基于压电力传感器冲击功的检测方法研究

液动冲击回转钻探具有防止岩心堵卡、提高勘探效率的重要作用,冲击器冲击功的无损精确检测一直是困扰冲击器研究机构及生产单位的难题。本文利用压电力传感器、电荷放大器将冲击器的冲击力波形转换为电压波形信号,再利用MP4221采集板和基于Visual C++语言研发的实时采集、显示软件将冲击力波形采集到PC机,并实时显示冲击力波形曲线;依据动量定理和冲量定理,通过研究冲击器冲击功与最大冲击力的关系,确定了冲击功与最大冲击力的关系式,即冲击功与最大冲击力的平方成正比。文章通过标定实验台架进行了可行性验证,实验表明,利用压电力传感器可以准确地检测出冲击力波形,结合标定台标定出的“冲击功-冲击力”关系式系数可以准确地计算出对应的冲击功波形。     

液动回转冲击钻进中管道液流动态及气囊蓄能器的应用

本文计算和论述了回转冲击钻进中管道液流产生的水击及其影响。使用蓄能器可以改善管道液流动态、提高冲击器的工作能力、减少水击能量的损失。凡冲击器的基础频率越低,蓄能器的安装距离则越大,否则效果相反。从管道各部水压变化实测证明蓄能器确能减小管道压力波动幅值,提高冲击器频率。利用热力学原理可以计算蓄能器每次蓄释的能量。     

孔底电动冲击回转钻具的研制

为克服传统液动、气动冲击器的缺陷,依据直线电机原理,研制了孔底电动冲击回转钻具。该钻具包括孔底电动冲击器、电机驱动器、动力电池3部分。电机驱动器负责接受地表指令并控制孔底电动冲击器的冲击频率和冲击功,从而实现在不提钻的情况下适应不同地层对冲击功和冲击频率的要求。实验表明,该钻具效率高,性能可靠,调节方便。      

应力波法测试液动冲击器性能参数的微型计算机系统

本文详细介绍了用应力波法测试液动冲击器性能参数的微机系统。该系统根据国际标准设计,具有方法先进,设备简单,采样速度快及计算准确等特点。使用该系统,可以很方便地测量冲击器的能量、频率、流量等重要指标。它提供了研究和改进液动冲击器的有效方法,进一步研究将会得知不同冲击器破碎岩石所需的能量。该系统首次在地质系统应用。     

球体冲击器用于回转冲击钻进的工艺研究

在大量遇到的中硬岩层中采用硬质合金钻头 球体冲击器实现回转冲击钻进可明显提高机械钻速和取心效果,并防止孔斜,具有很好的推广前景.借助数理统计方法建立了球体冲击器冲击频率与风压、风量之间高度显著的相关关系式,可用于冲击频率及其它工艺参数的预测与控制.     

阀式正作用冲击器冲击频率和弹簧的性能分析

阀式正作用冲击器性能测试及使用中出现两种现象: （1）实测冲击频率低于设计频率;（2）锤簧使用寿命短。究其原因,一方面是弹簧自振频率与外载荷变动频率接近,引起弹簧共振,造成冲击器压力波动,延长工作循环时间,降低冲击频率;另一方面是弹簧疲劳强度安全系数小于许用安全系数,造成锤簧折断,缩短使用寿命。改进办法是修改阀的结构尺寸及重新设计弹簧参数以提高弹簧自振频率和安全系数。      

旋冲钻井技术在内蒙古意1井的应用

为了提高内蒙古意1井3000 m以深下部井段机械钻速,采用了射流冲击器旋冲钻井提速技术。根据地层岩性特点,通过冲击器台架性能测试,优选出了冲击器的冲击功及冲击频率,确定了旋冲钻井参数。射流冲击器配合牙轮钻头应用井段为3675～3817 m,通过合理确定水力参数及冲击器的性能参数,取得了预期的提速效果,达到了提速增效的目的。冲击器纯钻共计185 h,总进尺142 m,采用旋冲钻井技术,在相同地层及钻头条件下,旋冲钻井2趟钻进进尺较以前转盘钻进4趟钻进进尺多10 m,提高机械钻速达42％,为白音查干区块钻井提供了一项新的技术手段。     

背压对射流冲击器的影响

在钻进中射流式冲击器常受外界因素影响,使工作性能发生变化。所谓外界因素,主要来自背压,背压常常干扰主射流的正常切换。例如,随着孔深的增加,冲击器会逐渐降低频率和冲击功,直至失去作用。      

球体冲击器及其在回转冲击钻进中的应用研究

提出了在大量遇到的中软-中硬岩层中采用硬质含金回转冲击钻进的问题,在论述球体冲击器结构及工作原理的基础上,介绍了室内外回转冲击钻进试验使机械钻速明显提高的效果,借助数理统计方法建立了球体冲击器冲击频率与风压、风量之间高度显著的相关关系式,可用于冲击频率及其它重要工艺参数的预测与控制.全文表明球体冲击器具有很好的推广前景.     

