螺旋钻采煤机稳定器布置方式的仿真研究

为了让螺旋钻采煤机钻杆稳定器布局更为合理,减小钻进过程中钻杆变形,提高钻杆钻进时的稳定性,提出了一种基于数值模拟的钻杆稳定器布局新方法——逐步约束法,并以有限元分析软件ANSYS为分析工具,在理想情况下对逐步约束法和均匀约束法两种稳定器布局方法的优劣性进行了对比分析。研究结果表明,采用逐步约束法进行稳定器布局,在工作机构整个钻进过程中能更为有效地抑制钻杆变形,该方法是一种较现有稳定器布局方法更为合理的稳定器布局方法。     

螺旋钻采煤机钻具稳定组合的优化设计

根据螺旋钻采煤机钻具稳定组合在采煤过程中的工作状态,以钻杆的质量最小为目标函数建立了参数优化模型,并利用Matlab软件的遗传算法优化工具箱进行编程求解。在优化结果基础上分析了钻具的稳定性及其对煤层的适应性,当2个稳定器间装有4节钻杆时,钻具的稳定性和对煤层的综合适应性较好。     

关于锁接头、接箍连接的钻杆的正确使用问题

在岩心钻探工作过程中,钻杆承受着各种的应力。首先,钻机通过钻杆迴转全套钻具、克服孔内磨擦力并进行破碎岩石（尅取或研磨）,同时通过钻杆传递或平衡孔底所需的轴心压力;其次,水泵通过钻杆向孔底输送具有高压力的冲洗液以冷却钻头及排除岩粉;至于经常地提升和下降钻具,采取岩心,钻进时适当地提动钻具（特别是采用无泵钻进和钻粒钻进时须节奏地提动钻具离开孔底）也全赖钻杆进行;这     

竖直槽孔承压钻杆稳定性分析

上向反井钻机是由煤炭科学研究总院建井分院研制,是国内首台具有自主知识产权的电控上向反井钻机,主要用于钻进金属矿山、交通工程等领域的竖直向上或倾斜向上的钻凿工程。简要介绍了上向反井钻机工作原理及其在竖直槽孔钻进过程中的钻杆受力情况。简化了钻杆受力模型,利用能量法,推导出了钻杆受压、扭作用时的临界力表达式;并通过算例,说明钻杆临界力受稳定器间距、钻杆扭矩的影响规律。     

煤矿井下近水平定向钻进配套钻杆的研制

针对进口定向钻进装备配套钻具在使用过程中出现的问题,结合我国煤矿具体地质赋存特点和定向钻进技术要求,通过对定向钻进配套钻具工作条件分析、材料优选、结构优化和性能检测,确定了中心通缆钻杆的螺纹结构和信号传递装置结构,研制成功了高强度(￠)73 mm中心通缆钻杆及其配套钻具,并制定了钻杆的性能检测标准.现场工业性试验期间,利用(￠)73 mm中心通缆钻杆实现了煤矿井下近水平定向钻进钻孔深度1 212 m,钻进过程中信号传递实时、高效、可靠,可满足煤矿井下随钻测量千米孔深定向钻进的使用要求.     

钻进方向可调的高压气射流钻具

传统钻机大多依靠连接在钻杆前端的旋转钻头上的硬质合金块切割实现钻进,随着钻孔的钻进其钻头会被磨损。现介绍一种新型的钻进方向可调的高压气射流钻具,其钻杆不需要旋转即可进行钻进,解决了长钻孔施工时需要大转矩的问题;钻具的钻杆上引入了为钻杆提供前进或后退动力的行进机构,解决了长钻孔施工时钻杆前后运动动力不足的问题;钻具的钻头通过气体驱动旋转并释放出高压气体流,产生类似于水刀的效果,最终达到切削煤层或岩层的目的。方向可调的高压气射流钻具的新功能,能够克服传统钻机存在的诸多缺陷。     

一种高强棱状钻杆在软煤层钻进中的研究与应用

针对豫西"三软"煤层中本煤层抽采钻孔施工深度浅、成孔率低、钻进困难的现状,分析了矿井常用钻具在松软煤层中钻进困难的原因,通过对原有钻具结构进行优化,研制了一种高强度棱状钻杆,并从该类型钻杆设计的理论基础、材质选择及传递的扭矩校核进行了探讨和计算,提高钻具的力学强度。同时在软煤层钻进中进行试验,通过在现场中的实际应用,进一步提高了钻进深度,成孔效率明显提高。     

高强度本体刻槽三棱钻杆的优化设计

根据对螺旋钻进工艺及相关钻具的研究,作者研制了一种新型钻杆。该钻杆结合了普通三棱钻杆、螺旋钻杆、宽叶片钻杆(俗称肋骨钻杆)及相关钻具的结构优势,具有特殊结构的螺旋凹槽,使其能够既满足钻孔施工时持续排渣,局部突出时又能将大量煤渣排出的功能,是一款非常适用于深孔钻进技术的井下瓦斯抽采钻杆。     

