁,工作效率低等缺点。为了提高地质岩心钻机的工作效率,结合几种常见的长行程给进结构,作者研制了XY-6DH型带导向塔的长行程岩心钻机。该钻机的研制为立轴式岩心钻机长行程给进提供了新的解决方案,理论上提高了地质岩心钻机的工作效率。

4000 m交流变频电驱岩心钻机的研制及其 在地热井的工程应用

为满足深部找矿、科学钻探以及新能源勘探等对深孔取心钻探装备的需求,开展了4000m地质岩心成套技术装备研究。4000m地质岩心钻机回转系统采用顶驱系统,实现高转速下取心钻进;在井架底部设计有转盘回转系统,可进行大扭矩低转速钻进以应对不同的工况需求;钻机塔架和升降系统能进行长立根提下钻,可缩短提下钻作业时间;钻机的电传电控系统采用了目前国际先进的全数字交流变频技术及自动化、智能化控制技术、计算机控制技术、现场总线通讯和程序控制技术等,实现回转系统的无级调速和司钻的智能化控制。研制的4000m交流变频电驱岩心钻机在天津东丽湖地热调查井(CGSD-01井)中应用,初步验证了其技术性能,具有操作简便、安全性与可靠性高、使用成本低等优点。本文介绍了4000m交流变频电驱岩心钻机的项目来源、国内外研究现状、总体技术方案、主要结构及特点、主要技术参数、野外生产试验应用等情况。

YDX-2型全液压岩心钻机的研制

根据我国国情,分析国内外岩心钻机的情况,研制了YDX-2型全液压岩心钻机。介绍了该钻机的主要技术路线、技术参数和结构特点,以及该钻机的野外生产试验情况。

4000m地质岩心钻机在天津东丽区地热资源调查中的示范应用

为了验证XD-40型钻机的性能参数,结合天津市东丽区地热井工程进行了示范应用。在钻进过程中311mm口径钻深2258.83m,超过了钻机额定钻深能力,提升系统、回转系统、液压系统、交流变频控制系统、数据及仪表参数监控系统、数据储存系统、钻机底座及钻塔等主要技术性能得到验证,并对钻机总体布置、控制系统程序、实用性设计进优化完善。XD-40型钻机机械化程度高,可以满足深孔钻探工艺要求,并可在地热、浅层油气勘探等领域进行应用拓展。

YDX-1型轻便岩心钻机的研制与应用

根据我国矿产资源勘探开发现状,通过对国内外现有岩心钻机的对比分析,研制了YDX-1型轻便岩心钻机,其特点为高效、轻便、易搬运、模块化、全液压顶驱式。通过机电液测控技术、虚拟仪器技术、Internet网络技术,对钻机运行及钻进过程中相关数据进行采集、分析、处理,完成钻机故障诊断和故障处理、孔内工况识别和典型工况自动处理、钻进规程参数优化、远程数据传输及监控等任务目标,实现钻进过程自动化控制。钻机于2013年在山东省威海市进行了野外生产试验,展示出优良性能、高效率和高可靠性,取得了良好的经济技术效果。实践证明:YDX-1型轻便岩心钻机设计布局合理,性能优良,用途广泛,可靠性高,机械化程度高,制造质量总体水平高,对钻探工艺适应性强,是高山交通不便矿区勘探较为理想的新一代钻探设备。

立轴式岩心钻机转速检测方法的改进

立轴式岩心钻机是岩心钻探工程中应用最广泛的钻机。对立轴式岩心钻机转速检测方法进行改进,并且研制了以传感器、计数器模块和采集机为核心的钻机转速检测系统。对转速检测系统中的计数器模块进行优化设计,提高了转速测量的准确性。经漠河盆地天然气水合物钻探试验井的应用,系统工作准确可靠,满足使用要求。

4000m岩心钻机桅杆结构设计与有限元分析

桅杆是钻机的重要组成部分,本文对勘探技术所自主研制的4000 m地质岩心钻机桅杆进行了结构设计分析,为确保桅杆满足强度、风载等使用工况要求,在SolidWorks中完成桅杆的建模,运用ANSYS Workbench对桅杆装配体进行有限元分析,完成对桅杆结构强度和刚度的校核,并对其进行模态分析,得到前10阶固有频率和振型。与激振源进行对比,分析发现第1阶、第2阶固有频率与钻机转盘和起升系统频率有重叠,可能会发生共振。通过调节钻机转盘和起升系统转速避免发生共振,振动时最大变形处变形量较小,说明桅杆结构设计合理,能够满足实际应用要求,具有一定的工程应用价值。

