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。     

新型偏心跟管钻具的设计与有限元分析

介绍了新型偏心跟管钻具的结构组成以及设计思路。针对跟管钻具工作环境与受力作用复杂的情况,通过对跟管钻具进行建模,设定各种载荷条件,运用有限元分析软件ANSYS11．0对跟管钻具的工况进行模拟。根据模拟分析结果能够对钻具的设计进行改进,并为新型跟管钻具设计结构的合理性和可靠性提供理论依据。     

复杂地层跟管钻进套管强度的有限元分析

针对复杂地层的跟管钻进技术进行研究,分析了跟管钻具的受力情况,并对易损部件进行有限元分析,对实践过程中出现的问题进行改进以及对套管螺纹结构的优化设计,提出了改进方案。     

对复杂地层偏心扩孔跟管取心钻具的设想

针对复杂地层钻进和取心困难的问题,将潜孔锤跟管钻进、局部反循环取心工艺和单动双管取心钻具结合起来,设想了一种复杂地层偏心扩孔跟管取心钻具。论述了设计原则、设计思路、钻具工作原理以及钻具的特点。     

卵砾石地层潜孔锤同心跟管钻具的研究

卵砾石地层是钻探工程中常见的一种典型的不稳定地层。通过分析目前在卵砾石地层的钻进方法，并针对这一地层的特点，提出了潜孔锤同心跟管钻具在该地层中应用的可行性，并分析设计了钻具的原理、结构及特点。结合实验结果，认为潜孔锤同心跟管钻具在卵砾石地层中具有广阔的应用前景。     

洛阳栾川钼矿复杂地层钻进工艺研究与试验

针对洛阳栾川钼矿复杂地层情况,对其钻进工艺进行研究,重点论述了全孔反循环钻进技术和跟管钻进技术的工作原理以及钻具组合、实验设备、野外工作情况及野外试验成果.生产试验证明,潜孔锤跟管钻进、潜孔锤反循环钻进技术的组合型应用对该矿区复杂地层的钻进更加有效.     

GJ—91跟管钻进钻具及其试验效果

在岩心钻探工程中,对付复杂地层最有效的技术是实现跟套管钻进。传统的跟管钻进方法,由于技术落后,无法在胶结性差的地层实现跟套管,在岩心钻探中已很少采用。目前,国外在胶结性差的复杂地层用的跟管钻进方法已有几个国家在实用方面取得了一定成效,如全苏勘探技术研究所的PPB扩孔钻具和美国阿克尔公司的管下钻具等,已相继投入应用。在国内虽然也作了一些研究,但至今尚未见到能用于岩心钻探的跟管钻进钻具问世。我所近期研制了一种GJ—91扩孔张敛式跟管钻进钻具,简称GJ—91钻具,结构类型属扩孔翼张敛式,     

空气潜孔锤跟管钻进技术与应用

跟管钻进技术已发展成为对付复杂地层钻进的一种有效方法,主要介绍空气潜孔锤跟管钻进技术、SP系列跟管钻具的特点以及空气潜孔锤跟管钻进技术在地质灾害、水电建设、城市高层建筑地基处理、公路、铁道建设工程等复杂地层钻进的应用。     

煤矿井下复杂岩层跟管定向钻进技术研究

为了解决煤矿井下复杂岩层破碎定向钻进出现孔壁坍塌而成孔难题,创新发明出复杂岩层跟管定向钻进技术护住复杂破碎孔段。该技术先采用中心定向钻具外跟套管穿过复杂地层,然后提出中心定向钻具利用外部套管护住复杂岩层孔段,最后在外部套管内下入下一级定向钻具施工。本文通过开展跟管定向钻具设计、跟管定向钻进工艺研究,并将该技术应用于淮北某矿高位定向钻孔试验。试验中该技术成功护住了由2层煤线、1层泥岩组成的103.5 m复杂岩层孔段,最终定向钻进成孔孔深530 m。试验表明,本技术可有效护住复杂地层孔段,提高复杂岩层定向钻孔深度和保护抽采通道。     

复杂地层金刚石取心跟管钻进技术

介绍了一种冲击式取心跟管钻进技术.采用组合钻具进行跟管钻进,通过随钻跟入的套管保护孔壁,解决因钻孔垮塌导致钻探效率和岩心采取率低等技术难题.组合钻具由扩孔张敛式跟管钻具、液动冲击器和取心工具3部分组成,适用于长孔段复杂地层岩心钻探.     