孔底动力取心钻具的设计及应用

根据钻探工作的需要,为实现受控定向钻进,我部引进了美国史密斯工具公司的孔底动力机—代纳钻具。通过近几年来的实际应用取得了较为满意的效果,该钻具能够充分利用功率,有利于发挥钻头的切削性能,同时钻杆不转动可减少钻杆的磨损和折断,用它配合专门造斜件进行人工造斜可精确控制钻进方向。但从国内外代纳钻具的使用情况来看,该钻具只局限于全面钻进,为适应     

正循环潜孔锤实现反循环钻进双壁钻具配套研制

空气潜孔锤反循环钻进因其具有较强的携屑能力、上返冲洗液不冲刷孔壁、钻进速度快等优势,是施工大口径钻孔和抢险救援孔的首选方案。但由于反循环潜孔锤技术还不够成熟,制造成本高,使用寿命短,因此开展了用正循环潜孔锤实现反循环钻进工艺方法的研究。研制了这种工艺配套的钻具,包括大口径双壁钻杆、双壁稳定器、阻风环、正反接头等。研制的钻具在山东平邑石膏矿坍塌事故处理中得到了实践验证,完全能够达到预期目标,能够为大口径潜孔锤反循环钻进工艺推广提供硬件支撑。     

基于乳化液的煤层液压钻研究

以乳化液为工作介质的煤层液压钻可取代煤电钻,广泛用于采煤工作面的煤壁钻孔工作。针对乳化液粘度低、润滑性差的特点,对齿轮马达以及液压钻的结构进行了研究和设计,并制作了样机,经实验室测试及模拟钻孔试验,达到了设计要求,取得了良好的效果。     

螺旋钻式采煤机钻具偏斜控制方法研究

螺旋钻式采煤机是一种能够解决薄与极薄煤层开采、提高煤炭资源回收率的采煤设备。由于螺旋钻式采煤机还存在钻具偏斜的问题难于解决,一直制约其在薄煤层开采中的广泛推广应用。根据螺旋钻式采煤机在现场应用情况和石油钻井中井斜控制技术,对螺旋钻式采煤机钻具偏斜进行研究,并提出几种较为可行的解决方法。     

矿用牙轮钻头中圆柱滚子轴承弹流数值解分析

轴承在矿山机械中有着广泛的应用。矿山机械中的轴承除了受径向和轴向载荷外,还受大小方向按一定规律变化的冲击力,其特点是转速低,但线速度大,这就使轴承的润滑成为弹性流体动力润滑。在轴承弹流润滑中,接触表面粗糙度是影响轴承弹流特性(如油膜形状、油膜压力分布和油膜温升等)的重要凶素之一。文献【4】对两个轴线平行的弹性圆柱接触在非Newton时变条件下,研究了接触表面粗糙度对轴承弹流特性的影响,但该研究只考虑接触表面粗糙度方与圆柱表面运动方向垂直的情况。由文献可知,圆柱滚子轴承的滚道在超精加工中,     

瑞典高风压潜孔凿岩钻具

潜孔凿岩钻具是一种以压缩空气为动力源,将凿岩冲。杆动力部分潜入凿岩孔中,通过冲击器中的配气装置控制活塞作往返运动,冲击配置在冲击器前端的潜孔凿岩钻头,将冲击能量传递到钻头,由钻头破碎岩石的凿岩设备。     

基于Matlab的麻花钻三维建模研究

建立了麻花钻各组成面的数学模型。根据麻花钻的几何参数和刃磨参数,利用Matlab求得麻花钻各组成面上有限点的3D坐标,利用这些坐标值,选取合理的计算步长值,生成了麻花钻的3D模型。     

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。     

反井钻机钻进方向偏斜控制技术研究

介绍了反井钻机施工时产生偏斜的各种原因和相应的防偏措施,推荐了几种钻孔偏斜的测量和纠偏办法,并指出了反井施工防偏技术的发展方向。     

钻杆螺纹失效分析及改进措施

介绍了钻杆接头螺纹的失效类型,采用弹性有限元方法建立了钻杆联接螺纹分析模型;讨论了钻杆断裂的具体失效原因,针对钻杆断裂的原因,在结构上提出了增加应力减荷槽和切削公扣大端第1牙高度的改进方案。     

钻机方案设计专家系统的研究

专家系统是人工智能领域中最重要而且有活力的分支之一,它在机械设计领域中的应用,对于推动机械设计过程向自动化及智能化方向的发展,具有极其重要的现实意义。论述了钻机设计专家系统研究中的一些主要问题,探讨了钻机设计专家系统要完成的主要目标和任务以及实现方法,并研究了适合于钻机设计专家系统要求的知识表示、知识获取和知识推理方法。