竖井钻机钻杆失效分析与柔性接头研制

根据大型工程钻机和竖井钻机的特点,详细讨论了钻杆的受力状况及失效方式,指出附加弯矩是造成钻杆断裂的主要因素。为降低附加弯矩的影响,引入了连接钻头和钻杆的柔性接头,论述了其工作原理和设计思想。实际应用表明,柔性接头技术可以显著降低附加弯矩,避免钻杆断裂等事故的发生。     

大型竖井钻机井架的设计

随着煤炭工业的需求,矿井建设正朝着大型化、自动化方向发展,地表煤或易采煤矿建设已告一段落,新开发煤矿均为深井开采,钻井直径大、深度深。因此说,新一代大型竖井钻机的开发十分必要,其投入产出比高,经济效益和社会效益均十分明显。大型竖井钻机不仅用于钻凿煤矿竖井,而且还可钻凿其它矿山（有色、黑色、非金属矿）竖井及铁路公路桥梁、水利水电工程、港口工程基础的桩孔（井）等,通过承揽上述工程。也能给承建单位带来可观的直接经济效益。     

自动钻机主动钻杆可靠性研究

针对煤矿井下自动钻机用主动钻杆联接螺纹磨损快、使用周期短的问题,对主动钻杆接扣过程进行分析,发现主动钻杆与被接钻杆间是硬性固定,接扣时在轴线方向没有活动余量,当动力头旋转速度与推进速度不匹配时,就会导致螺纹产生磨损。通过对主动钻杆螺纹部分热处理工艺的优化,提高了螺纹的表面硬度及耐磨性;通过对动力头旋转与推进管路进行改进,用增加旋转及推进溢流的方式减少硬接扣情况的发生。现场应用表明,改进后主动钻杆使用周期延长8倍,可靠性明显提高。     

自动钻机外接钻杆箱装置设计

自动钻机在钻进过程中无需人工操作,极大地提高了操作钻机的安全性和降低了人工劳动强度。目前,由于煤矿井下巷道空间有限,自动钻机的体积不能太大,导致钻机自身钻杆箱容量有限。针对钻杆箱容量不足的问题,对钻杆箱进行扩容,设计一种自动钻机外接钻杆箱。     

矿用千米钻机钻杆打捞工具改进及应用分析

针对矿用千米钻机在施工作业中易出现钻杆折断现象,且钻杆折断后存在难打捞的问题,基于现有钻杆打捞工具应用过程中存在的主要问题,结合打捞工程现实需求设计了一种新型钻杆打捞母锥与公锥,并在晋能控股装备制造集团某矿打捞VLD-1000型钻机配套的DGS导向系统、钻头、钻杆以及马达(弯头)中进行了应用试验,取得了较好的应用试验效果,打捞效果良好,该种新型打捞工具具有一定的推广应用价值。     

折叠式定向钻机辅助上钻杆装置设计

为降低定向钻机施工时工人劳动强度并提高定向钻机上钻杆自动化水平,设计了一种折叠式辅助上钻杆装置。该辅助上钻杆装置采用模块化设计,将钻杆箱、钻杆架、滑动架等机构集成于一体,工作时钻杆在辅助上杆装置推杆机构、升降机构、滑动机构的共同作用下被送至预定位置,并实现辅助上钻杆功能。在非工作状态下,钻杆架向下翻转可有效减少整机宽度,方便转场运输。样机测试表明：辅助上钻杆装置可满足定向钻机上钻杆功能并有效降低工人劳动强度。     

千米钻机钻杆打捞工具的探索与实践

针对千米钻机在施工过程中发生的钻杆折断并且难以打捞问题,在分析现有钻杆打捞工具的优缺点后,自行研制加工新型钻杆打捞母锥和公锥,并在竹林山煤业有限公司打捞VLD^1000型钻机配套的DGS导向系统、马达(弯头)、非磁性钻杆、钻头和普通Ф70 mm钻杆过程中,取得了良好的试验效果,有效解决了钻杆打捞问题。     

煤矿安全钻机钻杆理论计算探讨

煤矿井下安全钻机大量使用圆柱形钻杆，钻杆设：计的优劣不伯对钻机的制造成本有极大影响（如ZD－15O型大孔径钻机的钻杆．其制造成本占整机的1／3），而且与煤矿的生产安全和社会、经济效益有着密切的关系。因此，我们在研制矿用钻机时非常重视钻杆的设计研究。本文就钻杆的理论计算问题进行了探讨。1．钻杆的理论计算钻杆理论计算的已知条件是钻杆传递的扭矩、承受的轴向力和钻杆的长度。因此，钻杆的理论计算包括扭转剪切和扭转刚度、拉伸（或压缩）与扭转合成、接头螺纹及压杯稳定等几个方面。由于稳定性计算只是为了使钻杆不失稳而增…     

基于单片机的旋挖钻机防摔钻杆报警装置的设计

旋挖钻机在施工时摔钻杆事故时有发生,对设备的损坏较为严重.应用单片机和传感器等设计了防摔钻杆装置,通过测量动力头上钻杆的质量及钻杆的长度,对摔钻杆事故征兆进行逻辑判断,防止设备事故的发生.     

