空气潜孔锤反循环钻头试验研究

介绍了空气潜孔锤反循环钻进技术,针对反循环钻具中的钻头做了系统研究。空气潜孔锤反循环钻进技术是集欠平衡钻进、冲击回转钻进、潜孔锤反循环钻进三种钻进技术于一身的先进的钻进工艺,在矿产开采方面已经成功应用。首次将引射原理应用到钻头结构设计上,根据引射角度不同设计出两种不同类型的反循环钻头,并运用FLUENT流体工程仿真软件对设计的钻头分别进行数值模拟,以获得最优反循环钻头结构。对加工出的引射装置进行试验研究,试验数据与仿真结果比较,二者基本吻合,验证了仿真技术的可靠性。最后确定了适合空气潜孔锤反循环钻井使用的最佳反循环钻头结构,为其进一步应用开拓了广泛的空间。     

贯通式潜孔锤反循环钻头的结构优化

针对Φ89 mm反循环钻头取心短且带裙边的问题,对其碎岩过程进行有限元软件ANSYS数值模拟分析。根据分析结果提出合理设计方案,再对新钻头进行有限元数值分析,并与原设计进行对比分析,同时进行室内试验验证。结果表明,优化后的钻头取出的岩心较长、较完整且不带裙边,优化方案合理可行。     

贯通式潜孔锤反循环钻进技术在探矿中的应用

河南三道庄钼钨矿区地质条件复杂、地层破碎,存在一些勘探难题,采用贯通式潜孔锤反循环连续取芯(样)钻进技术进行探矿施工,取得了良好的效果.该方法具有钻进效率高、岩矿样采取率高、钻孔质量好等优点,有效地解决了破碎漏失地层的钻孔问题.     

扩孔用集束式反循环潜孔锤的改进设计

为解决原扩孔用集束式反循环潜孔锤钻进试验中发现的新问题,综合考虑ZMK5530TZJ60(A)车载钻机、178/113 mm双壁钻具、大口径试验钻孔等施工条件,改进设计了新扩孔用集束式反循环潜孔锤。在现场试验过程中,其反循环排渣效果良好,最高机械钻速为6m/h,平均机械钻速达3.41 m/h,与原扩孔用集束式反循环潜孔锤钻进相比,提高了0.6倍。现场试验结果表明该扩孔用集束式反循环潜孔锤总体结构改进设计合理,可推广应用于大直径工程孔硬岩施工中。     

开闭式反循环钻头的结构设计与工作原理

由于煤层松软和破碎的缘故,松软突出煤层瓦斯抽放孔易垮塌,将导致钻孔成孔率低,瓦斯抽放通道易堵塞,影响了瓦斯抽采效率。为解决这些问题,设计了开闭式反循环钻头,并对其结构特点和工作原理进行分析。这种钻头结合了全程筛管下放和反循环钻进2种工艺的优势。通过降低对孔壁的二次破坏,提高了钻孔成孔率和成孔深度;通过全孔段下放筛管,防止孔壁垮塌堵塞瓦斯通道,提高了瓦斯抽放孔的利用率。介绍了该新型钻头的结构设计、工作原理和应用情况。     

扩孔用集束式反循环潜孔锤设计与试验

基于ZMK5530TZJ60(A)车载钻机、127/70 mm双壁钻具、大口径试验钻孔施工方法等条件,设计了710/311 mm扩孔用集束式反循环潜孔锤。该扩孔用集束式反循环潜孔锤是由3个常规正循环冲击器与215.9 mm潜孔锤钻头均布在同一圆周面上组合而成。在现场钻进试验过程中,其反循环效果良好,最高机械钻速为4 m/h,平均机械钻速达2.1 m/h,与同条件下常规牙轮钻头扩孔方法相比,提高了2.6倍。现场试验结果表明该710/311 mm扩孔用集束式反循环潜孔锤总体结构设计较为合理,同时也为下一步的改进设计提供了试验依据。     

大直径集束式潜孔锤反循环钻进方法先导性试验

依托某煤矿区大直径钻井工程项目展开了大直径集束式潜孔锤反循环钻进方法的先导性试验。在试验过程中,采用Φ710/311 mm扩孔用集束式反循环潜孔锤和Φ127/70 mm双壁钻具,通过优化风量、风压、转速等反循环钻进工艺参数,取得了良好的反循环效果,最高机械钻速达到了4 m/h,平均机械钻速2.1 m/h,与同条件下常规牙轮钻头扩孔钻进方法相比提高了2.6倍以上。试验结果表明：大直径集束式潜孔锤反循环钻进方法是解决大直径钻孔硬岩钻进难题的一种行之有效、值得深入研究与推广应用的高效钻进方法。     

