楔齿和牙轮钻头压入高温岩石的破坏机理——机械钻孔中岩石破坏机理(第四篇)

一、前言到目前为止,我们用剪切破坏理论和塑性滑移理论说明了楔齿压入时岩石的破坏机理。明确了齿形牙轮和圆盘形牙轮钻凿岩石时其破坏机理几乎与楔形压入相同。这次是研究用牙轮钻头钻凿开发地热时的高温岩石的情形。为了探讨钻孔效率随温度的变化情况,通过实验求出了岩石在高温下的特性以及钻头和岩石间的摩擦系数,从理论上探讨了楔齿压入岩石的破坏机理。此外,对高温岩石进行了楔齿压入实验以及牙轮钻头钻凿实验,并将理论解析结果与实验     

岩石在楔形钻头压入时的破坏原理 机械钻孔中岩石破坏机理(第二篇)

1.绪言在第一篇中,在光弹性试验的基础上确定了楔形齿刃压入弹性体时的边界条件,并求出了弹性体内发生的应力分布。现在,为了使这一结果适用于岩石,首先测定所     

Ø76 mm小直径钢齿三牙轮钻头设计

针对小口径不取心钻孔,开展了?76 mm钢齿三牙轮钻头规范性的系统设计。本文参考国产石油三牙轮钻头结构设计参数取值,设计了?76 mm钢齿三牙轮钻头结构参数值,校核了牙轮钻头计算直径。系统介绍了井底击碎图和齿圈啮合图的绘制方法,并对铣齿牙轮的齿圈布置进行了优化。采用非密封滑动轴承结构,钢球锁紧牙轮,对滚珠轴承进行了设计计算,确定了滚珠数量、滚道尺寸及间隙。精确计算了楔形齿的相关参数,确定了铣刀角和铣刀安装角。阐述了小直径钢齿三牙轮钻头的零件细节、加工工艺。利用Excel函数运算功能和三维参数化实体模拟软件,解决了牙轮钻头传统的繁重的手工计算和繁琐的二维投影手工绘图的问题,提高了设计效率和设计精度,为类似牙轮钻头的设计提供了借鉴。     

混合钻头破岩机理浅析

随着我国油气资源的不断开发,钻井深度也不断的加大,因而各钻井公司对钻头的质量有了更高的要求,近年来国外提出的将PDC钻头和牙轮钻头的优点结合,形成了具有PDC结构和牙轮结构的混合钻头,混合钻头设计合理,在钻井过程中会合理地融合两种钻头的切削作用,使其相互影响,从而在硬地层中利用牙轮钻头切削结构的缓冲作用,较好地减缓了PDC钻头的切削齿的磨损速度,并且当牙轮切削齿出现磨损后,PDC钻头的切削结构承担了较大部分的钻压,因而牙轮切削齿的磨损速度也可以得到较好的缓解,混合钻头可以在多种地层中整体提高了钻井效率。     

地勘牙轮钻头专用CAD系统

介绍了以Auto CAD为开发平台的地勘牙轮钻头专用CAD软件系统的开发及其应用。该系统由参数设计、布齿设计、参数化绘图3部分组成,可采用菜单、对话框和图标等形式对地勘牙轮钻头进行计算机辅助设计。在参数选取后进行布齿设计,然后进行参数化绘图,分别绘制出牙掌图、牙轮图和其它零件图,最后绘制装配图。     

三牙轮钻头失效形式

<正>三牙轮钻头由切削结构、轴承结构、锁紧元件、储油密封装置、喷嘴装置等二十余种零部件组成。它广泛用于大型露天矿及铁矿、有色金属矿山钻凿炮眼等地矿工程的系列工具钻头,其设计结构主要由主体、牙轮、牙爪和轴承等部分组成。其中主体主要用来连接牙爪与钻柱,牙爪用来支撑牙轮,牙轮是破碎岩石的部件,牙轮上合金齿是破碎井底岩石的工作刃,轴承由牙轮内腔,牙爪轴颈和滚动体组成。     

硬岩牙轮钻头的滑移和磨损

本文阐述了坚硬岩石牙轮钻头在坚硬花岗岩中钻进时的运动状态及某些运动特性。发现一个牙轮钻头中的三个牙轮回转速度不相同.而不同类型牙轮钻头的牙轮转速也不相同。牙轮合金齿存在滑移。本文指出如何减少牙轮转速的差别及对牙轮钻头合金齿提出具体要求。     

KY-250A牙轮钻卷扬限位装置的改进设计

我公司现拥有3台KY-250A牙轮钻机,其工作性能良好,但是它的卷扬装置日捕出现钢绳跳槽现象,KY-250A牙轮钻卷扬装置如图1所示。     

井底轨迹图CAD在牙轮钻头布齿设计中的应用

地勘牙轮钻头CAD软件系统,是在配置了较好硬件环境基础上,以AutoCAD为开发平台,使用可视化语言--VisualLISP语言进行二次开发而成的软件系统.针对地勘牙轮钻头的设计特点,从孔底牙轮钻头的运动分析入手,进行牙轮钻头的运动仿真计算,从而生成孔底击碎图以指导牙轮的布齿设计.     

