金刚石钻进参数的选择

金刚石钻进规程参数包括钻压(钻头轴向压力)、转速(钻头回转速度)和泵量(冲洗液量)。金刚石钻进能否获得良好的钻进效果。在很大程度上取决于所选择的钻进规程参数是否合理。     

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)。     

对冲击回转钻进金刚石钻头适应性的探讨

目前，冲击回转钻进的钻头仍由回转钻进的孕镶金刚石钻头代替，取得了较好的效果。为了进一步发挥金刚石冲击回转钻进的优势，使金刚石钻头适应冲击回转钻进碎岩的特点，取得更好的技术经济效益。加强对钻头的研究试验，是十分必要的。我们在试验、推广金刚石冲击回转钻进中的体会和认识如下：     

孕镶金刚石钻头高转速钻进磨损失效与规程参数研究现状

孕镶金刚石钻头高速回转钻进是深地硬岩取心钻进的主要方法之一,虽然其广泛应用于各个领域,但仍存在钻进性能不稳定、钻头磨损异常等问题,原因在于对钻头-岩石界面规律及动态磨损过程的认知仍然不够清晰。本文综述了目前对孕镶金刚石钻头碎岩力学响应模型的研究现状,总结了钻头磨损机制在不同钻进规程参数下与碎岩方式和钻进速度间的关系,孕镶金刚石钻头磨损失效机制可以概括为钻头-岩石界面二体磨损和三体磨损的循环过程。介绍了国内外学者对超过常规转速区间下临界钻进规程的研究,新规程的探索对孕镶金刚石钻头高速钻进的发展具有重要意义。     

可控方向的竖井钻进技术

一、传统技术采用机械旋转法能钻进盲竖井大约已有一百年历史。在此期间这种钻进技术实际上一成莫变,一直是由地面上的钻机驱动钻杆和钻头旋转,而岩渣则由正向或反向循环的压缩空气、泥浆或泡沫排出孔外。尽管钻头尺寸、钻孔深度和钻进速度同早期相比都有了很大增加,     

露天矿用牙轮钻头钻孔的若干问题

一、牙轮钻进技术牙轮钻进技术于1949年首次用于软岩(煤矿)钻孔。后来,采用压缩空气排渣,使得钻孔效率和钻头寿命都得到提高。早期,在油田的勘探和开采中,钻进时用水来冲洗岩渣。因为存在着冰冻和耗水量大的困难,使得这种方法在采矿中的应用推迟了。从1949年起,用于硬岩钻孔的专用牙轮钻头得到了发展。牙轮钻机的动力通过钻杆传到钻头,或者通过一个涡轮直接传到炮孔内的钻头的上部,后一种情况很     

煤矿井下穿层钻孔高效钻进方法

针对煤矿井下穿层钻孔遇到的钻进效率问题,为了便于煤矿井下工艺技术试验研究,将顶底板岩层按硬度系数f划分成3种等级:较硬岩(4≤f8)、坚硬岩(8≤f15)和极硬岩(f≥15),针对不同等级岩石研究与之相适应的钻进方法,并总结相应的最优工艺参数。通过大量的现场试验,总结出了适用于较硬岩的高强度PDC钻头回转钻进方法,试验钻进效率提高了1.6～2倍;适用于坚硬岩的回转冲击钻进方法,试验钻进效率提高了约50倍;适用于极硬岩的冲击回转钻进方法,试验钻进效率提高了约4～25倍。     

冲击钻进、回转钻进和冲击回转钻进的比较

冲击钻进需要的给进压力不大,但是钻进速度很低。回转钻进可以达到很高的钻进速度,可是在坚硬岩石特别是在坚硬砂岩中,即使想达到较高的钻进速度亦需要很大的给进压力。采用冲击回转钻进在较小的给进压力下亦能达到很好的钻进速度;钻进泥质页岩时,当钻进速度超过一定限度,这种钻进方法所需的给进压力较回转钻进要大。所以,冲击回转钻进不适用于这种岩石。图1表示使用这三种方法钻进三种岩石时钻进速度与给进压力的关系曲线,这三种岩石是较软而富有摩擦性的达尔里-吉尔砂岩(英国),最坚硬的石炭纪平南特砂岩和柯尔奴艾尔花岗岩。图1上曲线的一般特性表示钻进速度不大时冲击回转钻进法所需要的给进压力几乎和冲击钻进相同;当钻进速度较大时,所需要的给进压力得大于回转钻进所需的压力。     

冲击回转钻进用钻杆

冲击回转钻进时,岩粉不能全部从炮眼中排出。岩粉被挤压在炮眼壁和钻杆上,因此钻进速度减低。     

浅谈泵吸反循环钻进效率

一、问题的提出泵吸反循环钻进已得到了广泛地应用,特别是在水文地质和建筑物基础桩工程中。通过几年的生产实践表明,该钻探方法确实具有施工质量好、效率高的特点。泵吸反循环钻进作为一种新的反循环钻探方法,同样具有反循环冲洗钻孔赋予反循环回转钻进特点,当然在工艺技术上也有其独特性。从理论上弄清其钻头碎岩、聚渣排渣和冲洗液循环系统能量的独特性,对于设备的研制和改进、钻头的设计与选择、优化钻探工艺、提高钻进效率都是非常重要的。     

