金3井混镶金刚石钻头的设计与应用

针对东北地区金3井沙河子组致密泥岩和砂砾岩互层,地层软硬交错、研磨性强,钻进机械效率低,钻头寿命短的问题,通过改进胎体配方、采用耐磨的混镶金刚石热压镶嵌齿作为切削齿、优化了钻头的切削结构、采用CFD软件进行钻头水力结构模拟与优化,研制了混镶金刚石钻头(NR826M)。所设计的钻头在金3井共使用了3只,总进尺784.69 m,钻头平均机械钻速1.03 m/h,单只钻头最高进尺295.03 m,钻头寿命是牙轮钻头的6.5倍,机械钻速是牙轮钻头的1.5倍,为该井缩短了钻井周期40天,降低了钻井施工成本,也为该地区同类地层的钻头选型提供了更多的选择。     

粒子冲击钻头的研制与现场试验

粒子冲击钻井依靠金属粒子高速冲击井底破岩,粒子冲击钻头是实现该技术快速破岩钻进的关键工具。为了使粒子冲击钻头获得良好的破岩提速效果,优化了钻头的水力结构参数(喷嘴流道、径向距离和角度等)和机械结构参数(加工方式、布齿方式、排屑槽结构和内腔结构等),对钻头的整体结构进行设计,并采用计算流体力学方法进行了验证,最后开展了现场试验。钻头喷嘴选用流线形流道结构,钻头采用胎体式加工,逆螺旋结构的刀翼,刀翼式布齿方法和扁圆柱台阶内腔结构。现场试验表明,该粒子冲击钻头工作稳定,能够提高机械钻速92%左右,具有明显的提速效果。     

针对地层岩性特征进行金刚石钻头优化设计和选型

金刚石钻头在钻井破岩中所占的比例越来越大，而岩石力学特性是进行金刚石钻头设计和选型以及制定钻进参数的主要依据。本文在弹性力学理论基础上建立起预测岩石力学特性的数学模型，利用现场测井资料对金刚石钻头设计参数(保径材料、水力结构、切削齿尺寸、布齿密度以及钻头剖面)进行了分析研究，针对地层岩性特点作出钻头的优化设计，并相应地推荐了适用的钻头型号。     

机夹可转位钻头

<正> 机夹可转位钻头是一种结构先进的高效率钻头,是现代钻孔领域中的新型刀具,推广和应用该类钻头,将明显提高生产效益。一、主要形式机夹可转位钻头(图1)采用机械夹固     

内喷孔式反循环钻头结构优化设计及CFD模拟分析

为解决贯通式潜孔锤反循环连续取心(样)技术在钻进"硬、脆、碎"等复杂地层时反循环排不出渣或者排渣不彻底的现象,在现有贯通式潜孔锤反循环连续取心钻头结构的基础上,优化设计一种新型内喷孔式反循环钻头,能在孔底形成强有力的多股引射抽吸流场,并模拟分析了内喷孔轴线水平偏角和内喷孔轴线与钻头中心的偏距2个结构参数对新型反循环钻头结构抽吸能力的影响。通过模拟分析的验证,此种反循环钻头的结构更加简单,反循环效果比较优良。     

钻式采煤机多钻头互换控制系统设计

提出了一种新型钻式采煤机的互换控制系统,通过可互换机械结构的设计和基于改进型逼近理想解排序(TOPSIS)法的钻头优选流程的设计,实现了钻头、钻杆各结构装卸的自动控制,并保证了采煤机的定向钻进。     

不同地层钻进用金刚石钻头分析研究

在钻探工程中,特别是深孔钻进中,常常遇到各种复杂情况,例如,遇到坚硬裂隙性地层钻进问题,空气泡沫洗井时钻头冷却问题,钻孔和岩心保径问题,等等。这些复杂情况的解决几乎均与钻头的技术特性和工作能力有关。应从钻头方面进行研究、采取对策,以便提高钻探工程的技术经济指标。俄罗斯专家在解决上述有关问题时在可以使用的钻头方面进行了很多的研究,取得了一定的成果,包括坚硬裂隙性岩石钻进用金刚石钻头、压缩空气(泡沫)洗井用金刚石钻头、保径金刚石钻头等。本文介绍了这几种获专利技术的金刚石钻头的结构、工作原理及优点,可供我国研究和借鉴。     

筛孔螺旋钻杆专用钻头设计及结构优化

筛孔螺旋钻杆对于松软突出煤层钻进具有较好的护孔效果,但因其特殊的内、外双排渣通道结构,普通的钻头破落煤体后煤渣无法在钻头处进入筛孔螺旋钻杆内排渣通道。为此,对钻头结构进行改进,设计了一种筛孔螺旋钻杆专用钻头。分析了钻头结构以及工作原理,优化了钻头柄部排渣槽结构,提高了钻头强度。钻头与筛孔螺旋钻杆联接后,排渣槽直接与钻杆内排渣通道连通,钻头破落的煤体一部分直接进入钻杆内排渣通道,提高了排渣效率。     

