BG型钻杆排放设备的设计与应用

传统接卸钻杆多采用人工对扣、拖拽摆放方式,效率较低,工人劳动强度大。针对目前流行的可抬头式全液压钻机,设计了一种BG型自动钻杆排放设备,该设备通过机械手与夹持器2个机构与抬头式动力头配合完成钻杆的自动化接卸、摆放。详细介绍了机械手结构设计与回转驱动选型、夹持器结构设计与夹持油缸选型以及液压系统的设计思路,从理论上确定设备的可靠性。最后通过现场试验验证了BG型自动钻杆排放设备的实用性。     

新型通用自重夹持器的研发

在钻探行业中,夹持器是从事地质勘探工作必备的设备,其作用是在装卸钻杆时,实现钻杆间对接、脱离、钻头拆卸等,使用时对井内钻具夹持,防止钻具滑移,其性能的好坏将直接影响到钻进效率及钻孔安全.本文介绍了一种新型自重式夹持器的研发及其创新点.     

海底钻机钻杆辅助接卸装置的研制

为提高海底钻机钻杆接卸环节的可靠性,作者设计了一种海底钻机钻杆辅助接卸装置。该装置能够消除机械手送钻位置偏差,并且可以为钻杆上下移动导向,同时能够实现对孔口位置钻杆的强制对中夹持,保证孔口位置钻杆与动力头主轴的同轴度,提高了海底钻机钻杆接卸的可靠性,同时也降低了机械手的控制精度和设计难度。     

露天矿用钻机“智能化”自动接卸杆装置

"智能化"钻机,能够自动采集数据、判别钻机运行状态,自动完成接卸钻杆的全部动作流程,增加钻杆总长度,满足深孔穿凿的工作条件,分析了自动接卸钻杆装置的结构以及工作流程。现场的试验结果表明:该智能接卸杆装置工作智能且可靠,对"智能化"钻机的发展和建设"智慧矿山"将起到极大的促进作用。     

浅谈动力头浮动的作用及结构形式

国内的科学技术经过多年的飞速发展,金刚石钻探技术的相关研究成果已达到国际领先水平,在各种勘探施工作业中也得到广泛应用。勘探施工作业成本中,除了包括能源和人力成本之外,钻杆钻具的损耗成本也占了一部分,如果能延长钻杆的使用寿命,则可以降低施工成本,带来不错的经济效益。随着人力成本越来越高,人工拧卸钻杆的安全性也不如机械作业,大多数施工作业者都倾向于用动力头来替代人力完成钻杆的拧卸,为了拧卸钻杆时使钻杆内、外螺纹不受损伤而设有浮动结构。作为钻机设计时的重要一环,它直接影响钻杆的使用寿命。本文对浮动结构的设计进行了详细的分析和经验总结。     

坑道高转速取心钻机钻具扶正装置

结合现有坑道钻机的结构形式,设计一种新型坑道高转速钻机扶正装置。在机身前端靠近夹持器位置设置前扶正装置,通过轴承对高速旋转的钻具提供支点;在主轴后端设置后扶正装置,与卡盘同轴高速旋转,提供后支撑点;前、后扶正装置和卡盘对钻具形成稳定的支撑点,避免钻具在孔口的振动,提高了钻进的稳定性。该扶正装置首次在ZDY1200G型全液压坑道勘探钻机上使用,在牛家沟金矿完成孔径■ mm、孔深235.7 m钻孔1个,取心率达到91.2%。施工过程中,钻机的转速550～980 r/min,扶正装置能对钻具起到良好的支撑作用,钻具运转平稳。     

煤矿井下近水平定向钻进配套钻杆的研制

针对进口定向钻进装备配套钻具在使用过程中出现的问题,结合我国煤矿具体地质赋存特点和定向钻进技术要求,通过对定向钻进配套钻具工作条件分析、材料优选、结构优化和性能检测,确定了中心通缆钻杆的螺纹结构和信号传递装置结构,研制成功了高强度(￠)73 mm中心通缆钻杆及其配套钻具,并制定了钻杆的性能检测标准.现场工业性试验期间,利用(￠)73 mm中心通缆钻杆实现了煤矿井下近水平定向钻进钻孔深度1 212 m,钻进过程中信号传递实时、高效、可靠,可满足煤矿井下随钻测量千米孔深定向钻进的使用要求.     