金刚石钻进的转速与钻压关系的探讨

金刚石钻进中，合适的钻头压力及其相应的冲洗液量和转速，是取得最优钻进效果的重要因素之一。在以上三个参数中，钻头压力对钻进效果又起着主导作用。国外若干资料认为，调节钻进过程，应首先确定轴向压力，然后根据最优的每转切削深度，把钻具转速调到所用设备和工具允许的最大值，以及送入相应的、保证能冷却钻头、排除岩粉的足够的冲洗液量。     

牙轮钻机微机控制系统

该项研究取得如下成果:(1)具有优化匹配钻具轴压和转速;回转扭矩、钻机振动和排渣风压的超限处理;钻孔过程程序控制;钻进深度和速度的连续监视;以及钻机平斜度检测显示和指导调平功能。(2)首次提出用牙轮钻进岩石可钻性指数鉴别     

煤矿井下硬岩层高效成孔方法研究与应用

针对安徽淮南、河南义马等矿区在施工穿层钻孔钻硬岩时钻进效率低、钻头消耗量大等问题,通过优化钻头结构、引进超高压液动冲击器等方法,对弧角式钻头回转钻进、低压液动回转冲击钻进及超高压液动冲击回转钻进等3种钻进工艺进行了研究,分4类钻具组合共进行了7组工程试验。试验表明,对不同硬度级别的岩石,3种钻进工艺钻进效率差别较大,其中超高压液动冲击钻进和圆弧式钻头回转钻进是2种较为高效的途径。在坚固性系数f=15的岩层中钻进时,超高压液动冲击器钻进效率达到气动冲击器钻进效率的7倍左右。     

超大直径厚表土钻井法施工关键问题的研究

影响钻井法钻进速度的因素主要有破岩和排渣。本文主要通过国投新集板集矿副井为例,介绍了通过选择合理钻头刀盘吸浆口位置提高出浆效果,从而增加排碴能力,使钻进速度显著提高。     

牙轮钻头运动规律的探讨

目前,牙轮钻机已广泛用于大中型金属露天矿。牙轮穿孔成为各大中型露天矿主要穿孔方法。牙轮穿孔是依靠钻机的回转机构,加压机构施加在钻头上的回转力矩及轴向压力来破碎岩石的,并由压气排碴而成孔。也就是说通过加压机构加压使钻头与孔底接触,同时又通过回转机构使牙轮绕钻头回转轴公转,由于孔     

钻机扭矩计算公式探讨

竖井钻机是一套钻井作业的综合设备。钻进时，由转盘通过钻杆带动钻头回转，靠钻头自身重力向下推进，钻下的岩碴用循环的泥浆带出地面，天井钻机以装有若干把滚刀的刀盘为钻具，作业时，通过回转机构和推进缸对钻具施加转矩和轴压，对工作面进行连续破岩。由供水系统通过可拆接的若干根钻杆将水送到钻具与岩石工作面，以达到冷却钻具、降尘和排碴的目的。竖井钻机和天井钻机的相同之处是大都采用牙轮钻头，泥浆或水循环排碴作业，依靠钻机的扭矩破岩。不同之处是竖井钻机靠其自身重力向下推进，天井钻机以通过推进缸对钻具施加轴压。因而其破岩机理是相同的。     

同轴双向回转钻进破岩效率研究

国内外相关研究均显示同轴双向回转可有效降低钻具振动和提高破岩效率,但双向回转相对传统单向回转的钻进效率的提升水平研究较少。据此,本文建立双向回转钻头以及单向回转钻头与岩石相互作用的有限元模型,以破岩比功作为评价指标量化比较分析了2种钻头的破岩效率。通过定义双向钻头内外壁尺寸差、内外钻头的间隙、内钻头壁厚与双向钻头内外壁尺寸差之比、内外钻头转速比和内外钻头底部高度差5种核心参数,并设计正交试验完成了仿真分析。结果显示,内外钻头高度差与内外钻头间隙对于破岩比功影响比较小,内外钻头尺寸差、内外钻头转速比和内钻头壁厚与双向钻头内外尺寸差之比对破岩比功影响显著。     

最佳钻进的实现

就牙轮钻孔的诸要素进行了论述，探讨了最佳钻进的诸多影响因素和实现途径。给出了最大及最佳轴压力的经验确定方法以及钻头类型选择依据；就钻头上的最大回转速度进行了分析讨论论述了炮孔排碴、司机操作、钻机自动化程度和钻机综合性能对钻孔效果的影响；探讨岩石平均抗压强度，应用岩石力学数据做为寻求最佳钻进的出发点，为钻机设计及实际操作提供依据。     

大切削具钻头回转钻进的分析

根据刃具斜切入破岩的一些试验研究成果，分析了大切削具钻头的钻进过程，推导出了大切削具钻头进行回转钻进的机械钻速公式。     

牙轮钻进参数的自动调节装置

牙轮钻机钻凿岩层是一个难以用数学描述的过程,对此,我们利用钻具回转扭矩、垂直振动、水平振动和排渣风压等钻进参数来间接反映岩性变化,据此自动调节钻具轴压、回转速度和钻进速度,使钻机在上述参数允许范围内达到较佳的钻进状态。按此设想研制成功了CZT-1型牙轮钻进参数自动调节装置。本文对它的工作原理、调节特性、试验情况和经济效益作了详尽的分析和讨论。