矿用钻杆匹配方法研究

基于ZDY4000S型号液压钻机的机械特点和尺寸设计配套钻杆匹配装置,并提出一种钻杆分类方法。该装置不但能解决钻杆散乱分布的问题,还能方便钻杆的搬运,减少劳动力投入,提高工作效率,为液压钻机自动送杆装置的自动换杆、安装提供所需规格的钻杆,满足实际工作需求。     

钻机机械手自动换杆装置的设计

介绍了井下自动换杆装置的组成结构,自动换杆装置的工作过程和原理,并对机械手旋转装置和钻杆仓的设计结构进行了详细说明,钻杆仓采用双棘轮机构进行控制,大大地提高了定位精度。同时钻杆仓采用能安装2种钻杆的设计,提高了设备的使用效率。在实际应用中取得了较好的效果。     

液压钻车钻杆自动装卸装置的设计

设计了一种小型液压钻车的自动装卸钻杆装置。该装置利用液压机械手,将钻杆从钻杆库搬运至动力头前,与钻杆夹持装置配合以实现钻杆的自动装卸。机械手能够在钻机导轨上移动位置,不干涉钻机钻进运动,提高了作业效率和安全性。     

螺旋式锚固钻机自动换杆装置与控制系统的方案设计

针对现有螺旋式锚固钻机操作复杂、钻进效率低、工人劳动强度大等问题,在分析国内外已有自动换杆装置的基础上,提出了一种适用于螺旋式锚固钻机的自动换杆装置设计方案。该自动换钻杆装置由钻杆存储库、抓取机械手、钻进系统3部分组成。分别对钻杆存储库、抓取机械手及钻进系统进行了方案设计,并对整体装置的控制系统进行了介绍。整套装置运行不需要人工干预,自动化程度高,解决了工人劳动强度大、钻进效率低的问题。     

远距离控制防突钻机自动装卸钻杆机构的设计

自动装卸钻杆机构是远控钻机的关键部分,由钻杆举升机构、钻杆抓取机构及钻杆箱等组成。介绍了自动装卸钻杆机构的设计方案,重点介绍了钻杆举升、钻杆抓取等动作过程及工作原理。     

矿用钻机机械手自动上下钻杆机构的控制方法

为了实现煤矿井下钻机换杆过程自动化,提出了一种矿用钻机自动上下钻杆控制方法,介绍了机械手的结构和控制系统的组成,分析了电液比例控制的PID控制定位技术,用以对机械手各执行机构运动的位移及角度进行精确定位;介绍了钻杆箱存储状态自动识别技术。基于以上技术,该机械手能实现自动上下钻杆,替代人工换杆,降低了工人的劳动强度,提高了钻杆的更换速度。     

煤矿救援钻机换杆系统研制及应用

煤矿救援钻机在大直径救援孔施工中需要进行大量换杆作业。针对传统溜槽式换杆机构存在劳动强度大、安全性差、工作效率低等问题,研究适用于常规钻具的钻杆运移和快速存取方法。设计举升式钻杆运移装置和自动排杆装置,实现钻杆在钻杆箱与井口平台间的往返输送和自动排放;采用电液远程控制系统完成钻机换杆作业的远程控制,最终形成一套适用于地面救援孔钻进的煤矿救援钻机换杆系统。结构力学分析及现场工业性应用表明,换杆系统可实现钻机换杆作业由人力参与向人工控制的转变,减轻了工人劳动强度、提高了安全操作水平,提高了起下钻效率,为救援孔快速施工提供了装备保障。     

煤层气车载钻机配套换杆装置的研制及应用

目前,煤层气车载钻机换杆大多采用人工辅助的方式,效率较低,且存在安全隐患。为提高换杆效率和操作安全性,开发了HG-2型换杆装置,该装置由车载钻机提供液压动力源,简化了结构并降低了使用成本;利用提升架完成钻具从地面到换杆装置平台的转运,工人劳动强度低;夹持器具有2个方向的浮动功能,保证拧卸钻杆时螺纹不受损伤。该换杆装置在晋城配合车载钻机完成了现场试验,满足钻杆及钻铤的换杆需求,提高了换杆效率,降低劳动强度的同时提高了安全性能。     

全液压坑道钻机自动上、下钻杆装置液压系统设计及仿真分析

全液压坑道钻机作为煤矿井下瓦斯抽放的主要设备,对其进行自动化升级具有重要意义。按照常规钻机的传动方式和设计方法,该自动上、下钻杆装置采用了负载敏感液压系统。介绍了自动上、下钻杆装置的工作过程,设计了自动上、下钻杆装置的液压系统,运用AMESim建立了液压系统的仿真模型。仿真结果表明,自动上、下钻杆装置的双夹持系统、顶杆和送杆系统均满足设计要求,可为常规钻机自动化升级改造提供理论基础。     

煤矿钻机自动上下钻杆装置研制与应用

常规煤矿钻机在井下钻孔施工过程中,钻杆的装卸由人工完成。要实现钻杆装卸的自动化,首先需要研制钻杆储存及钻杆输送机构,其次要有钻杆拧卸配套机构。研制的自动装卸钻杆装置可以实现钻杆储存、输送等功能;自动拧卸钻杆装置主要用来加接钻杆,即自动松开、拧紧钻杆之间的螺纹联接,并能有效地保护钻杆螺纹,通过2种装置的配合便可实现钻机的自动上下钻杆功能。     

一种新型割管器的设计与应用

在岩心钻探工程施工中,发生孔内事故在所难免,钻杆、钻具、套管被抱死或卡死的情况时有发生。通常用反丝钻杆进行处理,但无法保证在理想的位置脱开。为了继续施工的需要或从减少经济损失的角度,要使管材在需要的位置断开,使用割管器是常见的处理方法。通过工程实践,设计了一种新型割管器,不仅工作性能可靠,而且与以往使用过的其它类型割管器相比,具有结构简单、操作方便、使用范围广(最小可割内径为60 mm的管材)、工作效率高等特点,其结构和原理具有通用性,值得推广应用。     