关于我国地质岩心钻机发展方向的分析

对立轴式钻机和全液压动力头钻机进行了全面的对比分析,重点对2种钻机进行了技术经济对比。结果表明,动力头钻机不仅在搬迁和运移性方面要优于立轴式钻机,而且在钻进施工的技术经济指标方面也优于立轴式钻机。钻孔深度加大后,动力头钻机在钻进施工效率方面的对比优势会逐渐减弱,应该考虑采取加大钻杆立根长度,从而加大起下钻速度的措施。

3500m全液压岩心钻机动力头结构设计

在简要阐述了动力头设计的作用及其设计应当满足的条件和动力头设计的一般过程的基础上,介绍了3500 m全液压岩心钻机动力头的设计过程和设计方案,并总结了该动力头的性能特点。

基于ANSYS Workbench的轻便岩心钻机动力头有限元分析

采用三维建模软件SolidWorks建立轻便岩心钻机的动力头三维几何模型,并导入有限元分析软件ANSYS Workbench中,得到有限元模型;利用有限元分析法,分别分析动力头内关键零部件的动态特性等机械性能要求;分析齿轮在钻进过程中啮合时的受力变形情况,证明齿轮满足强度、刚度等机械性能要求,并分析齿轮间接触区域的接触情况;模拟钻探工程中提下钻、加压钻进、减压钻进3种工况,分析主轴的受力变形情况,为主轴设计提供一定的依据;分析箱体在提下钻、钻进工况下的受力变形,证明箱体具有良好的刚度、强度,并对箱体进行模态分析,得出箱体固有频率,验证箱体的动态性能。

岩心钻机从事煤层气勘探HSE管理尝试

从事煤层气勘探作业的机台,必须参考石油钻井行业标准《石油天然气钻井健康、安全与环境管理指南》(SY/T6283-1997)对钻探作业进行HSE管理,即通过建立HSE管理体系,对作业机台钻探生产过程中的健康、安全及环境进行动态管理。结合XY-5型岩心钻机在陕北某煤层气勘探孔生产的实际,就该钻机从事煤层气勘探作业时HSE管理办法进行介绍。

全液压岩心钻机给进机构及其控制分析

本文介绍了全液压岩心钻机给进系统的结构形式,分析了给进机构液压系统的原理及恒压钻进的控制方法,总结了我国岩心钻机给进系统的现状,最后展望了将来岩心钻机给进系统发展趋势。

立轴式岩心钻机配A型钻塔的技术探讨

介绍了立轴式岩心钻机配套A型钻塔的设计过程,主要包括钻塔使用上的基本要求、钻塔结构的合理设计、技术参数的确定、载荷的分析与计算等。

岩心钻机改进的一些设想

分析了岩心钻机的功用、结构、效能 ,从钻进工艺的要求出发 ,通过实践试验 ,分析了岩心钻机的驱动、传动系统的问题 ,论述了钻机型式 ;最后提出按浅、中、深不同孔深分挡考虑岩心钻机型式的意见。

CD2000型深孔立轴式岩心钻机的研制

介绍了CD2000型深孔立轴式岩心钻机的结构、特点、主要技术参数、试验概况及效果。

基于Unity3D的岩心钻机虚拟实训系统设计

大型岩心钻机价格昂贵、操作工序复杂且十分危险,导致传统的培训技术难以高产出操作纯熟的技术人员,同时传统的培训技术以理论学习与直接上机相结合,如此跨越式培训增加了岩心钻机损坏与报废的风险,也提高了培训者自身门槛。基于此,提出了基于Unity3D的岩心钻机虚拟实训系统设计方案,并以XY-4型岩心钻机为例,采用SolidWorks与Maya联合建模、Unity3D进行软件系统开发。Unity3D可模拟出真实工作场景,让系统使用者有身临其境的感觉。实训系统设置4个学习场景:认知视频学习、操作要领学习、单步训练以及整体训练,操作知识环环相扣,人与场景融为一体。

5000米地质岩心钻机主绞车设计

为应对深地探测工程对特深孔地质钻探装备提出的新要求,“十三五”国家重点研发计划立项开展5000 m地质岩心钻机的研发。作为钻机核心部件的主绞车,需要满足自动化、智能化钻探需求。在调研了主绞车的研究发展现状基础上,借鉴石油钻机绞车的结构,确定了本主绞车运行参数及方案,并对关键零部件进行了设计与选型,完成了主绞车的设计。经过验算,主绞车运行参数能满足特深孔岩心钻探工艺的要求,并可以在地热、浅层油气探采等领域进行应用拓展。

浅析全液压岩心钻机液压系统污染的控制

文章分析了钻机液压系统污染物的来源与危害,提出了液压系统各阶段控制清洁度所采取的具体措施以及对全液压钻机液压系统的维护方法,有效提高了液压系统的清洁度和全液压岩心钻机的可靠性,进而保证了地质钻探工程的顺利进行。