煤矿用螺杆钻具性能测试及应用分析

分析了国内外螺杆钻具发展现状,并通过比较国内外螺杆钻具的特征差异,针对不同的螺杆钻具进行性能测试试验,进一步掌握了螺杆钻具性能特点,为促进国内煤矿用螺杆钻具的再发展提出了指导性建议。     

矿用无磁螺杆钻具性能测试分析

在定向钻进中,为实现有效的轨迹控制,国内外相关科研院所开发了无磁螺杆钻具。对无磁螺杆钻具的工作原理及特点进行了简单介绍,并对国内外2种无磁螺杆钻具进行了性能测试试验,比较国内外无磁螺杆钻具的性能差异,进一步掌握无磁螺杆钻具的性能特点,为做好现场应用及选型提供依据。     

掘进设备综合性能测试系统开发

为进一步完善掘进设备性能工程测试,开发了一套掘进设备综合性能测试系统,设计了掘进机爬坡及运输模块、模拟截割模块、数据采集与测试等模块。通过试验得到了设备振动、温升、噪声等主要性能参数,为掘进设备的工程应用及结构优化提供了重要参考。     

Ф89mm等壁厚螺杆钻具实验分析

等壁厚螺杆钻具与现有常规螺杆钻具相比具有长寿命、大扭矩、适用范围更广的特点。目前等壁厚螺杆钻具相关的研究工作都还停留在理论分析的阶段。本文系统地介绍了螺杆钻具的理论特性和实际工作特性,并结合室内实验及现场应用分析了等壁厚螺杆钻具的性能特点,验证了89mm等壁厚螺杆钻具的理论性能,建立了等壁厚螺杆钻具容积效率、转速、扭矩、功率的计算模型。可以为等壁厚螺杆钻具设计及现场钻进参数优化、钻具选型提供指导和参考。     

多功能振荡旋冲螺杆钻具研制与应用

随着油气资源勘探开发力度不断加大,深井、大位移井、水平井不断增多,钻井提速提效的需求更加迫切,尤其中深部地层机械钻速低的问题越来越凸显。因此,为了解决中深部硬地层破岩效率低、定向效率低的难题,自主创新研制了多功能振荡旋冲螺杆钻具,集转速扭矩、冲击振动、脉冲射流三种功能于一体,配套开发了测试平台和多通道数据采集系统,形成了Φ127~Φ244mm四种规格的系列化工具。现场48口井试验表明,多功能振荡旋冲螺杆钻具性能可靠、耐高温、使用寿命长,具有缓解近钻头托压、提高近钻头破岩效率的功能,平均机械钻速提高35.6%。建议在中深部地层中替代螺杆钻具推广应用。     

硬岩定向钻进螺杆钻具性能分析及应用

螺杆钻具是煤矿井下定向钻进的主要孔内动力钻具。针对在硬质岩层定向钻进中的工艺匹配和工艺参数优化问题,以某型螺杆钻具为例,分析了螺杆钻具的理论特性和测试工作特性。从硬岩钻进的特点出发,讨论了岩石荷载与钻速的关系,给出了螺杆钻具在硬岩中钻进的工艺参数设计方法。通过在淮南某矿的应用,阐明了工艺参数优化的过程,总结出了螺杆钻具在实际工作状态下给进力和压降的关系。     

旋冲螺杆钻具在硬岩地热钻探中的应用研究

针对目前地热钻探中,在花岗岩、片麻岩等硬岩地层中机械钻速低的问题,引入一种机械式旋冲螺杆钻具,先后在JHR-1井花岗岩地层及HG-1井片麻岩地层中进行了试验应用。与普通螺杆钻具相比,旋冲螺杆钻具在JHR-1井Ø215.9 mm井段、HG-1井Ø215.9 mm井段和Ø311.2 mm井段机械钻速分别提高了10%、8.4%和7.6%,同时,旋冲螺杆钻具使用过程中未产生其他副作用。试验证明使用旋冲螺杆钻具可以有效地提高花岗岩、片麻岩等硬岩地层的机械钻速,为旋冲螺杆钻具在硬岩地层地热钻探中的应用推广打下了基础。     

矿用小直径等壁厚螺杆马达的研究与应用

针对煤矿井下直径73 mm规格定向钻具组合孔底回转切削动力小、岩层滑动定向钻进效率低的难题,对矿用小直径等壁厚螺杆马达进行了研究.综合分析等壁厚螺杆马达技术发展与煤矿井下近水平定向钻进工况特点,研制了矿用φ73 mm等壁厚螺杆马达,并与常规螺杆马达进行了性能对比测试,在煤矿井下底板岩层定向孔中进行了实钻应用.结果表明:...     

煤矿用螺杆钻具试验台研制

试验台的建立具有模拟螺杆钻具实际工况并完成对螺杆钻具的工作性能进行检测的功能。为煤矿用小直径螺杆钻具的生产、应用技术的发展提供了必要的检测手段,从而为进一步促进我国煤矿井下定向钻进技术、钻进装备的技术水平提升奠定了基础。     

直径73 mm弯外管螺杆钻具近水平定向钻进试验

为了确定弯外管螺杆钻具在煤矿井下近水平定向钻进的效果,在对()73 mm弯外管螺杆钻具的结构特征和现场试验的基本状况进行分析的基础上,通过对试验数据归纳研究,得出弯外管螺杆钻具近水平定向钻进轨迹为一条不规则的螺旋曲线、在煤层轨迹变化比顶板岩层快、钻孔降斜趋势比增斜趋势明显、反扭矩力导致工具面向角有左偏趋势、复合钻进钻孔轨迹下斜较快等定向效果,为煤矿井下定向钻进使用和选配螺杆钻具提供参考依据.     

