滚刀破岩试验装置的研制及应用

反井钻机在钻进过程中存在滚刀破岩效率低等问题,且刀具与岩石相互作用关系尚不明确。为探讨滚压破岩机理和效果的影响因素,自主研制了滚刀破岩模拟试验装置,能够进行不同滚刀类型和滚压参数的线性截割试验。选用单排镶齿滚刀进行了岩石破碎试验,获得正压力与滚动力关系曲线。结果表明:该试验装置可以实现滚刀在直线方向往复运动下的破岩过程模拟,具有较好的实用性和可靠性,为进一步揭示滚刀破岩机理和研究反井钻井工艺、技术、装备提供有效的测试手段。     

镶齿滚刀破碎岩渣粒径分布规律研究

镶齿滚刀破岩产生的细小岩渣是引起钻井施工中粉尘问题的关键因素,细小岩渣所占比例也可以反映出反井钻机的破岩效率。介绍镶齿滚刀破碎岩渣形成机理,分析破碎岩渣的粒径分布特点。对镶齿滚刀破岩试验得到的岩渣进行粒径筛分,得出各次试验的粒径分布数据,并计算出各次破岩试验的破岩比能。通过对各组粒径分布数据的拟合分析,得出岩渣粒径分布规律;分析拟合曲线,得到岩渣分布特征粒径数据;对特征粒径和破岩比能进行分析,得出两者之间的数学关系。     

反井钻井镐形镶齿滚刀破岩试验研究

根据反井钻井在坚硬岩石钻进中出现的滚刀破岩效率低、使用寿命短等问题,研制了新型镐形刀齿。通过破岩试验,镐形镶齿滚刀有较好的破岩效果,适合于在硬岩及中硬岩层中推广应用。     

反井钻井镐形镶齿滚刀破岩试验研究

根据反井钻井在坚硬岩石钻进中出现的滚刀破岩效率低、使用寿命短等问题,研制了新型镐形刀齿。通过破岩试验,镐形镶齿滚刀有较好的破岩效果,适合于在硬岩及中硬岩层中推广应用。     

煤矿反井钻机滚刀破岩模拟试验台设计研究

为研究滚刀破岩机理和岩石可钻性与滚刀破岩的效果,研制了煤矿反井钻机滚刀破岩模拟试验台.该试验台能够实现滚刀直线方向运动下破岩过程的模拟,研究滚刀刀齿截距、法向压力、滚刀运转速度以及不同类型、型号的滚刀对破岩效果的影响.滚刀破岩模拟试验台采用液压伺服系统,可根据程序以及预先设置好的数据自动调整试验参数;利用高速摄像机拍摄滚刀破岩过程的具体细节;通过岩渣筛分得到岩石破碎过程中实际消耗的能量值,实现试验过程的可视化和智能化.试验运行证明,该机符合进行反井钻机滚刀破岩试验的要求.     

反井钻机球形镶齿滚刀破岩数值分析

利用有限元软件,建立球形镶齿滚刀三维数值模型,分析了滚刀破岩原理、岩石应力和滚刀受力情况,研究了刀齿间距和刀齿排距对滚刀破岩效果的影响,得到了滚刀结构参数与岩石破碎特性的规律。数值模拟结果表明:1滚刀破岩力具有明显的阶跃特征,从而证实了岩石的跃进破碎特性。2刀齿间距较大时,破岩比能变化较小;破岩比能总体随刀齿间距的减小而减小。3破岩比能随刀齿排距的增加,先减小,后增大。在35~45mm范围内,球形镶齿滚刀排距存在1个最佳值。     

镶齿滚刀的破岩机理及分形研究

反井钻机在水电行业的施工应用中,遇到了岩石坚硬,施工进度较慢的问题,通过对镶齿滚刀破碎花岗岩粒的分形研究,找出镶齿滚刀破碎花岗岩的规律,为滚刀的设计开发提供理论指导。     

反井钻井硬岩滚刀研制与开发

针对目前反井施工钻进硬岩出现的破岩效率低、滚刀寿命短、成本高等问题,研制了适用于硬岩钻进的新型镐形镶齿滚刀,并通过镐形刀齿与锥形刀齿的对比试验及工程应用,分析了破岩效果,验证了该齿形破碎硬岩的合理性,对于反井钻井法的推广应用起到积极的作用。     

花岗岩层锥形钻齿静压钻压规律研究

煤矿及金属矿山的通风竖井、溜渣井和巷道施工中,常用的破岩刀具之一为镶齿滚刀,镶齿滚刀上的钻齿钻压为重要的钻进参数.为得到最优钻压,选用岩石试样内部节理缺陷较少、岩石力学性质相对稳定的招远地区花岗岩,以2、5和30 kN/s的钻压加载速率,进行锥形齿单齿静压入试验.通过试验,发现不同钻压加载速率下,破岩过程中,均有1个卸...     

