桅杆式钻塔的模态分析研究

针对在钻探过程中,在多种复合的动载荷作用下,钻塔将发生振动和变形的问题,以桅杆式钻塔为例,对钻塔的动态性能进行研究。首先通过模态试验验证了模态仿真的正确性,然后分别从钻塔结构和动力头在钻塔不同位置两方面进行模态分析,获得了钻塔模态频率、振型随钻塔臂尺寸和装配距离的变化规律,分析了动力头在不同位置时钻塔的模态特征及其变化趋势。研究成果能对钻塔的结构优化及钻机的自动控制提供理论指导和数据支撑,同时有利于提升钻探效率,减少孔内事故。     

钻塔自由模态仿真分析及试验模态研究

对钻塔进行了自由模态仿真分析和试验模态研究。通过相关性分析和MAC模态判定准则分析,验证了钻塔自由模态仿真分析结果与试验模态结果有很好的相关性,且不同阶次的模态之间相互独立。仿真分析技术相比于试验方法具有成本低、周期短等诸多好处,在仿真结果误差允许的范围内,仿真分析结果可以作为钻塔振动特性分析的参考依据,该方法对相关测试工作也具有重要的参考价值。     

旋挖钻机与冲击钻机组合在嵌岩桩施工中的应用

旋挖钻机施工工艺和正循环冲击钻机施工工艺相结合,充分发挥了旋挖钻机施工土层速度快和正循环冲击钻机施工岩层速度快的优点,从而打破嵌岩桩施工的传统工艺,为大口径嵌岩桩施工提供经验和技术参考。通过镇江市体育会展中心体育场桩基工程采用旋挖钻机施工工艺和正循环冲击钻机组合成孔工艺的成功实例,介绍了该工艺的施工技术措施及注意要点。     

关于钻塔的几个问题的探讨

给出了钻塔的定义,对各种钻塔进行了分类,详细分析了钻塔设计的基本参数,系统总结了各种钻塔特点和统一编号问题,简要介绍了钻塔设计计算和优化以及新型的钻塔发展趋势.     

冲击钻机冲程的确定

分析冲击钻机冲击机构的构成、工作情况及冲程的确定。     

大直径反循环冲击钻头破岩数值模拟

反循环冲击钻头冲击钻进岩石是一个复杂非线性的过程,利用试验方法很难细致地观察分析钻头破岩的过程,运用LS-DYNA分析软件,分析了2.5m直径型号钻头在不同岩层、不同高度下的钻头破岩情况,对钻头进行了模态分析并与钻头实际工况下的频率进行对比,研究成果对探究反循环冲击钻头的破岩机理具有一定的意义,同时也为实际钻进过程中的钻进参数的选取提供参考。     

钻机的改造

一、冲击钻机改造我矿剥离工作面使用38台бу—20—2型冲击钻机和9台回转钻机。随着生产的发展,穿孔能力日显不足,成为影响剥离生产的薄弱环节。无产阶级文化大革命以未,我队广大职工在矿、段党组织正确领导下,发动全队机修工人,组织“三结合”攻关组,开展改进钻机的大会战,在兄弟单位的协作下,仅去年上半年对四台冲击钻进行了技术改造,将冲击钻改为     

温州市新国光商住广场嵌岩成孔施工技术

介绍了在温州市新国光商住广场桩基工程以CZ-50型钢绳冲击钻机为主进行嵌岩钻孔灌注桩施工的情况及取得的效果.     

新型液压缸冲击机构及液压系统设计

分析了几种钢丝绳冲击钻机工作原理及其优缺点，提出了一种新型液压缸冲击机构，阐述了该冲击机构结构特点及其液压系统设计。     

底矩上方异形钻塔的研制

钻探现场地面狭窄,安装钻塔困难.为此,将钻塔底部由原来的正方形改为矩形,减少钻塔的占地面积,以适应钻场的需要,同时为安装天车方便和钻塔上部有足够的空间,顶部仍保持正方形不变,即要求一种底部为长方形而顶部为正方形的新型钻塔.     

冲击锤钻凿系统纵向冲击数值模拟

冲击锤的钻进过程是一个高度非线性、大变形、破坏的过程。利用非线性有限元程序LS-DYNA3D 研究了冲击锤钻凿系统的纵向冲击混凝土过程,分析了冲锤不同冲击速度下混凝土的变形及破碎机理,钻凿系统的冲击力,侵入混凝土的位移及冲击力-侵入深度曲线等。结果表明,由于砧子及钎头的反弹,导致冲击锤钻凿系统发生多次冲击现象。在整个冲击侵入过程中,最大冲击力峰值点并不出现在最大侵入深度处。混凝土在气动冲击锤冲击作用下的破碎过程经历4个阶段：弹塑性变形阶段,脆性崩裂阶段,挤凿破碎阶段及卸载阶段。通过LS-DYNA3D数值模拟计算,形象地再现了冲击锤冲击作用下混凝土发生侵入破坏的物理过程,为研究冲击锤与脆性材料的作用过程及冲击锤的优化设计提供了一种有效的分析方法。     

