中國大口徑潛孔錘沖擊器、鉆頭

潛孔錘鉆頭沖擊鉆進的過程是一個高度非線性、大變形、破壞的過程。對這一復(fù)雜過程,目前主要是利用實驗方法來進行研究,致使鉆頭設(shè)備的開發(fā)與研制一直處于傳統(tǒng)的經(jīng)驗或?qū)嶒災(zāi)Ｊ较逻M行,設(shè)計與制造周期長、成本高,產(chǎn)品嚴(yán)重老化、缺乏市場競爭力。應(yīng)用非線性顯式三維有限元求解程序ls-dyna3d,采用與巖石性質(zhì)較接近的混凝土模型,對鉆頭硬質(zhì)合金球齒沖擊混凝土板的過程進行仿真計算,討論不同球齒沖擊速度下混凝土的變形及破碎機理,分析球齒的沖擊力、侵入混凝土的速度、位移及沖擊力-鑿入深度曲線等,為研究鉆頭與脆性材料的作用過程及鉆頭的優(yōu)化設(shè)計提供一種有效的分析方法。

針對gq89潛孔錘反循環(huán)鉆頭在河南鉬礦應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題,對其進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化,并介紹了優(yōu)化后的反循環(huán)鉆頭結(jié)構(gòu)原理。利用fluent軟件對優(yōu)化前、后的孔底流場進行了模擬分析,又借助有限元軟件對原鉆頭和優(yōu)化鉆頭進行了應(yīng)力應(yīng)變分析。分析結(jié)果顯示:優(yōu)化后的gq89潛孔錘反循環(huán)鉆頭性能得到大大提高。改進后的鉆頭實物在河南鉬礦進行實驗,取得了令人滿意的效果。

為實現(xiàn)在復(fù)雜地層用同步跟管鉆進工藝鉆鑿直徑較大的樁孔和水井,設(shè)計了一種氣動潛孔錘反循環(huán)跟管鉆進鉆頭。介紹了該鉆頭的結(jié)構(gòu)組成、工作原理和設(shè)計特點。與常規(guī)設(shè)計相比,該新型鉆頭流道設(shè)計可以增強排渣效果,保持孔底干凈,減少重復(fù)破碎,提高鉆進效率;邊齒數(shù)量較多,耐磨損能力強,有利于提高使用壽命。

為了適應(yīng)地下礦山高階段大直徑深孔采礦的需要,長沙礦山研究院、凡口鉛鋅礦、昆明冶金機械廠共同研制了cgw-150型高風(fēng)壓潛孔沖擊器和鉆頭。1986年開始這項研究工作,1989年初投入現(xiàn)場工業(yè)試驗,到1990年先后在凡口礦的4個采場分別用加拿

針對φ89mm反循環(huán)鉆頭取心短且?guī)惯叺膯栴},對其碎巖過程進行有限元軟件ansys數(shù)值模擬分析。根據(jù)分析結(jié)果提出合理設(shè)計方案,再對新鉆頭進行有限元數(shù)值分析,并與原設(shè)計進行對比分析,同時進行室內(nèi)試驗驗證。結(jié)果表明,優(yōu)化后的鉆頭取出的巖心較長、較完整且不帶裙邊,優(yōu)化方案合理可行。

通過在陜西渭北地區(qū)水源井工程施工中的試驗成果,分析了氣動潛孔錘鉆進技術(shù)在基巖裂隙發(fā)育地區(qū),大口徑水井施工中的應(yīng)用方法及工藝參數(shù),結(jié)合生產(chǎn)實踐對其使用效果、生產(chǎn)效率等方面,進行了總結(jié)并提出了鉆進過程中出現(xiàn)的問題及對策。

牙輪鉆頭和潛孔沖擊器都是用沖擊碎巖機理取代了金剛石鉆頭的磨削碎巖機理，體現(xiàn)了體積破碎的效果。開發(fā)推廣的關(guān)鍵在于加工質(zhì)量和配套機具的研制。對今后巖心鉆探中的全面鉆進孔段的技術(shù)發(fā)展也有很大意義。

YQ_150A型潛孔鉆鉆頭及沖擊器前接頭的改進 (2)

YQ_150A型潛孔鉆鉆頭及沖擊器前接頭的改進

針對欒川鉬礦復(fù)雜地層勘探中所遇到的反循環(huán)形成難和形成不徹底的狀況,提出了貫通式反循環(huán)取樣鉆頭的改進方案,并且進行了現(xiàn)場試驗。試驗表明,改進后的鉆頭具有反循環(huán)效率高,鉆進速度快,巖礦心采取率達(dá)99%以上的特點。

介紹了空氣潛孔錘反循環(huán)鉆進技術(shù),針對反循環(huán)鉆具中的鉆頭做了系統(tǒng)研究?？諝鉂摽族N反循環(huán)鉆進技術(shù)是集欠平衡鉆進、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進、潛孔錘反循環(huán)鉆進三種鉆進技術(shù)于一身的先進的鉆進工藝,在礦產(chǎn)開采方面已經(jīng)成功應(yīng)用。首次將引射原理應(yīng)用到鉆頭結(jié)構(gòu)設(shè)計上,根據(jù)引射角度不同設(shè)計出兩種不同類型的反循環(huán)鉆頭,并運用fluent流體工程仿真軟件對設(shè)計的鉆頭分別進行數(shù)值模擬,以獲得最優(yōu)反循環(huán)鉆頭結(jié)構(gòu)。對加工出的引射裝置進行試驗研究,試驗數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果比較,二者基本吻合,驗證了仿真技術(shù)的可靠性。最后確定了適合空氣潛孔錘反循環(huán)鉆井使用的最佳反循環(huán)鉆頭結(jié)構(gòu),為其進一步應(yīng)用開拓了廣泛的空間。

