旋冲钻井技术在内蒙古意1井的应用

为了提高内蒙古意1井3000 m以深下部井段机械钻速,采用了射流冲击器旋冲钻井提速技术。根据地层岩性特点,通过冲击器台架性能测试,优选出了冲击器的冲击功及冲击频率,确定了旋冲钻井参数。射流冲击器配合牙轮钻头应用井段为3675~3817 m,通过合理确定水力参数及冲击器的性能参数,取得了预期的提速效果,达到了提速增效的目的。冲击器纯钻共计185 h,总进尺142 m,采用旋冲钻井技术,在相同地层及钻头条件下,旋冲钻井2趟钻进进尺较以前转盘钻进4趟钻进进尺多10 m,提高机械钻速达42%,为白音查干区块钻井提供了一项新的技术手段。     

88mm口径绳索取心技术在煤田地质浅孔的应用

煤田地质钻探地层一般分为煤系地层和非煤系地层。普通提钻取心钻探方法，钻进煤系地层时，为防止打丢、打薄煤层，常采取见软就提钻、限制回次进尺等办法，造成煤系地层中频繁提钻，辅助时间显著增加，因而常常是：一个煤田地质浅孔钻进的上、下钻时间几乎相当于非煤田中深钻孔正常提钻钻进上、下钻所用的辅助时间。     

可控土层挤密非开挖管线铺设方法及应用

介绍了4种方向可控的土层挤密式非开挖管线铺设方法:可控冲击矛挤密工法、可控冲击矛水平钻进技术、先导式土层挤密施工技术和土层挤密式微型隧道施工技术。同时,还对各种施工方法的使用条件和应用情况作了简要论述。     

潜孔锤冲击挤密钻进成孔法的探讨

探讨了潜孔锤冲击挤密钻进成孔法的产生、钻进机理及其优点，并就该成孔法在锚杆孔施工中所存在的问题，从理论上进行了分析研究，并据此设计了两种结构的挤密钻头。     

绳索取心冲击回转钻进效果及其工艺探讨

突破坚硬致密“打滑”的石英细砂岩是福建省煤田绳索取心金刚石钻进的技术难题。本文介绍了S75C钻具在两个煤田进行绳索取心冲击回转钻进取得的显著效果。笔者利用计算机对钻压、转速在不同岩性地层中与钻速的关系，进行了多元回归和双元素力差分析，探讨了钻压、转速对钻进速度的影响，就泵量、泵压对钻进效率的影响进行了分析，提出了合理的钻进参数选择范围；对钻头造型提出了基本意见，本文还介绍了S75C绳冲钻具改进成与S75内管总成通用，实现不提钻进行绳冲与绳取回转钻进灵活互换的方法，钻具改进后具有更广泛的适用性。     

MZ150型锚杆钻机的工业性试验

ＭＺ１５０型锚杆钻机是针对我国锚杆施工市场需求而设计的一种小型全液压钻机。通过长螺旋钻进、冲击挤密钻进及风动冲击回转钻进３种钻进工艺方法的工业性试验证明,其各项技术参数达到了设计要求,完全适合于我国锚固工程施工要求     

科学钻探取心钻进方法的改进和发展

介绍了绳索取心液动锤、不提钻换钻头、不提钻换钻头一冲击回转取心、不提钻换钻头一孔底马达、智能式绳索取心等几种适合于小直径科学深孔钻进的取心钻进系统的特点、优缺点、目前研制和使用状况，提出了今后研究工作的方向。     

地质勘探套管钻进技术研究

针对复杂地层钻探,基于绳索取心钻进原理,采用不提钻换钻头取心钻进方法,开展地质勘探套管钻进新方法研究,包括套管取心钻具、代替绳索取心钻杆使用的套管,护壁措施、套管钻进工艺等,野外生产试验取得了较好的技术经济效果,并根据存在问题提出了进一步完善的建议。     

射流式液动旋冲钻井工具在辽河静73-21井的应用

为了提高辽河静73-21井下部井段机械钻速,采用了射流旋冲钻井提速技术。根据地层岩性和邻井特点,通过射流旋冲钻井工具性能测试,优选出了工具的冲击功及冲击频率,确定了旋冲钻井参数。射流旋冲钻井工具配合PDC钻头应用井段为386~2049m,通过合理确定水力参数及旋冲工具的性能参数,取得了预期的提速效果,达到了提速增效的目的。射流旋冲钻井工具纯钻共计67h,总进尺1663m,静73-21井二开井段机械钻速为24.82m/h,与邻井相同井段相比提高了18.92%。应用结果表明,φ178mm液动射流式钻井工具提速效果显著,为该区块硬地层钻井提速提供了一项有效技术手段。     

建材非金属矿钻探技术的新进展

建材地质勘探技术，随着钻探技术的不断发展，结合矿床地质特点，由比较单一的钻进方式逐步发展成多种钻进方式，以配合不同矿区地层岩性，对岩矿心不同的要求采用不同的方式、不同的钻头类型来完成矿区地质勘探任务。当前，我系统在应用新技术、新方法，如绳索取心、冲击回转、空气洗井、水力连续取心以及新型切削材料、特殊矿种取心等方面也有不同程度的发展与特色。人们一般认为绳索取心技术用于深孔效果较好，而用于浅孔则意义不大。然而，我们却利用钻具级配间隙小、提钻少或不提钻、对井壁破坏少的特点，以快速一钻终孔来钻探那些易于坍塌掉块、破碎漏失地层的浅孔，这不仅减少、甚至杜绝了孔内事故，节省了大量的护孔堵漏材料，提高了钻进效率，大大降低了钻探成本。     

