SCB60煤层气钻机的研制

为了提高我国煤层气钻井装备的技术水平,研制了SCB60煤层气钻机。这种新型钻机采用全液压顶驱技术,钻井可使用空气、钻井液和泡沫多种循环介质,从而实现多工艺钻进技术。该钻机为车载式钻机,底盘车和钻机所需的液压动力共用1台发动机,专用底盘车、伸缩式桅杆井架、可翘式动力头、换杆器、液压传动及控制系统的设计,实现了煤层气钻机所需要的专用功能。样机的试验表明,该钻机具有通过性好、提升能力强、钻井效率高、安全环保、运行平稳可靠和操作维修方便等特点,可大力推广应用。

煤层气钻机旋转式轻便铁钻工的研制

为配套MZJ15/60全液压煤层气钻机,研制了一种旋转式轻便型TZG50铁钻工。该铁钻工不同于手臂式铁钻工和落地式铁钻工,它安装于井架大腿上,使用时旋转至井口中心,上、卸扣后旋转复位,不占用钻台面积,非常适合用于钻台面非常小的煤层气钻机。该铁钻工质量轻,运输时可以方便拆卸,并可快速组装;采用PLC智能控制和良好的操作面板设计使得操作非常简便,并能精确控制扭矩,动作准确灵活,可靠性高,可大幅提高作业效率。试验和现场应用结果表明,该铁钻工夹紧可靠,上卸扣动作迅速、灵活;PLC远程控制设计合理,自动化程度高,具有良好的经济效益和市场前景。

ZJ30/1700LM煤层气钻机的研制与应用

为了满足煤层气勘探开发的需要,研制了ZJ30/1700LM煤层气钻机。该钻机在绞车结构上做了重大改进,通过加高滚筒中心高度和将液压盘式刹车装置的工作钳上移到靠近钳架上固定座,使绞车总宽度不大于2 500 mm;合理分配钻台各模块,立根台部分采用上、下分模,钻台后支架采用左、右分模,解决了钻台底座各部件运输尺寸超限的问题;设计一套钻机整体移动装置,采用导轨式平移方案,导轨上平面开有液缸的步行孔,用2个液缸推动钻机底座在导轨上移动,移动方式为步进式,由液压系统提供动力,通过液压控制台操作液缸活塞伸出和缩回,可实现钻机的整体向前平移,满足煤层气钻机钻丛式井的要求。

SCB60煤层气钻机在贵州煤层气中的应用

专用煤层气钻机的使用是提高煤层气开发速度和降低开发成本的有效途径。重点介绍了SCB60煤层气钻机在贵州的煤层气勘探中的应用情况,主要有以下几点:①道路行驶,该钻机具有通过性强、上下坡能力强和续航能力强等特点,它运行平稳、安全可靠,最高时速达70 km。②钻井,主要从地质结构、井身结构、钻具组合、钻井参数、钻机工作状态参数和钻井工艺特点等方面展示了钻机的优越性能。该钻机操作灵活,移运方便,为成井下套管、取心、扩孔等工序工艺提供了便捷的操作环境,提高了钻井效率和成井质量,降低了成本。最后对该钻机在使用中暴露出的问题提出了相应的改进措施。

SCADA系统在煤层气钻机上的设计与应用

针对国内煤层气钻机各个工作模块之间相互没有合理的通信连接,各个系统的数据无法实现共享的问题,在煤层气钻机上引入了数据采集与监控系统。该系统针对不同通信协议下的工作单元,通过SAE J1939总线协议和Modbus-RTU协议转换,能建立起可靠、有效的数据采集和监控系统。系统设计时使用了无线发送和接收装置,可将钻机各项数据成功传至远程计算机上。现场应用结果表明,数据采集与监控系统不仅可以监控煤层气钻机的工作状态,还可记录并存储大量数据,改变了钻机原有各个电控系统相互独立、数据无法共享的状态。