高温硬岩空气潜孔锤钻头设计

干热岩试验性开发井钻井施工,在高温硬岩的地层条件下,如何实现高效钻进仍存在很多技术难点。空气潜孔锤钻进技术是解决硬岩地层钻进的有效方法之一,潜孔锤钻头是空气潜孔锤钻进的关键器具。根据青海共和干热岩GH-01井空气潜孔锤钻进技术应用情况,分析探讨了空气潜孔锤钻头断齿、掉齿、磨损严重、使用寿命短等问题,从钻头结构设计、钻头材料选取、钻头冷压固齿工艺等几个方面对空气潜孔锤钻头进行了优化。固齿优化过程中采用有限元分析方法,对钻头冷压固齿过盈量进行仿真分析计算,根据分析计算结果确定最优固齿过盈量。通过对潜孔锤钻头结构、材料、加工等优化,为适用于高温硬岩的空气潜孔锤钻头研制提供了借鉴。为提高空气潜孔锤钻进综合效率,为干热岩钻探开发提供了技术支持和技术储备。     

网格对潜孔锤钻头球齿冲击过程数值模拟的影响

潜孔锤钻头冲击钻进的过程是一个高度非线性、大变形、破坏的过程。对这一复杂过程的研究，目前主要是利用实验方法。应用非线性显式三维有限元求解程序LS—DYNA3D，采用与岩石性质较接近的混凝土模型，对潜孔锤钻头硬质合金球齿冲击混凝土板的过程进行了仿真计算，讨论了不同网格尺寸对冲击力、冲击速度及破碎坑深度的影响等。     

双向气动冲击机构配气行程设计研究

冲击回转挤密法钻进是一种先进的土层锚杆成孔工艺方法[1]。双向气动冲击机构是其成孔设备双向气动潜孔锤的核心机构,配气行程长度的设计是否合理关系到潜孔锤正向冲击时的工作性能及能否实现有效的反向冲击。在分析配气原理的基础上,采用分段计算法,结合有限差分原理对双向气动冲击机构的配气行程长度设计进行了研究,并提出了双向气动冲击机构配气行程长度比的设计参考值。     

大直径集束式潜孔锤反循环钻进技术研究

针对大直径集束式潜孔锤反循环钻进试验发现的问题,选型配套了大规格双壁钻杆,改进设计了大直径集束式反循环潜孔锤和孔口密封装置等关键装置。依托某大直径工程项目进行了现场试验,结果显示:大直径集束式潜孔锤反循环钻进平均机械钻速3.41 m/h,与同条件下大直径牙轮钻头正循环钻进相比,效率提高了3.2倍;与原大直径集束式潜孔锤反循环钻进相比,效率提高了60%。     

空气潜孔锤孔底局部反循环封堵工具研究与应用

空气潜孔锤钻进工艺钻进效率是常规钻井工艺的10~20倍,对提高矿产资源勘探开发效率,促进贵州省经济发展具有重大意义。西南(贵州)喀斯特地区是全球最大的喀斯特连片分布区,碳酸盐岩地层分布广泛,溶洞及溶隙、裂隙发育,在使用空气潜孔锤钻进工艺钻进时,容易发生漏风现象,导致返渣困难,甚至发生卡钻、埋钻事故。双壁钻杆空气潜孔锤局部反循环钻进工艺可以有效解决喀斯特地区空气潜孔锤钻进工艺使用困难的问题,但该工艺使用的封堵工具极易磨损,限制了该工艺在深井钻探中的使用。本项目主要以双壁钻杆空气潜孔锤局部反循环封堵工具为对象,通过调整封堵工具结构,增加封堵环旋转性能等手段,对封堵环进行改良和优化设计,增加封堵工具的使用寿命,实现双壁钻杆空气潜孔锤局部反循环钻进工艺在深井钻探中的应用。     

风动潜孔锤钻进效率敏感性灰色关联法分析

分析了影响风动潜孔锤钻进效率的影响因素,利用实验数据建立了数学模型,然后根据灰色关联分析法对各影响因素进行敏感性分析,得到各个影响因素与钻进速度的关联程度。利用敏感性分析结果可以针对提高风动潜孔锤钻进效率采取科学措施,更有利于规范管理。     

潜孔锤反循环钻进技术及应用

贯通式潜孔锤的研制为流体介质反循环开辟了通道。采用计算机模拟仿真电算方法，实现了潜孔锤的计算机辅助设计，优化了潜孔锤性能、将多喷嘴引射器原理用于钻头的结构设计，使反循环形成稳定可靠，并能取出柱状岩矿心。在复杂地层地质岩心勘探、水文水井钻凿、大直径硬岩基桩孔钻进等领域全面应用，取得了显著经济与社会效益。