浅谈国内外金刚石钻头的发展趋势——高效、低耗

通过对钻头结构、钻头胎体内在性能、烧结工艺及水力流场的研究,以达到金刚石钻头高效低耗的目标,对不同结构钻头分别进行试验,取得了良好的技术经济效果。     

复合锥单牙轮钻头牙齿磨损研究

复合锥单牙轮钻头是基于球形单牙轮钻头的新型单牙轮钻头,其独特破岩方式能提高钻头效率。但现场试验发现,钻头牙轮小端一侧切削齿和保径齿磨损严重,牙轮大端切削齿和保径齿基本没有磨损,导致整个钻头钻进速度降低。为弄清偏磨机理,通过有限元分析方法对钻头各齿圈牙齿载荷变化规律进行了分析,并分析了各齿圈牙齿的切削轨迹形状和牙齿与岩石的接触时间。结果表明：牙轮大端的牙齿载荷大于牙轮小端的牙齿载荷,但牙轮小端牙齿与岩石的接触时间更长。综合分析牙齿破岩时间和牙齿轴向载荷,理论上(6)号齿圈牙齿磨损应该最小。现场试验结果表明：不但(6)号齿圈磨损较小,(1)、(4)、(5)号齿圈的磨损更小;钻头一侧保径齿磨损严重,且(7)、(8)号齿圈磨损严重,根据研究结果分析认为钻头钻进过程中向井壁一侧发生倾斜,导致钻头一侧切削齿和保径齿磨损严重。     

岩心管满眼防斜钻具在水井工程中的应用

水井钻探工程中采用岩心管满眼防斜钻具，防斜效果好，介绍了钻具结构及应用实例。     

GXD-5S型水平岩心钻机动力头的设计与分析

针对千米级水平绳索取心钻进工艺对桅杆式钻机动力头的要求,阐述了GXD-5S型千米级水平岩心钻机动力头的设计思路和设计方案,介绍了动力头变速、减速的传动结构;采用三维虚拟样机技术在Solidworks软件中对动力头进行快速设计建模,并在Simulation环境中对传动齿轮副、主轴、动力头箱体等关键零部件进行有限元分析,具有较高的设计效率和直观明了的分析校核结果,FEA分析结果与传统校核计算公式所得结论一致。     

深海硬岩岩芯保真取样技术的研究

介绍了一种采用水力方式输送转移硬岩岩芯的深海硬岩保真取样技术。利用该技术,可在深海钻取硬岩岩芯后,将岩芯从取芯钻具中释放,然后采用水力输送方式将裸岩芯转移送入取芯钻机附带的深海保真装置中;并且当岩芯从深海底回收后,可在保真状态下将裸岩样转移送入实验室中的后续长期保真实验设备中。从理论上分析了水力输送转移岩芯的原理及影响因素,并通过实验进行了验证。简要介绍了一种采用该技术设计的深海硬岩保真取芯器的结构和工作原理。     

连续采煤机滚筒载荷的计算机模拟

随着适于长壁开采煤层的逐渐减少,连续采煤机及其配套没备在开采边角煤、“三下煤”、不规则块段以及工作面巷道掘进等方面发挥着越来越大的作用,逐渐成为提高矿井综合效益的必要手段。     

KT178 型取心钻具在共和干热岩钻井中的应用

青海共和盆地干热岩资源富集于花岗岩地层,硬度高,研磨性强,部分层段裂隙发育,取心困难。针对干热岩地层和取心需求特点,研制了一套KT178型取心钻具,并配套设计了孕镶金刚石取心钻头。该钻具为单动双管取心钻具,可配套井底动力钻具使用,设计中注重对钻具外管、卡簧等关键部件的强度校核。在GH-01井和GH-02井中,经过两轮试验和优化,钻具逐渐成熟,获取了较完整的岩心样本,满足干热岩勘探取心要求,具备了向页岩气、水资源勘察等具有间断取心需求的同类工程推广应用的条件。     

松辽盆地第三系含砾砂岩、砂砾岩层的钻探取心技术

介绍了自行设计加工的 2种取心钻具在松辽盆地第三系含砾砂岩、砂砾岩层的应用情况。生产试验结果表明 ,这 2种钻具设计合理 ,制订的操作规程适当。     

球磨机筒体应力场的有限元分析

球磨机运行过程中承受动载荷,筒体受到冲击而产生振动,时常发生破坏。根据城海水泥公司3×11 m球磨机筒体的实际受力状况进行简化建模,并运用ANSYS软件对筒体进行仿真分析,计算出筒体的应力分布规律,通过比较理论值与实验值,找出筒体破坏的主要原因,为球磨机的维护与设计提供理论依据,对现场生产有重要的指导意义。     

基于AWE的矿用车车架结构CAE分析

运用ANSYS Workbench(AWE)集成开发平台建立了车架结构的实体单元模型,对车架结构进行了静力学和动力学分析,用以指导车架的实际生产。在AWE环境下Design Modeler模块中对车架进行三维建模;借助于这个模型,在AWE的Design Simulations模块中进行网格划分和约束载荷的施加;在此基础上并行地对车架进行了静力条件下的应力应变分析和车架的模态分析。     

圆筒零件精圆整专用设备

采用传统常规工艺方法无法满足薄壁筒体零件的圆整精度要求。就薄壁筒体零件的精圆整加工工艺 ,介绍了一种专用设备的结构设计 ,动作原理 ,滚压加工机理 ,典型结构特点以及有关的走刀 (进给 )速度计算     

锚喷喷浆机器人的设计研究

介绍了喷浆机器人的结构、工作原理和液压驱动系统的设计，并对枪杆旋转关节所采用的液压位置伺服控制进行了研究分析。使用证明，该喷浆机器人达到了设计要求。