采矿钻车快换钎杆凿岩试验与失效分析

液压采矿钻车快换钎杆是采矿钻车钎具组中的重要部件。通过钎杆生产工艺改进和矿山凿岩试验,以及对试验产品和失效样的检验,初步确认了液压采矿钻车快换钎杆用钢材材质和热处理工艺的合理性,并针对存在的问题提出了改进意见。     

以钻杆为介质的矿用坑道钻机钻探参数传输方法研究

为了克服传统坑道钻机钻探参数有线传输技术高成本和高故障的缺点,提出了一种以钻杆为传输介质,以声波为传输载体的钻探参数传输方法。应用一维有限单元法研究了单节钻杆的长度,管箍的横截面积,钻杆的节数对梳状滤波器通阻带分布的影响,给出了钻探参数信息对载波的调制方式。基于声波的钻探参数传输系统采用信道扫频功能,确定了最佳的载波频率或者通信带宽,并设计了纠错握手程序以保证数据传输时的可靠性。     

长行程动力头钻机的瞬时机械钻速检测

瞬时机械钻速是孔内工况分析的一个重要指标,其检测的难点是在复杂工况下精确测量微单位时间内动力头的线性位移.对于长行程动力头钻机,由于动力头行程长,常规位移传感器很难全行程监测动力头微量线性位移.介绍了一种采用增量式光电编码器测量动力头线性位移的新方法,通过测量角位移换算成线位移,不仅精度高,而且不受动力头行程的限制,同...     

国内外液压凿岩钻车用钎杆分析研究

通过对国产与瑞典产液压凿岩钻车用钎杆的化学成分、渗碳硬度以及金相组织等分析,初步认定两种产品在材质和生产工艺上存在差异。认为在冶炼时提高钢的纯净度,在中空钢材生产时进行轧制与冷却控制,在制钎过程中进一步优化热处理工艺,将会改善钢材的组织状况,优化钎杆的综合机械性能,提高凿岩进尺的寿命。     

煤矿用自动控制钻机钻杆箱的研制

针对现有钻机操作复杂,工人劳动强度大的问题,通过对比整体式钻杆箱与回转式钻杆箱的优缺点,研制出分体抓取式钻杆箱。抓取钻杆机械手及分体抓取式钻杆箱可以将钻杆箱内水平放置的钻杆抓出,送到主机对应的位置,完成自动上钻,亦可将主机拆卸下的钻杆放回钻杆箱。以自动控制钻机为例,阐述了该钻杆箱的结构及研制过程。通过实验室及现场试验验证,结果表明,该钻杆箱自动化程度高,性能可靠,可满足自动钻机自动装卸钻杆的要求,可为同类钻机的研制提供依据和参考。     

南极钻机的耐温材料和保温方式的优选

为了满足南极科学钻探的需求,获取南极内陆深冰层下的基岩样本,需要从耐温和保温两方面提升南极钻机抵御极寒气候的能力。为了应对运输过程以及工作过程中裸露件面临的低温挑战,需要对钻机传动轴、密封材料、钻井液进行耐低温材料的选择,而钻机主体在工作过程中应处于一定保温载体和保温材料的整体保温加热环境中。本文对南极钻机的耐温材料和保温方式进行了综述和优选,认为应尽快设计建立低温地质钻机的系统保温方案和评价体系,丁腈橡胶是一种适用于南极钻机的低温密封材料,丁酸乙酯和丙酸丙酯等小分子酯是南极内陆钻探潜在的钻井液,以保温集装箱为主体多种加热方式共同作用为保温加热形式。对保证钻机能够在南极内陆的恶劣工况下保持正常稳定的工作具有一定意义。     

潜孔钻机接卸杆方式分析

潜孔钻机在钻孔过程中随着钻杆持续推进,需要频繁地进行接杆和卸杆作业,传统的接杆和卸杆步骤都是人工分别控制推进和回转手柄来完成上述过程的,操作过程复杂,劳动量大。随着PLC控制技术的发展,采取比例接卸杆的方式(即通过电气和液压技术的结合)理想地完成了上述过程。相比而言,采取比例接卸杆,自动化程度高,减少了操作人员的劳动强度,值得推广。     

基于传动轴强度的可靠性设计

按传动轴的强度进行分析 ,根据可靠性设计中的联结方程 ,得出在常用工作情况下按最大剪应力进行设计的公式 ,并以实例对传动轴进行可靠性设计 ,结果表明 :该方法明显优于传统的设计方法 ,从而使传动轴既可靠又经济     

气动凿岩机钎杆应力波弯曲振动分析

介绍了气动凿岩机钎杆在工作过程中所产生的应力波及其特性,阐明了钎杆噪声是钎杆在工作过程由于偏心撞击和钎杆本身弯曲而产生的。