液压凿岩机回转速度控制系统

为提高液压凿岩机效率以及延长其使用寿命,利用最优凿岩角理论,完成了基于冲击频率控制回转角度的液压凿岩机控制系统。根据最优凿岩角理论,在破岩时特定性质的岩石有确定的最优凿岩回转角度与之对应,此时钻具破岩效率最高,即不同冲击频率可对应凿岩机不同回转速度。基于LabVIEW平台开发的冲击频率提取功能可实时提取液压凿岩机冲击信号,并加以处理得到实时冲击频率,依据最优回转角理论计算凿岩机最优转速,并将数据传输至控制器,通过控制器程序实现对液压凿岩机回转速度调节的目的。通过试验验证,本控制系统可以有效实现基于冲击频率对液压凿岩机回转速度的精确控制,从而实现对液压凿岩机最优转角的实时控制。     

龙羊峡水电站左岸坝肩尾工超深定向排水孔施工控制技术

龙羊峡水电站左岸坝肩尾工4个孔径130 mm、孔深80 m超深倾斜定向排水孔工程,从坝肩EL2610全部钻通至EL2530排水廊道(2 m×2.5 m)理论设计终孔点。采用瑞典Atlas-A32型潜孔钻机施工。针对该钻机钻具偏垂度3%的困难(同时也验证了其偏垂度3%的科学性),从技术参数控制和施工工艺控制上克服了潜孔钻施工超深定向孔偏垂度过大的技术"瓶颈",总结出了瑞典进口Atlas系列潜孔钻机冲击回转钻具施工超深定向孔的技术成果,为国内不同行业同系列Atlas系列钻机施工超深定向孔提供了参考依据。     

接杆凿岩接头动力模型及其分析

接杆钎对冲击能的传递特性影响接杆式凿岩效率，而接头是接杆钎的重要环节，作者利用冲击钻进波动理论和现代控制理论，建立了接杆凿岩接头的ＳＤＭ（Ｓｐｒｉｎｇ－ＤａｍｐＭａｓｓ）动力模型，并对接头的能量传递机制进行了分析，为实现接头的优化设计提供了理论基础。     

模型试验在钻杆柱研究中的应用

在忽略钻头、钻铤和主动钻杆几何尺寸,且不考虑接头影响条件下,以相似理论为基础,运用模型试验,对钻杆柱的扭应变进行了分析研究。通过对φ50、φ89钻杆在相同边界条件下的实验分析,得到2种钻杆之间扭应变差异的规律,可为认识钻杆的全面性提供有力的保障,为钻杆的优化设计提供重要的参考依据,对工程钻进具有一定的指导意义。     

钻孔冲击破岩掘进过程的数值模拟与工艺探讨

为解决现有硬岩掘进方法进尺效率低的问题, 提出了使用液压冲击设备进行超硬全岩巷道快速掘进的新工艺和新方法。通过APDL编程, 利用“生死单元”对超硬岩体的钻孔冲击破碎过程进行了模拟和分析, 并在锦州凌海白台子乡花岗岩采石场进行了现场工艺试验。结果表明, 钎杆冲击位置与钻孔的距离应控制在0.15～0.2 m, 钻孔半径以0.035 m为宜。钻孔冲击破岩的效率约为无钻孔冲击破岩效率的4倍, 钻孔冲击破岩可以实现硬岩掘进, 但工艺还有待进一步优化。     

大直径嵌岩斜桩冲击钻头冲击齿破岩数值模拟研究

大直径嵌岩斜桩的冲击成孔过程非常复杂,常规冲击钻头在钻进过程中存在效率低、磨损快、使用寿命低和成孔质量不高等问题,而钻头底部的冲击齿的类型和排布方式是解决这些问题的关键因素之一。基于此,本文采用数值模拟的方法,利用ANSYS LS?DYNA软件分析了三角棱柱齿、楔形齿和双锥形齿等3种冲击齿在不同冲程条件下冲击破坏不同抗拉强度砂岩的过程。研究结果表明,在岩石强度较低时,可以优先选择楔形齿,而受施工条件限制需要在低冲程条件下钻进较高强度岩石时,可优先采用三角棱柱齿。研究成果可为大直径嵌岩斜桩的冲击成孔施工选择钻头冲击齿提供一定的理论依据。     

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。     

基于MATLAB的气动凿岩机部分结构参数的优化设计

详细介绍了Y018型气动凿岩机的工作原理,建立了冲击能的数学模型,给出了以冲击能最大为目标的线性约束的MATLAB优化程序。计算结果表明,结构参数优化后的冲击能较优化前的冲击能有明显的提高,在一定程度上克服了气动凿岩机能量利用率低的缺点,对其他类型气动凿岩机的设计具有参考价值。     

基于有限元法的钻杆柱纵向振动分析

钻杆的纵向振动对钻杆失效有较大影响。采用ANSYS软件对2000 m以内钻杆柱的纵向振动进行了分析,得到了不同钻具规格、不同钻铤长度、不同钻杆柱长度的固有频率,获得了钻杆柱纵向振动的前五阶固有振型。结果表明,钻杆柱的固有频率受钻杆规格和钻铤长度影响很小,受钻杆柱长度影响较大。     

高水基液压凿岩机性能分析

针对高水基液压凿岩机的冲击过程,建立了高水基液压凿岩机实体模型,通过ANSYS对缸套进行了静力学分析,并利用ADAMS对凿岩机进行了动态性能分析,所得结论对于高水基液压凿岩机的合理设计、整机设计的稳定性等具有重要的指导意义。