棘轮式可旋转冲击反循环钻头的研制

作者研制的棘轮式可旋转冲击反循环钻头采用独特的机构实现了钻头的旋转，工作性能良好。本文介绍了其结构原理及应用效果     

气动潜孔锤反循环钻头结构改进与优化设计

运用理论分析、数值模拟与实验研究相结合的科学研究手段,对影响气动贯通式潜孔锤反循环形成的钻头新增引射孔各参数、底喷孔各参数以及其它相关参数进行优化设计,得到一系列适合不同规格钻头的相关参数值及其回归方程。运用Visual Basic语言,将研究结论与专家的经验总结汇合,编写了钻头参数优选系统软件。研究结论应用于生产试验中取得令人满意的结论,岩矿心采取率达到98%以上,反循环形成顺利,岩矿心完整度好。参数优选系统的建立为该项硬岩钻进技术的完善提供了参考性依据。     

冲击反循环钻头的研制

冲击反循环钻头作为直接破碎岩石的钻具，它设计的合理与否，对提高钻进效率，起到了很大作用。     

贯通式潜孔锤反循环钻进技术在矿区勘探中的应用研究

河南三道庄钼钨矿区地质条件复杂、地层破碎,存在一些勘探难题,贯通式潜孔锤反循环连续取芯钻进技术进行探矿施工,取得了良好的应用效果。该方法具有钻进效率高、岩矿样采取率高、钻孔质量好等优点,有效地解决了破碎漏失地层的钻孔问题。针对复杂地层中漏失极其严重和岩芯完整度较差的难题,对反循环钻头进行改进设计,主要介绍该工艺方法的技术特点及其应用实践。     

潜孔锤反循环钻进井口密封器的改进

介绍了一种结构简单、操作方便、密封性能好、使用周期长的井口密封装置，能满足深孔钻进的要求。     

结构设计对潜孔钻头使用寿命的影响

潜孔钻头由于工作环境恶劣,使用过程中存在很多不可预见的因素,很容易造成钻头的非正常报废,长期以来,国内外专家学者从钢材选材、硬质合金齿的牌号以及钻头的结构等不同角度对钻头进行研究和改良,并取得了丰硕的成果。本文以花键连接类潜孔钻头为例从钻头的结构设计阐述对钻头使用寿命的影响。     

气举反循环钻进用钻头

根据多年来气举反循环钻进工艺在各个领域的推广应用情况,介绍了该工艺技术所用钻头的结构性能及适用范围.     

大直径反循环潜孔锤的密封方法与试验研究

可靠的密封结构是大直径反循环潜孔锤能够实现反循环钻进工艺的关键,同时也是大直径反循环潜孔锤设计的难点。现有的大直径反循环潜孔锤都是基于孔底钻具本体进行密封结构设计的。提出了一种孔底与孔口联合密封的方法,以该密封方法为设计原则研制了扩孔用710/311 mm集束式反循环潜孔锤与孔口密封装置,并配套127/70 mm双壁钻具进行了现场试验,取得了较好的连续反循环排渣效果,平均机械钻速为2.1 m/h,与常规牙轮钻头扩孔方法相比提高了2.6倍。试验结果表明孔底与孔口联合密封方法是可行的,值得进一步推广应用。     

贯通式气动潜孔锤钻头反循环结构的计算机辅助设计

简要介绍了流体力学计算软件Fluent，详细阐述了运用Fluent软件分析取心钻头内外流场的原理和步骤，通过仿真分析GQ-89冲击器取心钻头周围的流场，优化设计了钻头的反循环结构参数，取得满意效果。     

牙轮钻头在气举反循环钻探中的应用

本文根据牙轮钻头在气举反循环钻探中的实际应用情况,对牙轮钻头的分类及破岩机理,气举反循环钻进工艺特点及牙轮钻头的选择,使用效果和体会,作了较全面的论述外,还对牙轮钻头在使用中的一些情况进行了分析。这对于今后在水文水并钻探中合理使用牙轮钻头,进一步推广气举反循环钻进工艺具有特殊的意义。     

内喷孔式反循环钻头结构优化设计及CFD模拟分析

为解决贯通式潜孔锤反循环连续取心(样)技术在钻进"硬、脆、碎"等复杂地层时反循环排不出渣或者排渣不彻底的现象,在现有贯通式潜孔锤反循环连续取心钻头结构的基础上,优化设计一种新型内喷孔式反循环钻头,能在孔底形成强有力的多股引射抽吸流场,并模拟分析了内喷孔轴线水平偏角和内喷孔轴线与钻头中心的偏距2个结构参数对新型反循环钻头结构抽吸能力的影响。通过模拟分析的验证,此种反循环钻头的结构更加简单,反循环效果比较优良。