特殊煤层盾构式“三位一体”开采方式的研究

针对松软/薄等特殊煤层在钻孔、采掘及支护过程中出现施工难度大等问题,提出盾构式开采方式的理念,形成智能化(无人化)、精准化、流态化“三位一体”的综合开发方式。通过理论辩证和分析,建立了在保压条件下进行智能化监控检测、无人化盾构掘进以及流态化管道输运的开采系统,分析了盾构开采全过程中煤与瓦斯的变化情况,以及对施工过程中产生的影响。研究结果表明:当采用盾构式开采方式时,减少了对煤层的钻孔施工量,解决了采掘、支护困难等问题,减小因本煤层瓦斯进入巷道引起的通风压力,避免了开采过程中的人员伤亡。研究结论对今后特殊煤层的智能化、无人化、流态化开采具有重要的指导意义。     

汶川地震断裂带科学钻探(WFSD)项目钻探和测井课题组织实施经验与体会

简要介绍了汶川地震断裂带科学钻探项目的组织管理机构及管理方式,重点介绍了其中的钻探与测井课题的组织实施方式。本课题在龙门山断裂带上实施了5口钻孔,历时6年。钻探施工经历了从承包制到日费制的变化,后来在日费制中引入了激励机制。总结了现场管理的有效做法,探讨了适合于复杂地层科学钻探的管理模式,其经验和体会对类似项目具有借鉴意义。     

钻杆推力法预测冲击地压的实验研究

为准确预测预报矿井冲击地压,采用钻杆推力法来判断煤矿冲击地压危险性。通过建立钻进煤层过程中钻杆的动力学模型,得出钻杆推力与煤体应力的关系,利用自主研制的钻杆推力实验测试系统,在实验室测试了不同煤体应力下推力值的变化规律。实验结果表明:随着钻进深度的增加,推力值呈现先增大然后稳定再逐渐减小的规律;在相同钻机及钻具条件下,在矿井下进行原位钻孔实验,分析实验数据发现,钻杆推力与煤体应力、钻屑量有较好的对应关系,充分证明了利用钻杆推力预测冲击危险性的可行性。研究结果为煤矿冲击地压等动力灾害的预测预报和危险区域的判定提供了一种方法,可作为预测冲击危险性的参考性指标。     

钻锚机钻臂模态参数的高精度提取方法及实验

研究了一种钻锚机钻臂模态参数的精确提取方法,并通过仿真和实验对方法的有效性和可靠性进行了验证。实验结果表明,该方法能够从脉冲响应信号中高精度的提取结构的模态参数（模态频率、阻尼比）,不受多阶模态响应信号叠加的影响,有效地解决了传统模态参数提取方法的不足。利用本方法获得的模态参数,为钻锚机钻臂有限元模型的更新与修正,为其动态特性的预估和优化设计提供了参考。     

冲击挤压跟管钻具的设计与仿真分析

通过对潜孔锤跟管钻进在软弱地层中难以钻进的原因进行分析,提出将冲击挤压钻进与跟管钻进结合的设计思路,进行冲击挤压跟管钻具的结构设计。运用有限元分析软件对钻具的钻进工况进行仿真模拟分析,根据计算结果对钻具的设计、优化进行指导并为钻具结构设计的合理性提供理论依据。     

液力衡扭旋冲提速工具及其在达深16井的应用

大庆油田深部地层岩石坚硬、研磨性强,运用常规手段钻进,单只钻头进尺少、寿命短且机械钻速较低。应用液力衡扭矩提速工具,有效解决了这些问题,显著提高了机械钻速和单只钻头的进尺。通过达深16井的现场试验证明,该工具能够使钻头的破岩方式在剪切的基础上附加机械冲击和高压水力脉冲,有效提高PDC钻头剪切岩层的效率,为深井提速提供了一种有效的手段。     

基于PLC的钻井电气设备自动化变频调速方法

针对钻井电气设备自动化变频调速方法可靠性差、维护性能低的问题,提出了应用PLC的钻井电气设备自动化变频调速方法。基于PLC的特性分析构建了PLC控制系统;设置1个双馈调速装置,将其应用到PLC控制系统中,以实现对钻井电气设备转矩的调节;将PLC控制系统优化成1个双闭环控制系统,利用前馈技术消除变频调速时带给钻井电气设备的静差,从而实现钻井电气设备自动化变频调速。通过对该方法进行可靠性分析测试、维护性能测试,验证了该方法具有更高的稳定性和更强的安全性。     

因素分析法在油气钻探成本分析中的应用

应用因素分析法的基本原理,结合油气钻探成本的特点,建立了钻探成本指数体系,在此基础上,对该方法的应用进行了实例研究,结果表明,该方法不仅简单易行,而且能定量描述钻探成本中各构成要素对成本的影响程度和幅度。     

南极冰层钻进铠装钻具升降运动特性分析与试验

极地冰层取心钻具的升降运动特性对提高钻进效率、减少孔内事故具有重要影响。在总结极地冰钻特点的基础上,分析了钻孔直径、钻具质量和钻井液的流变特性对钻具在升降过程中的影响,钻具在钻孔过程中运动的两阶段特性、滞流层的存在与影响因素,确定了因钻具的运动所引起的流体扰动量与扰动范围。研制了用于测试铠装电缆悬挂式钻具升降测试试验台和测试的方法,通过对3个不同直径与3个不同质量的钻具在其下落过程的实际测试,得出了钻具下落速度与直径呈二次方关系,与钻具的质量成线性关系的结论。