MZJ20DB集装箱式煤层气钻机

针对国内煤层气勘探开发的作业特点,设计研制了模块小、质量轻、拆卸及安装快捷的MZJ20DB集装箱式煤层气钻机。该钻机模块采用集装箱式结构,主要由集装箱式多节套装井架、底座、主机橇、电控房、发电机房和固控罐等组成;满足山地复杂路况的运输要求,各模块尺寸控制在长10 m、宽3 m以内,质量控制在20 t以内;整体布局合理紧凑,井场面积40 m×20m;采用集成化设计,共15个模块,仅为常规2 000 m钻机运输模块的;符合煤层气开发的低成本要求。主机设计有液压整体平移装置,满足煤层气钻机打丛式井的要求。

基于ABAQUS的煤层气钻机起下钻抓手强度分析

煤层气钻机起下钻抓手是一种用于煤层气钻机快速起下钻的专用装置。通过分析起下钻抓手结构强度特点,选择主要承载部件接头体进行强度分析。将由solidedge绘制的接头体三维模型导入ABAQUS,对接头体进行网格划分,选取单元类型以及确定边界条件,完成了接头体有限元模型建立。在强力起拔极限工况下对接头体进行了分析。结果表明,在该工况下,接头体的强度完全符合设计要求,最终通过物理样机性能试验,对煤层气钻机起下钻抓手强度分析结果进行验证。

煤层气钻机起下钻提引装置的设计

针对煤层气钻井施工中钻机起下钻作业操作程序复杂,辅助时间长,影响钻井效率的问题,设计一款用于煤层气钻机的快速起下钻提引装置。该装置结构紧凑合理、工艺适应性强;使用了卡瓦楔形滑槽夹紧,提篮松开的结构,在钻机起下钻作业中以提引装置夹紧钻杆代替螺纹联接,配合回转器完成钻杆的提升与下放,操作简单,减少辅助时间,提高钻井效率。同时使用自密封浮动芯管结构及液压增压,实现提引装置与钻具间的密封,起下钻作业中可直接通入泥浆进行划眼,提高处理钻孔事故能力。

进气关断阀在煤层气钻机车上的应用及技术分析

煤层气钻机车作为特种作业工程车,是针对地面矿山应急救援孔和地面煤层气抽采孔的施工研制的一款专用钻机车。该钻机车主要作业地点为矿山及野外,环境比较恶劣,出现事故风险也较大,当在施工作业中发生事故时,很难快速得到救援。所以,这就要求煤层气钻机车本身要拥有较好的安全性和可靠性,在发现钻机车出现异常情况时,要能够确保立即停止钻机车动力系统的高速运转,进气关断阀可以很好地解决钻机车紧急停机的要求。

我国首台煤层气钻机车获专家认定

来自中国煤炭学会煤层气专业委员会等机构的专家，近期联合对石家庄煤矿机械有限责任公司石煤机研制的煤层气钻机车进行现场考察和评议。专家组认定该产品填补了国内同类设备的空白，使我国煤矿瓦斯抽采钻机技术达到国际先进水平。

山西工区煤层气钻机安全性论证

通过收集整理非常规资源勘探开发指挥部在山西省和顺区块和延川南区块500口煤层气钻井资料,将40台各类型钻机的安全性进行比较和分析,由此催生一种能够更新原有的、更加安全的、适合于山西工区的2000米煤层气主力型钻机。

煤层气车载钻机动力系统匹配研究

以MDY-100车载钻机为例,分析了钻机工艺特点及负载特性,从节能及优化动力匹配为出发点,分析了发动机极限功率控制系统应用于钻机动力系统匹配存在问题。结合钻机负载特性提出分时功率匹配方法,采用动态模拟与试验结合的手段,验证参数合理性。与传统极限功率控制方法相比,此系统速度刚性好、工艺适应性好且燃油经济性高。

