小口径液动冲击回转钻进技术应用若干问题

液动冲击回转钻进技术(实质为回转冲击钻进,以下同)可以分为两大部分。一是液动冲击器及测试方法的研制开发;二是液动冲击回转钻进技术的生产应用。这两个方面处于同等重要位置,不可偏废。二者的发展不是独立无缘的,它们相互影响,相互促进。笔者在参加液动冲击器研制工作的同时,对液动冲击回转钻进技术应用中的若干问题进行了分析,本文就此谈几点看法。     

液动冲击器孔底振动测试系统

煤层气开采井钻进过程中经常会用到冲击回转钻进,冲击回转钻进是一种高效的钻进方法,而液动冲击器则是冲击回转钻进的核心。设计了一种液动冲击器孔底振动测试系统,利用该系统可以对孔底液动冲击器的实际工作情况进行分析,系统设计完成后,在通过了室内实验的前提下进行了现场试验,试验结果显示测试系统满足实际使用需要。     

FM-3型冲击回转钻测频仪

液动冲击回转钻在生产中广泛应用的结果说明，液动冲击回转钻可以提高钻进效率及钻孔质量，特别是突破坚硬岩层和“打滑”地层的一种有效的钻进手段。理论研究和实践表明，诸多因素都会影响井下冲击器工作频率。因此，从研究冲击回转钻井底过程的需要来看，迫切需要了解冲击器在井底工作的有关规律，这是液动冲击回转钻理论研究、改进冲击器结构、在生产中指导和控制钻进操作等，所迫切需要的。做为冲击器的生产调试及产品的台架试验也需要有一个简便实用的测频仪表。FM—3型测频仪正是根据这些要求而研制的。     

微机自动控制液动冲击回转钻进试验室

为了研制适应于地质钻探的液动冲击器,解决目前液动冲击器性能测试中测试困难、测试精度低的问题,研究液动冲击器的使用规程,保证“液动冲击回转钻进方法”课题研究的顺利进行,我们所1986年建成了微机自动控制液动冲击回转钻进试验室。     

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。     

GC-54型管式储能器的研制与使用

液动冲击回转钻探技术的开展，为提高钻探经济效益开辟了新的途径，同时也加快了钻探新技术推广的步伐。在我国液动冲击回转钻探工作量正在逐年增加，但是由于目前所用冲击器的液能利用率还不够高，未能充分发挥冲击回转钻探的经济效益，如何充分有效地利用液能，改善冲击器性能，提高钻进效率就成了当前研究的重要课题。根据国内外资料介绍，在冲击器与钻杆之间安置一个储能装置可以改善冲击器性能，提高液能利用效率。但是使用什么样的储能装置是问题的关键。经过分析研究，我们设计了GC—54型管式储能器。通过     

JSC-75型液动射流冲击器

冲击回转钻进是提高中硬以上岩石钻进效率的有效方法。我们在铁岭地质大队已有经验的基础上，与北京工业大学协作，一九七二年以来先后研制了110、91毫米和JSC-75型液动射流冲击回转钻具。目前已经有八台钻机采用此种钻具。七年来主要用JSC-75型冲击回转钻具钻进了28.564米，完工钻孔139个，最大孔深440.46米。取得了较好的经济技术效果。一、冲击器结构、工作原理及主要技术性能JSC-75型液动射流冲击回转钻具（图1）由钻杆接手（1）、75型射流冲击器、岩心管（26）和硬质     

液动冲击回转钻探新技术

地矿部“八五”科技成果重点推广项目——液动冲击回转钻探,是在普通回转钻进的基础上,靠孔底钻具组合中增加的液动冲击器产生的附加冲击载荷,来增加钻头孔底碎石的能量,从而提高钻进效率。尤其对于坚硬岩层钻进,冲击回转是克服钻头与岩石之间打滑的最有效措施之一,还可减少破碎地层钻进中     

液动冲击回转-牙轮钻头钻进技术

液动冲击回转钻探技术已在我国地勘行业获得了广泛的应用，取得了巨大的经济效益。将之应用于无岩心全面钻进领域也已开始引起关注。在水文水井、注浆孔及排放孔等钻孔工程中，将液动冲击器和牙轮钻头配套使用进行全面钻进，充分利用液动冲击器的高频冲击振动作用破碎岩石...     

提高金刚石钻头冲击回转钻进效率

近年来，较为广泛地使用冲击回转法钻进坚硬岩石的地质勘探孔。钻头为金刚石钻头。这一钻进方法在不同的地质条件下能显著地提高钻进效率和质量。但是，冲击回转和金刚石钻头配合应用导致与冲洗液消耗有关的矛盾。一方面为了达到冲击回转器的能量参数（单次冲击能量、冲击频率），必须使通过冲击器并作为动力传动用的冲洗液耗量具有足够高的程度。比如，对于成批生产的ГВ-5型液动冲击器来说，液体的消耗应等于130—150升/分。只有这样才能保证单次冲击能量为1—1.5公斤·米和冲击频率为48—60赫芝。另一方面，金刚石钻头钻进时所推荐的冲洗液耗量大大低于液动冲击器正常工作所必须的量。例如，用     