从反井钻机多刃镶齿盘形滚刀的发展谈标准的修订

介绍了反井钻机多刃镶齿盘形滚刀的技术发展概况,通过对滚刀主要破坏形式的分析、滚刀适用范围变化、以及技术的发展,阐述标准修订的相关内容。     

楔齿滚刀的磨损失效分析

煤矿竖井钻机所用的破岩工具——楔齿滚刀(图1),是具有冲击疲劳、弯曲变形、以磨粒磨损形式为主的恶劣条件下工作的机具。在钻岩过程中,滚刀刀齿在较大的载荷下压入岩石,将其压裂,当钻头旋转时,滚刀在摩擦力的作用下产生自转,把岩石剪切成碎片,岩石的碎屑在相对运动的滚刀与岩     

立井钻井机钻头楔齿滚刀失效分析与改进措施

介绍煤矿立井钻井机楔齿滚刀破岩机理及其影响破岩效率原因分析,结合现场使用经验,总结分析楔齿滚刀失效形式及其产生原因。针对楔齿滚刀铸造工艺、轴承密封结构及滚刀在钻头体的布置结构等,提出了设计改进意见,以保证楔齿滚刀破岩的高效性,延长使用寿命。     

立井钻井机钻头楔齿滚刀失效分析与改进措施

介绍煤矿立井钻井机楔齿滚刀破岩机理及其影响破岩效率原因分析,结合现场使用经验,总结分析楔齿滚刀失效形式及其产生原因.针对楔齿滚刀铸造工艺、轴承密封结构及滚刀在钻头体的布置结构等,提出了设计改进意见,以保证楔齿滚刀破岩的高效性,延长使用寿命.     

反井钻机滚刀的使用寿命

<正> 在煤矿建设中,反井钻机是用于钻井的一种常用设备,其上的刀具是一种镶嵌硬质合金的破岩滚刀。当钻机运转时,工况条件十分恶劣,滚刀要受到岩石的冲击、磨损等多方面交变周期性疲劳载荷的作用,对提高滚刀寿命,降低钻井成本是十分不利的。影响滚刀使用寿命的因素是多方面的,现以滚刀的破岩机理和加工工艺等方面进行探讨,以提高滚刀的使用寿命。     

反井钻井工艺及其关键技术研究

反井是地下井巷工程施工难度最大、风险最高的施工项目,在总结和分析反井钻井过程中导孔钻进和扩孔钻进的工艺流程的基础上,围绕滚刀破岩、钻孔偏斜控制、钻具受力特征、围岩稳定性控制等关键技术问题,凝练了反井钻井工艺中导孔钻进和扩孔钻进2个主要工序中的7项关键技术问题:导孔钻具受力特点及偏斜控制技术;导孔钻进洗井介质的选择及其压力、流量等参数与排渣效果之间的相互关系;导孔钻井过程中钻进参数、洗井介质、地层结构对孔帮稳定性的影响和控制技术;扩孔钻头滚刀破岩方式及滚刀布置分析;刀具作用于岩石压力的确定、压力和推进力之间的协调性、单位体积破岩能耗、刀齿的磨损与矿物成分之间的相关性等扩孔钻进参数对扩孔钻进效率的影响;扩孔过程中地层的蠕变、风化和水化、钻井直径、钻井深度和暴露时间等参数对井帮稳定性的影响及风险判识;扩孔钻进过程中钻杆连接方式、受力特点及疲劳破坏特征分析。同时,给出了由主机系统、钻具系统、冷却降尘系统和辅助系统组成的反井钻井装备及面临的问题;并介绍了反井钻井试验平台研究系统和反井钻井技术、装备和工艺的标准体系,为反井钻井的工程应用、设备制造、关键元部件的标准化提供了理论指导和技术支撑。     

硬岩大直径钻机用球齿滚刀破岩分析

从硬岩大直径竖井钻井工程的实际要求出发,分析了硬岩大直径竖井钻机用球齿滚刀破岩与轴压力、转速及洗井排碴等钻井工艺参数之间的关系,并给出了相关的计算公式;提出合理使用刀具应考虑的因素,并参考美国(休斯公司)、俄罗斯等国家的相关研究和试验结果,以某型钻机为例进行了定量分析。     

高压耐磨双金属复合冶金楔齿滚刀的研制

通过对煤矿竖井钻机破岩楔齿滚刀失效原因分析及滚刀刀壳铸造工艺的改进,研发了双金属复合冶金楔齿滚刀,在保证刀齿耐磨性能的同时,降低了刀壳的加工成本。另外,对现有破岩滚刀密封结构的改进设计,满足了楔齿滚刀深井钻井作业8~10MPa耐高压的密封性能要求。新型的密封结构与铸造工艺延长了楔齿滚刀使用寿命,为钻井法的发展与应用提供了更为广泛的空间。     

复合楔齿滚刀壳体铸镶用球铁的研究

竖井钻机是凿井工程中较先进的设备之一,但由于破岩刀具—楔齿滚刀易于磨损,使用寿命低,从而降低了钻井效率,是当前影响钻机正常使用的主要问题之一。楔齿滚刀的工作条件是恶劣的,它在泥浆中以较高的钻压,压碎和切削岩石,齿刃部份承受着小能量的多次冲击和滑移时的弯曲应力。目前,国内生产的刀壳,大都选用22CrMnMo,20Ni_3MnMo等优质钢材为刀壳基体,在齿刃部份堆焊硬质合金耐磨层,国外也大体如此。     

镶齿滚刀及滚刀钻头嵌岩技术的研究

根据大口径嵌岩桩施工的需要,研制了镶齿滚刀及滚刀钻头,介绍了镶齿滚刀硬质合金齿的选择、布置,镶齿及密封技术,滚刀钻头的结构设计及钻进参数的确定。经生产性试验取得了良好的效果。     

铸镶型楔齿滚刀的研究

一、概况 钻井法凿井是煤矿竖井掘进的新技术,迄今已成功的钻出了20多个井筒。但由于破岩刀具—楔齿滚刀(简称滚刀)易于磨损,造成工地提钻频繁,影响技术经济效果。根据淮北临涣西风井的统计:在钻进岩石较硬的情况下,直径2.6米超前钻,钻进岩石深