SDC-2500型煤层气车载钻机桅杆支架的模态分析

煤层气车载钻机桅杆是重要的执行机构,桅杆支架是桅杆的重要支撑,其工作振动的稳定性直接决定着桅杆工作的可靠性。采用有限元模态分析方法,对桅杆支架自由振动状态和预应力状态进行模态模拟分析,得到此两种状态下固有频率和模态振型数值结果及变化规律,通过对比分析,说明二者的结果很相近,但也存在细微差别,结果表明预应力对桅杆支架的振动影响很小,同时验证了桅杆支架不会产生共振,为支架结构设计提供了支撑,为拓扑优化设计和更深入的动力学分析提供了理论基础,具有十分重要的意义。

煤层气车载钻机给进装置强度分析

给进装置是煤层气车载钻机的核心部件,对其强度要求非常高。通过分析煤层气车载钻机给进装置结构强度特点,选择主要承载部件二级给进和滑轮架进行强度分析。将由solidedge绘制的给进装置三维模型导入ABAQUS并建立有限元模型,在强力起拔极限工况下对主要承载部件进行分析。通过分析表明,该工况下给进装置的强度完全符合设计要求,最终通过物理样机性能试验,对煤层气钻机给进装置强度分析结果进行验证。

煤层气车载钻机上杆装置液压系统设计及优化

煤层气车载钻机配套用上杆装置可实现钻杆的自动接续功能,其液压系统的设计优化对于上杆装置的功能及工作性能尤为重要。通过分析上杆工艺流程及单次循环时间,液压系统设计采用了前后两级液压阀组合方式。通过降低系统发热量和提高柴油机功率利用率对液压系统进行优化,同时针对优化后液压系统的辅助回路存在流量波动现象进行分析,对调角油缸分流防冲击回路进行研究,实现2个调角油缸同步功能,降低了外部载荷冲击,保护整体上杆装置结构件不受破坏,研究结果可为上杆装置液压系统的正常工作提供理论基础。

基于S7-200的煤层气车载钻机的控制系统设计

目前煤层气的地面开采应运而生,其优点是布置灵活,使用周期长及生产效率高。重点介绍一种基于S7-200 PLC的煤层气车载钻机电控系统,给出了主控PLC的硬件配置及整个系统软件的控制流程图。试验结果表明,该系统性能稳定可靠,故障率低,有较强的抗干扰能力和现场适应能力。

ZMK5530TZJ100车载特种钻机结构分析

ZMK5530TZJ100型钻机车是针对地面煤层气抽采孔和矿山应急先导救援孔施工需要研制的一款专用钻机,具备施工1 200 m多分支煤层气抽采孔和地面救援孔先导的能力。主要介绍了钻机车动力头和给进装置等主要执行机构的结构特点,对钻机机架进行了包括强度和刚度静态分析以及预应力模态的动态有限元分析,指出了最大应力应变位置及其数值,通过预应力模态分析,找出了主模态的频率,并且分析了是否与发动机引起共振。

分负载格构式车载钻机钻塔优化设计

设计了一种分负载格构式煤层气车载钻机的钻塔,并采用数值模拟的方法进行了强度校核,优化了钻塔斜支撑结构,使钻塔上部的变形量降低30%,最大等效应力降低40%;改进了钻塔腹杆结构,使钻塔上部的变形量降低14%。

我国地质找矿钻探技术装备现状及发展趋势分析

在对我国地质找矿钻探技术装备发展经济环境分析的基础上,通过调研和统计数据,分析了我国地质找矿钻探技术和装备的现状及发展趋势,包括岩心钻机的生产、销售和使用情况,煤层气钻机的现状,施工单位对新技术、新装备的需求等。提出了我国地质找矿钻探技术及装备发展的建议。

SMD-全自动液压换管系统的制造使用

简单介绍煤层气勘探施工的背景,并详细介绍了SMD-全自动液压换管系统的工作原理和工作状况,以及与煤层气钻机(顶部驱动式煤层气钻机)配套应用情况,简要分析了其在我国的发展前景。