螺旋钻杆的有限元分析及运动仿真

以某矿现有旋转钻机为研究对象,运用有限元分析软件ANSYS WorkBench对钻杆进行了受力分析及参数优化,获得了钻杆质量最小时钻杆轴内径和螺旋叶片厚度值。运用ADAMS软件建立了钻杆钻进系统刚-柔体模型,通过对钻进过程的运动仿真,得到了钻杆在钻进工作中的接触及变形情况,并分析了钻杆完全钻进过程中的屈曲行为。研究结果为钻机的改进及钻进效率的提高提供了理论参考。     

松软特厚强黏结性突出煤层抽放钻孔工艺研究

为了解决松软特厚强黏结性突出煤层中抽放钻孔施工困难的问题,以新疆艾维尔沟矿区1930煤矿2上煤层为研究对象,通过6次现场试验及应用,对常规钻孔工艺与液压钻机配套三棱钻杆水排渣工艺进行对比分析。结果表明,液压钻机配套三棱钻杆水力排渣工艺能够有效避免孔内煤渣黏结,且护孔效果明显,对提高成孔率十分有利。     

基于位置开关的钻杆机械手定位系统研究

为改变现有钻杆机械手定位以机械限位或液压憋压为主的现状,通过分析三自由度关节式机械手结构特点、遥控自动钻机钻杆输送轨迹以及现有方法主要缺点,制定了以接近式位置开关为传感器的定位系统总体方案。根据各关节运动方式和定位需求,设计了针对性的位置开关和感应块配对方式。试验和现场应用表明,该方法提高了机械手的位置判断准确度、定位精度以及响应速度,促进了上、下钻杆效率的提升。     

钻杆自动传送装置的设计研究

综述了钻杆自动化操作技术的研究现状。鉴于目前钻杆库容量小、稳定性差、排放效率低等缺点,提出了一种钻杆操作新方案——通过分隔板将钻杆逐层密排无间隙式存放。该方案包括钻杆排放及钻杆传送分拣装置,就钻杆传送部分,设计了2种自动化传送方案,即倾斜滚动传送方案和V形槽传送分拣方案;综合比较了2种方案的优缺点,选择了V形槽传送分拣装置为研究方向;基于实际项目参数,重点对传送过程钻杆的轴向精度误差做了adams动力学仿真分析,验证了所设计方案的合理性。     

深部科学钻探钻杆接头优化措施

地球深部探测对提高我国勘探开发深部资源能力和深部地质研究水平及地位是不可或缺的,深部科学钻探是唯一准确地获取深地实物资料的工程方法。钻杆柱作为深部科学钻探技术的核心与关键,其管柱规格组合与钻杆接头选配决定着钻杆在平衡其自重后的剩余强度和应付孔内复杂情况的能力,尤其是作为连接各钻杆柱短节的钻杆接头的性能直接决定着钻杆柱的使用极限深度。本文从产品类型、结构特点等方面对国内外高性能石油钻杆接头进行了梳理,分析了现有钻杆接头存在的不足与失效的原因,提出了钻杆接头结构改进方案,对提高钻杆柱的可靠性与安全性,延长钻杆使用寿命,使其更好地应用于深部科学钻探,具有一定的科学意义与工程价值。     

绳索取心钻进技术在水平钻孔中应用

针对深100 m水平钻孔钻孔易倾斜和卡钻事故多发等问题,在2个工程中试验应用了绳索取心钻进技术成孔,把打捞器中的柔性钢丝绳改为硬质铁管,解决了内管总成的打捞和投放问题。并采取了一些相关技术措施,取得了良好的钻进效果,2个深100 m水平孔均没有发生过孔内卡钻或其它事故,而且钻进效率高、岩心采取率高,达到了地质勘探的目的和要求。结合工程实践,介绍了在水平孔中采用绳索取心钻进技术的技术要求和工艺措施。     

基于路径规划的大容量钻杆自动输送系统研究

针对现有煤矿钻机钻杆自动输送系统容量小,需要人工频繁补充钻杆的问题,开发了大容量钻杆自动输送系统。以钻杆一般输送路径规划和多列多层钻杆起点归一化方法为基础,结合ZYWL全方位自动钻机总体结构方案,利用钻杆箱侧下方的空间,设计了升降输送路径方案,降低了钻机整体高度。基于路径方案设计了钻杆箱、转运器、主机械手和副机械手等执行机构,并根据具体结构对输送路径进行了适应性调整,避免了输送装置与钻机主机结构发生运动干涉。理论验算与样机试验表明,大容量钻杆自动输送系统路径设置合理,可准确实现钻杆的自动输送。     

模型试验在钻杆柱研究中的应用

在忽略钻头、钻铤和主动钻杆几何尺寸,且不考虑接头影响条件下,以相似理论为基础,运用模型试验,对钻杆柱的扭应变进行了分析研究。通过对φ50、φ89钻杆在相同边界条件下的实验分析,得到2种钻杆之间扭应变差异的规律,可为认识钻杆的全面性提供有力的保障,为钻杆的优化设计提供重要的参考依据,对工程钻进具有一定的指导意义。     

大孔径螺旋深孔钻机的设计和应用

大孔径螺旋深孔钻机采用独头钻采的工艺,主机布置在巷道中,利用液压推进装置带动旋转的钻具向煤层钻孔,钻头割煤,螺旋钻杆掏煤,煤直接落在运输机上运出,实现工作面无人安全钻采。