近鉆頭扭轉(zhuǎn)沖擊器破巖機理及應(yīng)用_李瑋

介紹了潛孔錘反循環(huán)鉆頭改進設(shè)計的思想,運用cfd技術(shù)對鉆頭體內(nèi)部流場進行了數(shù)值模擬與仿真分析。結(jié)果表明:卷吸作用與鉆頭體底部的噴射孔形成的反循環(huán)氣流共同作用,加強了反循環(huán)形成效果;且鉆頭體內(nèi)部上返風(fēng)速>15.24m/s,使巖芯得以順利地排至地表。設(shè)計加工了帶有不同傾角引射孔的鉆頭體模型,經(jīng)實驗室驗證表明,當(dāng)引射孔傾角為30°時形成的壓力最大。將加工出的鉆頭用于欒川鉬礦生產(chǎn),鉆遇采空區(qū)時或穿過采空區(qū)后,反循環(huán)都正常形成,應(yīng)用該技術(shù)共完成勘探孔66個,累計進尺>2500m,鉆進時效4.08m。

針對川東北地區(qū)尤其是元壩地區(qū)陸相下部地層常規(guī)鉆井機械鉆速低、單只鉆頭進尺少的難題,在元壩10井進行了"鉆頭扭轉(zhuǎn)沖擊器+pdc鉆頭"鉆井試驗,試驗井段3233.30～3503.82m,進尺270.52m,純鉆時間81.0h,平均機械鉆速3.34m/h,與同地層牙輪鉆頭鉆進相比機械鉆速提高3.04倍,與該井"螺桿+pdc鉆頭"復(fù)合鉆進相比機械鉆速提高2.59倍,pdc鉆頭工作壽命延長53h。試驗結(jié)果表明,鉆頭扭轉(zhuǎn)沖擊器配合pdc鉆頭鉆井可解決復(fù)雜地層鉆頭壽命不高和機械鉆速低的難題,拓寬了pdc鉆頭的應(yīng)用范圍。介紹了鉆頭扭轉(zhuǎn)沖擊器的技術(shù)背景、工作原理、特點和技術(shù)參數(shù)及在元壩10井的試驗情況。

運用理論分析、數(shù)值模擬與實驗研究相結(jié)合的科學(xué)研究手段,對影響氣動貫通式潛孔錘反循環(huán)形成的鉆頭新增引射孔各參數(shù)、底噴孔各參數(shù)以及其它相關(guān)參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計,得到一系列適合不同規(guī)格鉆頭的相關(guān)參數(shù)值及其回歸方程。運用visualbasic語言,將研究結(jié)論與專家的經(jīng)驗總結(jié)匯合,編寫了鉆頭參數(shù)優(yōu)選系統(tǒng)軟件。研究結(jié)論應(yīng)用于生產(chǎn)試驗中取得令人滿意的結(jié)論,巖礦心采取率達(dá)到98%以上,反循環(huán)形成順利,巖礦心完整度好。參數(shù)優(yōu)選系統(tǒng)的建立為該項硬巖鉆進技術(shù)的完善提供了參考性依據(jù)。

XL24HD大口徑潛孔錘在Beaver大壩排柱樁擋水墻施工中的應(yīng)用

大口徑彎頭

使用PZ、CG型鉆頭施工大口徑深孔的實踐

如何合理、巧妙地選擇鉆頭與原有老設(shè)備配套來施工大口徑工程孔，具有現(xiàn)實意義。我們在使用ｔｓｊ１０００型水源鉆機鉆進通風(fēng)孔、送料孔等大口徑深孔工程中取得了成功經(jīng)驗，介紹如下。１　工程概況１．１　高平伯方煤礦通風(fēng)孔設(shè)計口徑１０００ｍｍ，深度１５３ｍ。地層情況：０～２２ｍ為雜填土，２２～３８ｍ為泥質(zhì)灰色砂巖，３８～４２ｍ為強、中風(fēng)化花崗巖，４２～１５３ｍ為微風(fēng)化花崗巖。１．２　朔黃鐵路寧武段送料通風(fēng)孔設(shè)計沿隧道走向施工一大口徑深孔進行送料通風(fēng)，孔徑８００ｍｍ，深度１２０ｍ。地層情況：０～６ｍ為填積層，６～１７ｍ為硬質(zhì)耐火粘土，１７～２３ｍ為硅質(zhì)灰?guī)r，２３～１２０ｍ為玄武巖。２　施工技術(shù)２．１　設(shè)備、機

大口徑潛孔錘大水壩隔墻施工中鉆進混凝土灌注樁孔

本文從目前我國鉆井現(xiàn)狀,存在難點,以及解決途徑進行了闡述,由于鉆井灌注樁是當(dāng)前鉆井工程中工程量最多,當(dāng)然產(chǎn)生問題也最多的一個方面,所以文中所談問題也側(cè)重這方面,其目的是想通過這篇文章的介紹,使鉆井技術(shù),機具研制及體制改進有一個很大的提高。

本文從目前我國大口徑鉆井現(xiàn)狀、存在難點,以及解決途徑進行了闡述。由于鉆井灌注樁是當(dāng)前鉆井工程中,工程量最多,產(chǎn)生的問題也最多,所以文中所談問題也側(cè)重這方面。其目的是想通過這篇文章的介紹,使鉆進技術(shù)、機具研制,體制改進有一個很大的提高。