固齿工艺及过盈量的计算

正确确定牙轮钻头及潜孔钻头齿孔和合金齿的过盈量、对提高固齿强度,改善钻头的制造质量有重要作用。过盈量过大时,在压齿时会使牙轮齿孔边缘出现裂缝,从而影响牙轮表面的应力,使紧固力下降。过盈量过小时,在穿孔过程中由于合金齿受到较大冲击力量,会使合金齿从齿孔中掉出。既吏过盈量选得比较合     

提高楔齿牙轮刀具寿命的研究

分析钻井刀具磨损的原因,试验硬合金齿牙轮、高强度牙轮和齿面堆焊颗粒硬合金牙轮的情况。     

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。     

牙轮钻机减振器的应用、设计及效果分析

一、牙轮钻机减振器的应用我国近十几年来露天矿山越来越多采用牙轮钻机穿凿炮孔。随着钻机的推广使用,钻机的振动问题引起人们普遍注意。钻机在钻孔时受孔底激振力和激振力矩的作用,产生纵向和横向振动。图1为牙轮钻机轴压及扭矩振动示波图。轴压示波图的低频基波是牙轮钻头三个牙轮绕钻杆轴线转动一周,钻具纵向振动三次,其频率为钻具转数的三倍。基波上附加的高频振动是牙轮柱齿破碎矿岩的冲击力,其随机性很大。钻机的纵向振动相对扭振来说是突     

冲击地压源的岩石破坏机理

冲击地压源岩石“瞬时爆炸性”破坏机理是冲击地压方面尚未解决的问题之一。一般认为,冲击地压是巷道影响地带岩体极限应力部位破坏的结果,这种破坏是在该部位岩体的应力变化速度超过其松弛速度时发生的。这样,就把岩体的脆性系数N>1的条件看成是产生冲击地压的原因。大家知道,岩石,其中包括煤的松弛时间并非以秒计,而是以年、月来计量的。因此,即使T_(min)相似文献   

牙轮钻机主要性能参数图表计算法

轴压力、转速、钻进速度、排渣风量是牙轮钻机的重要技术参数。下面介绍一种计算这些参数的图表。一、轴压力P值的计算图表牙轮钻机在不同的岩石可钻性a的矿岩上钻炮孔。所需的合理的单位轴压力P/D值按三角形区域分布,1区域为钢齿钻头单位轴压力合理值范围。2区域为柱齿钻头单位轴压力的合理值范围。详见轴压力P值的计算图表(图1)。     

截齿前角对高强度岩石破坏形态的影响

许多研究人员详细地研究过在截齿宽度、切割深度、前角、截齿间距和岩石强度变化时破碎岩石所需的切割力。现今的岩石切割理论都基于这样的假设:岩石不是受张力破坏就是剪切破坏;通常都认为用机械开挖时大前角截齿切割岩石的效率最高。因此,除了高强度岩石外,一般都希望前角尽     

低密度钻井液的开发与应用

第三讲　中心取样钻探工艺中心取样钻探工艺根据所选用钻具的不同而异 ,中国地质科学院勘探技术研究所研究并经过试验验证可实现中心取样钻探工艺的基本钻具组合方式有 6种 ,如图 3- 1所示。不同的钻具组合所适应的地质条件如表 3- 1所示。图 3 -1　中心取样钻探钻具组合Ａ—常规潜孔锤钻具组合 ;Ｂ—贯通式潜孔锤钻具组合 ;Ｃ—牙轮钻具组合 ;Ｄ—硬质合金钻具组合 ;Ｅ—复合片钻具组合 ;Ｆ—刮刀钻具组合1—双壁钻杆 ;2—转换接头 ;3—常规潜孔锤 ;4—贯通式潜孔锤 ;5—牙轮钻具配气接头 ;6—牙轮钻头 ;7—岩心卡断器 ;8—硬质合金钻头 ;9…     

旋挖钻进用牙轮筒钻的结构探讨及应用

牙轮筒钻是旋挖钻进入岩的一种常用钻具,为解决入岩钻进难、效率低的问题,通过牙轮筒钻运动方式和破岩机理的分析,提出了牙轮筒钻在结构设计时重点应考虑牙轮的布置、角度及硬质合金齿的选择等问题,可更换牙轮的锁紧方式及扩孔筒钻的结构特点,给出了适合于旋挖钻进入岩的牙轮筒钻结构,并通过生产试验,取得了很好的使用效果。     

新型牙轮钻头的使用效果及应用范围

古比雪夫凿岩机械生产联合公司牙轮钻头专业设计室协同全苏非金属矿科学研学所进行了牙轮钻头不同齿形的对比试验,并研制了用于在有坚硬夹层的硬岩中钻凿爆破深孔的Ⅲ-215.9TK-ⅡB—1型牙轮钻头(用压缩空气排碴)。这种钻头的牙轮主锥体上备有97个铣齿,牙轮边圈则固有93颗硬质合金柱齿。通过     

金刚石和硬质合金复合堆焊在钢齿钻头齿面强化中的应用

本文针对目前用于钢齿牙轮钻头齿面强化的国产硬质合金抗冲击能力差、耐磨性不足等问题，以钢齿牙轮钻头基体材料20Ni4Mo作为试验用材，选用具有良好耐磨性能的球形硬质合金和金刚石作为齿面强化材料，采用氧乙炔堆焊工艺完成了钻头基体材料的表面强化研究，从而提高钻头基体材料的表面耐磨性和抗冲击能力。通过模拟钢齿牙轮钻头工作环境，用冲击磨料磨损试验实现对基体材料表面堆焊层的耐磨性检验，为钢齿钻头齿面强化探索一条更为有效的新途径。