SX54—Ⅲ型冲击器

冲击回转钻进技术具有显著技术经济效益，已越来越广泛地为钻探工作者们所接受。冲击器是实现冲击回转钻进必须的和关键性的工具。1985年1月8～15日，地矿部探矿工程装备工业公司在昆明召开了SX54-Ⅲ型冲击器技术鉴定会。与会代表一致认为，该冲击器是我国首创的一种新型液动冲击器。它的工作原理独特，零部件和易损件少，启动容易，工作性能稳定可靠，故障少，调整使用方便，有良好的耐背压特性和较高冲击频率，适合于不同孔深和较差条件下工作，在生产试验中获得了较好的效果。一致通过鉴定，并建议批量生产。     

GCF-20A型冲击-回转反循环工程钻机

GCF－20A型冲击－回转反循环工程钻机是以冲击钻进为主、回转钻进为辅的多功能钻机，可适应软、硬岩石等不同地层钻进的要求。阐述了该钻机技术参数及性能参数的合理选择、用途特点和使用效果。     

机械振动钻进方程及其意义的探讨

通过对机械振动钻进工况的分析,提出了机械振动钻进的力学模型,建立了机械振动钻进的振动方程,并就方程的解对振动钻进的意义进行了探讨     

轻便快速振动冲击取样机具的研制

为了解决化探取样和环境取样在交通不便、缺水地区的生产实际问题,研制了高效、轻便的振动冲击取样机具。介绍了激振器、取样器及机架等模块的技术参数、结构形式和特点,并结合生产试验情况提出改进建议。     

冲击反循环技术装备在大口径嵌岩钻进中的应用

比较嵌岩钻进几种方法的特点，重点介绍了以双绳同步卷扬为核心部件的重锤式冲击反循环钻进技术的应用，拓展传统冲击钻和转盘钻机对地层的适应性，通过不同类型的钻具和工艺组合，以满足不同地层或不同类型槽孔对钻机的要求。     

Numerical simulation of percussive drilling

This paper presents a novel dynamical model to analyze the long‐term response of a percussive drilling system. This departs from existing approaches that usually consider a single activation and bit/rock interaction cycle for the analysis of the process performance. The proposed model integrates the axial dynamics of an elastic piston and an elastic drill bit, a motion‐dependent pressure law to drive the piston, and a generalized bit/rock interaction law representative of the dynamic indentation taking place at the bit/rock interface. It applies to down‐the‐hole percussive drilling as well as top‐hole, with minor modifications. The model does not account for the angular motion or the hole cleaning, however. The model is first formulated mathematically; then, a finite‐dimensional approximation is proposed for computations. Numerical analyses of the model response, for a low‐size down‐the‐hole percussive system, follow. The period‐1 stationary response for the reference configuration is studied in detail, and parametric analyses assessing the influence on the rate of penetration of the bit/rock interaction parameters, the feed force, and the percussive activation parameters are conducted. These analyses reveal that the multiscale nature of the process is well captured by the model and recover expected trends for the influence of the parameters. They also suggest that a significant increase of the penetration rate can be achieved by increasing the percussive frequency. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

YCJF20型冲击反循环钻机进行地下 连续墙成槽施工技术

成槽施工是地下连续墙施工的重要工序,厦门地铁3号线湖滨东路站地下连续墙施工中采用YCJF20型冲击反循环钻机冲击钻进法进行成槽施工。介绍了YCJF20型钻机的主要技术参数、特点和工作原理,以及导墙和导孔施工、钻机布置、泥浆制备、冲钻成槽等成槽施工过程。     

冲击回转碎岩机理试验研究

在模拟孔底冲击回转钻进条件的试验台上，对岩石的冲击回转碎岩机理进行了试验研究，提出了大直径潜孔钻头的合理布齿及钻进参数选择依据。     

我国冲击反循环桩孔钻机现状与发展

简要介绍了国内外冲击反循环钻机的情况，通过代表机型，着重介绍了不同冲击方式的冲击反循环钻机的性能特点，并就冲击反循环钻机的发展趋势及需做的工作提出了看法和建议。     

绳索取心冲击回转钻具组合设计及应用试验

绳索取心冲击回转钻具是将绳索取心和冲击回转两种钻进工艺的优势进行叠加设计出的新钻具,该钻具对提高钻探生产效率和施工质量有显著的效果。通过设计及应用试验,发现了内管总成的＂漂浮现象＂及原钻具内管总成的＂减振效应＂对两种工艺组合应用影响的关键技术难题,并采取了有效的解决方法,为今后该技术的发展提供了参考。     

GCF系列冲击反循环工程钻机的研制

介绍了GCF系列冲击反循环工程钻机的研制概况以及主要技术参数、性能特点、生产试验情况等。