采煤机牵引部加载试验台的全自动测试系统

为提高采煤机牵引部出厂性能试验的技术检验水平,在总结多年的实际测试经验并参考同类测试系统的基础上,开发了一种新的牵引部加载试验台的全自动测试系统。重点论述系统的的工作原理,电气控制模块的设计思路,硬件构成,以及工作过程的软件实现。该系统通过实际运行表明,满足了设计要求。     

基于Unity 3D的煤矿突发事件协同应急演练系统设计

为了减少煤矿突发事件中的人员伤亡、降低损失,需要研究煤矿突发事件协同应急演练系统设计方法。提出基于Unity 3D的煤矿突发事件协同应急演练系统设计方法,该方法采用B/S结构设计煤矿突发事件协同应急演练系统的整体框架,将系统分为数据层、GIS服务层、Web服务层和客户端表现层,由系统管理模块、GIS图形分析模块、救援信息管理模块、预案管理模块、应急演练培训模块和隐患管理模块构成应急演练系统的硬件结构。将Unity 3D平台引入系统的软件设计中,以ARPG（Action Role Playing Game）的游戏形式对煤矿人员展开应急演练。实验结果表明,所提方法的响应时间短、错误率低、吞吐量高。     

钻柱模型实验平台测控系统的设计

据相似理论确定研究钻柱扭应力的模型实验方案,依方案提出的功能需求设计钻柱模型实验平台。介绍基于ARM7、μC/OS-Ⅱ、Visual C++实现的钻柱模型实验平台测控系统。系统由上位机和下位机组成。下位机采用LPC2132硬件平台,基于μC/OS-Ⅱ进行软件设计;上位机软件采用Visual C++编写。应用表明该测控系统可以满足钻柱模型实验的参数采集显示和平台控制等要求。     

液压支架用阀试验检测系统设计

针对煤矿液压支架用阀安全检测效率低下、精度不高的技术难题,以及为满足新的阀类产品开发和旧阀检修后的快速测试,保证生产中相应参数和指标的综合性能要求,利用传感器技术、计算机测控及虚拟仪器等技术,设计开发了一套计算机辅助测试系统。通过准确计算和选型,各管路在不同状态下均具有较低的压力损耗。该测试系统可对液压支架用阀进行综合性能检测,实现试验数据同步采集、转换、分析和在线显示功能,达到检测过程的自动化。结果表明:该测试系统显著提高了液压支架用阀的检测效率和测试精度。测试平台可长期稳定运行,为液压支架用阀相关产品提供质量保证,提高采煤生产设备安全稳定运行效率。     

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。     

液压支架设计平台数据管理模块的设计

液压支架设计平台可有效提高设计效率,为搭建这一设计平台,需建立相应的功能模块,各个模块之间数据交换和接口管理要依靠数据管理模块来完成。针对数据管理模块的功能要求,采用SQL Server 2000进行数据管理的设计,建立了一个ADO数据访问封装类。介绍了用户管理功能的设计以及数据库的备份和更新,实现了对液压支架设计人员的权限、产品数据及文档信息的统一管理。     

煤炭检测数据采集系统的开发及应用

为了克服传统煤炭检测中存在的人为因素干扰检测结果以及数据准确度差等问题,对煤炭检测数据采集系统进行开发和应用以适应现代煤炭检测实验室的自动化检测、信息化管理和智能化监管需求。结合开发应用技术环境、安全保障措施以剖析包括平台层、数据采集层、管理支持层、决策分析层的系统架构,系统功能模块设计包涵煤炭检测作业流程、资源管理、样品管理、质量控制管理、质量体系管理等方面,并结合系统特点及应用情况对检验数据传递流程进行优化及系统开发。煤炭检测数据采集系统在煤炭检测过程中可从采、制、化等生成全流程可溯源管控,实现煤炭检测过程盲样管理、结果自动计算、报告自动生成,提高了煤炭检测实验室的细化管理水平及减少人为因素干扰,能够为企事业单位提供及时、准确、可靠的煤炭数据支持。     

液压凿岩机回转性能测试系统的研究

在对液压凿岩机回转性能参数进行理论分析的基础上,依据国家标准的要求,建立了液压凿岩机回转性能测试系统,并对某型号液压凿岩机进行了回转性能测试试验,试验结果表明:本测试系统可完全满足液压凿岩机回转性能测试的需要,方便技术人员对液压凿岩机回转机构进行性能评价和提供改进依据,对提高液压凿岩技术具有重要意义。     

基于iFix的矿井排水集控系统设计与应用

基于煤矿井下安全生产以及自动化集控系统的需要,对国内煤矿排水监测系统进行了研究,提出了以iFIx组态软件为平台,采用西门子公司的S7-300PLC系列模块,设计并实现了基于iFix的矿井排水集控系统,并且成功的应用到任楼煤矿排水系统上。介绍了该系统的硬件和软件设计,通过仿真和现场测试,结果表明该系统可以实现数据自动采集、故障监测与报警、水泵的合理启用和集中控制。利用这种新的水泵节能方法,可实现更好的节能效果。