煤矿坑道钻机用多功能手动夹持器的研制

结合ZDY750L型分体履带式全液压坑道钻机结构特点及现有钻机夹持器存在的问题,研制了一种集手动夹持装置、钻杆扶正机构及集尘装置为一体的新型钻机用多功能手动夹持器。介绍了夹持器的结构组成与工作原理,并利用有限元分析软件验证了关键部件卡板的强度。工业性试验表明,夹持器结构设计合理、操作方便、开合灵活,有效保证了钻孔效率,满足安全生产需要。     

助排渣耐高压螺旋熔覆棱钻杆的改进

根据对螺旋钻进工艺及相关钻具的研究,研制了一种新型的助排渣耐高压螺旋熔覆棱钻杆。该钻杆既保留了普通螺旋钻杆的优点,高压密闭装置又增强了钻杆的密闭性,熔覆棱提高了钻杆的整体耐磨性,使其具有助排渣、防卡钻、耐高压、使用寿命长的特点,是一款非常适用于软岩层深孔钻进技术的井下瓦斯抽采钻杆。钻杆加工制造工艺先进合理,试验效果良好,研制成果达到国内先进水平,具有广阔的市场前景和良好的经济效益。     

TK─3型液压夹持器的结构特点

ＴＫ─３型液压夹持器的结构特点冶金部第一地质勘查局地质探矿研究所董海卿绳索取心钻进的钻杆和钻杆接头是经过调质处理的无缺口光滑薄壁合金钢管。因无指定供夹持的卡住部位承受钻具产生的重力和平衡卸扣扭矩，因此对夹持器的性能和结构要求有别于带锁接头的钻杆，此外...     

HG-2型车载钻机换杆装置研制

为解决车载钻机起下钻过程中工人劳动强度大、效率低、易造成安全隐患的难题,研制了一款全液压自动换杆装置。通过升降装置将钻杆抬升至给进机身钻杆托盘上,机身与底座、夹持器等配合车载钻机动力头完成加卸钻杆工作;操纵台安装于底座平移支腿两侧,形成了功能分割,实现了减员增效。针对现场工业性试验中动力头主动接头与钻杆对接烧扣的问题对夹持器进行了优化设计,增加了夹持器左右、上下2个自由度,构成了上扣过程中动力头主动接头与钻杆接头三自由度浮动,解决了丝扣烧结问题。     

带有预紧功能的新型钻杆夹持器的研究

在分析现有机械式钻杆夹持器的问题基础上,针对解决机械钻杆夹持器的工作可靠性、操作性问题,选用铰链式的增力夹持结构,设计了一种带有预紧夹持功能的夹持器,增加了卡瓦的初始夹持力,改善了夹持器的工作性能。     

复杂地层中深孔绳索取心钻探技术研究

研究开发成功的SQ系列高强度绳索取心钻杆首次采用了薄壁钻杆内镦粗技术。同时，通过优化接头螺纹参数，改进钻杆接头热处理和表面处理工艺，简化钻具结构等措施，使绳索取心钻杆强度提高40％以上，使用寿命明显增加，钻具冲洗液过流阻力大幅降低。钻杆可以采用垫叉和扳叉拧卸。在地质条件复杂的勘探区试验示范，取得了良好的应用效果。     

GZ—160型三杆回转式钻机的改造

为了适应抚顺西露天矿矿大坑深地质构造较为复杂的特点，解决GZ－160A型钻孔深度不能一次到位的难题，对钻机进行局部改造，加长钻杆，提高钻进效率。GZ－160A型钻机接卸杆机构的转动臂只能带一根长8．5m的副杆，主钻杆长9．2m，钻头长0．325m，总钻具长18．25m，设计钻孔深度17．5m，实际钻孔深度16．5m。为满足台阶并段后22m钻孔深度的需要，最简单的办法是增加一根8．5m的副杆。这样就使得钻具总长度和总重量增加，随之而来的问题，对原单环式接卸杆转动臂要改造。钻孔加深，接卸杆电动机、回转电动机的功率和排渣阻力增大，操作风压…     