水压式凿岩破碎冲击器的研究

水压式凿岩破碎冲击器与液动冲击器的工作机理有着本质的区别,它有着很高的工作效率和能量转换率,凿岩速度大大高于气动潜孔锤,但这种水压冲击器不适合泥浆驱动。转阀式水压冲击器的配流不同于以往的配流方式,可能更适合泥浆介质驱动。     

钻井提速用振动冲击工具研究进展

振动冲击工具作为钻井提速的有效手段之一,正在得到行业内的广泛认同和重视。本文通过详细列举轴向振动冲击器、扭转冲击器和复合冲击器等工具的最新研究进展,明确了振动冲击工具通过合理利用钻井液水力能量并将其转化为冲击破岩能量,可以有效地提高破岩效率、改善钻头破岩环境、降低破岩阻力。并就现场应用情况来看,能够明显地提高钻井过程中的机械钻速,缩短钻井周期。     

水压冲击器的研究与开发

以纯水作工作介质的液压冲击机构具有运行成本低廉,安全性、环保性好等优势,正受到世界各国科研人员的高度重视。本文结合水压冲击器的设计计算,提出了解决其关键技术问题的一些措施。     

AG-Itator水力振荡器及其在我国的试验应用

在非常规油气藏三维井眼轨迹水平井钻进过程中,托压效应严重制约着钻井提速。水力振荡器能通过产生轴向振动减小钻具与井壁之间的摩阻,显著减小托压效应,从而达到钻井提速的目的。介绍了AG-Itator水力振荡器的工作原理、性能以及在我国多个地区的试验应用效果。试验应用表明,使用AG-Itator水力振荡器能够显著提高机械钻速,进而缩短钻井周期,是非常规油气藏三维井眼轨迹水平井钻井提速的一种有效手段,值得推广应用。     

全液压钻机节能模糊控制系统研究

针对柴油机驱动液压钻机在工作过程中存在的大量能量损失的问题,将发动机、变量泵及负载作为一个动态系统来研究其节能问题,分析了该系统各环节的匹配原理和方法。提出了一种新的电子节能控制方案,该方案利用模糊控制原理,绕过对钻机复杂系统的建模问题,根据外负载的变化动态调整泵的流量,达到节能的目的,并利用MATLAB进行仿真分析。     

低透煤层水力割缝锥-柱组合型喷嘴增透技术研究

为了解决高瓦斯低透气性煤层抽采效率低下的难题,利用水力割缝增透技术提高瓦斯抽采率,其割缝设备使用锥-柱组合型喷嘴。以斜沟煤矿18205工作面为研究对象,通过理论分析、数值模拟和现场试验的方法研究此种形式喷嘴的增透效果。现场试验得到实施水力割缝增透措施后的钻场瓦斯抽采纯量明显比未开展水力割缝的钻场高,6 m抽采半径的钻场抽采效果最好。     

平煤十矿本煤层深孔施工装备及工艺研究应用

为解决本煤层打钻施工过程中,钻杆发热、瓦斯涌出形成喷孔、卡钻和成孔率低等问题,研发CMS1-1200/30 J新型煤矿用液压深孔钻车,其由主机液压系统、履带行走部、工作机构、机架、泵站和钻具等6部分组成,通过在钻孔设计、新型钻具和打钻工艺的研究试验表明,使用螺旋钻杆避免了钻杆壁与同一处煤粉长期摩擦而起热,减少了钻孔口产尘量,有效孔径大,完全实现由钻杆旋转的自排粉的功能,平均孔深83.5 m,提高了突出煤层中钻孔施工深度,成孔率在65%以上,提高煤层瓦斯释放和抽放效果,消除松软煤层瓦斯突出,实现安全生产。     

基于Simulink的液压冲击器动态仿真

在分析液压冲击器的工作原理及特点的基础上。建立了冲击器的数学模型，运用Simulink／Stateflow建立了仿真模型，通过对一个实例的仿真和分析。结果表明，仿真模型正确，通过仿真可以使冲击器设计更加合理。     

LGZ-25型全液压螺杆桩钻机的研制与应用

螺杆桩是一种承载力高、成本低、施工效率高、无污染的新桩型,新研制的LGZ-25型全液压螺杆桩钻机满足了螺杆桩独特的施工工艺要求。结合实际工程实例,介绍了钻机的结构、技术参数、工作原理以及应用效果。     

露天矿高台阶爆破克服大抵抗线的方法及应用

针对露天矿高台阶爆破中存在大抵抗线问题,提出采用钻机联合作业,并结合"大孔距,小排距"爆破技术来克服大抵抗线。采用孔径为310mm的牙轮钻机和孔径为165mm的潜孔钻机联合作业的方式进行布孔,在两个前排310mm垂直孔中间增加三个平行于台阶坡面165mm的倾斜孔,爆破设计采用"大孔距,小排距"爆破技术。依据该方法,进行了高台阶爆破方案设计,现场爆破效果良好,爆堆堆置整齐且无大块和根底。研究结果表明:该方法有效地解决了露天矿高台阶爆破中大抵抗线问题,最大程度保证了钻机穿孔效率,使爆破经济合理化。