反井钻机钻杆扶正装置研究

反井钻机钻扩孔过程中由于偏斜易导致拆卸钻杆时抱合扳手(卡瓦)卡不上去,如果用大扳手代替,既不可靠又不安全,通过对几种反井钻机钻杆扶正装置进行研究,得到一种最适合反井钻机应用的扶正装置,确保接卸钻杆的可靠性和安全性。     

顶驱车载钻机空气潜孔锤钻进用低压防喷装置的研制

在空气潜孔锤钻进时,孔口安装防喷装置可将高速返出的粉尘或泥浆导离孔口,防止喷向工作台而污染孔口工作环境。综合考虑ZMK5530TZJ60型车载钻机孔口工作台结构特点、配套的斜坡钻杆外形特征、钻进工艺特点以及装卸操作环境等因素,设计了一款适用于顶驱车载钻机的空气潜孔锤钻进用低压防喷装置。该低压防喷装置具有结构简单、安装方便;通过胶芯与钻具之间的过盈实现孔口密封,密封胶芯补偿量大,可密封外径变化较大的斜坡钻杆;可在加接钻杆时更换密封胶芯;设置了2个导流口,上返流体在此压降变化小,有利于排渣的通畅等优点。现场试验表明,该低压防喷装置能够有效密封粉尘泄漏、明显改善孔口施工环境,达到了设计的目的。     

定向钻机顶部开合夹持器设计

针对煤矿井下定向钻进中螺杆钻具与粗径钻具下入孔底时,需拆下夹持器才能通过的问题,设计了一种大能力单活塞双腔的顶部开合式夹持器,介绍了夹持器主要参数选择和设计计算过程,对卡瓦和卡瓦座关键部件的受力情况进行了仿真分析。夹持器利用双向碟簧夹紧、油压松开原理,具有外形尺寸小、对中性好等优点。现场试验结果表明,该夹持器开口量大、粗径钻具通过性好、性能可靠,可满足定向钻进现场使用要求。     

煤矿用钻杆疲劳寿命试验系统的研究与设计

为了满足目前煤矿井下瓦斯抽采、探放水以及地质探测等钻孔施工大孔深、大直径的需要,施工工艺对钻具使用寿命与质量提出更高的要求,其最大工作扭矩已经超过20000 Nm,现有煤矿井下钻杆质量与疲劳寿命缺乏有效的检验检测手段,钻具没有报废标准,导致煤矿井下钻孔施工事故频发。基于钻杆质量检测与钻具疲劳寿命研究需要,研制了一种煤矿用大扭矩钻杆疲劳寿命试验系统,最大扭矩达25000 Nm,可模拟矿用钻杆在施工条件下的扭矩、推进力、径向位移等载荷与约束,为钻具质量检测和疲劳寿命研究提供一种方法。     

一种新型高强度钻杆的研制

深部钻探时钻杆在井下要承受拉伸、压缩、扭曲等复杂交变应力和泥浆酸化的影响,对钻杆的强度要求更高。本文指出了钻杆的主要失效形式及部位,通过对钻杆管体加厚过渡区、钻杆接头及螺纹和摩擦焊区三个部位试验研究,研制开发了新型高强度钻杆。该钻杆在施工中抗交变应力能力强,能够满足深部探矿施工要求,提高了钻杆的使用寿命,减少了钻具失效事故。     

井下高承压探水钻孔防喷防顶钻装置

在进行高承压、强富水岩土层、断裂带探水作业时,常常会出现顶钻、突涌水的状况,如果控制不当则可能会酿成淹井等严重工程事故。设计了新型的钻孔防喷防顶钻装置,装置包括阻挡蒙板、防喷橡胶塞、钻杆夹持器等核心部件。当发生钻孔突涌水及顶钻时,防喷橡皮塞、钻杆夹持器自动向上移动,通过阻挡蒙板阻挡作用进而实现防喷防顶钻的目的。目前此装置在2个工程得已成功应用。