DB30型多功能电驱动钻机的研发与应用

以XY-8型钻机为基础,采用模块化设计,研发了既可以进行小口径深孔取心钻探,又可以进行大口径硬质合金钻进及水源钻井的DB30型多功能钻机,该钻机使用变频电机直接驱动,简化传动链,提高了传动效率,配套先进、成熟的电控技术,大大提高了钻机的自动化程度。简要介绍该钻机的技术方案、技术参数、结构设计、技术优势以及实际应用情况。     

地质钻机动力驱动系统的发展趋势

目前我国地质钻机仍采用异步电机或柴油机加变速箱的简单驱动方案,对钻探工作是不利的。研究和选择合适的地质钻机用动力系统已是当务之急。本文论述了交流变频调速驱动是今后地质钻机动力系统应用和推广的主要方     

交流变频钻机能实现升降钻具机械化

根据升降钻具的负载特点 ,动力驱动系统必须具备的 2个基本特性是硬的机械特性和近似恒功率的调速特性。给出了交流变频驱动钻机升降钻具机械化的技术方法和实例     

深井钻机柴改电升级改造及其应用

针对柴油机驱动存在的可靠性低、钻井成本高、环境污染大等问题,提出将传统的柴油机驱动钻机改造为电驱动钻机的节能环保升级改造方案。直接利用工业电网作为动力源,对钻井的动力驱动系统进行优化,在地热井施工、石油钻井施工和其它深井钻井施工中得到广泛的应用。实践证明,柴改电升级改造在节能环保方面效果明显,提高了钻机运行的可靠性、先进性、经济性和安全性,达到了预期的目的。     

浅析地质岩心钻机发展趋势

在“八五”计划确定之际为正确选型并确定新型钻机的研制开发方向，必须对各类钻机进行科学的比较评价。而在比较时，一方面要考虑钻机技术性能的优劣、可靠性和机械化程度等；另一方面还需考虑不同时期各类钻机生产、销售的数量、比率及其变化，并要注意不同类别市场中各型钻机占有率的实际情况。本文介绍了有关液压钻机、动力头钻机的统计数字及交流变频驱动钻机的最新进展情况，据此对今后我国新型地质岩心钻机的研制方向提出了具体意见。     

永葆创业激情的中原石油勘探局钻井三公司

中原石油勘探局钻井三公司成立于1982年。钻井队由初建的8个，发展到现在的56个，钻机类型由单一的大庆32型、ZJ45型机械钻机，发展到拥有50D、70D电动钻机等多“兵种”钻机群，钻井最深打到了7170m；钻井类型由直井、斜井发展到多靶定向井和水平井；钻井领域由石油天然气钻井，扩展到地热钻井、煤层气钻井和地球科学研究钻探。     

交流变频调速钻机的节能潜力

以XY - 4型地质钻机为例 ,对常规异步电机驱动和交流变频调速驱动时的钻机能耗进行对比分析 ,结果表明 :后者能耗明显小于前者 ,证明钻机采用交流变频调速动力系统有显著的节能效果 ,为提高钻机性能、降低钻探成本提供了一个新的技术途径。     

我国深孔钻探装备的发展与展望

在认真总结目前深部钻探存在的问题、系统分析深部钻探的特点以及对装备的要求的基础上,围绕钻探装备在目前深部钻探实践中的不适应性,提出深孔钻探装备的发展思路,并简单介绍了交流变频电驱动岩心钻机的研究实验情况,对建立我国深部钻探装备体系具有一定的参考价值。     

永磁直驱变频泥浆泵在雄安地热钻井中的应用

泥浆泵作为钻井主要配套设备,在钻井施工中起着至关重要作用。目前大功率电动泥浆泵中多以交流异步电机驱动,气胎离合器、中间车、皮带轮减速的传动方式驱动泥浆泵。随着地热（干热岩）、页岩气等陆域清洁能源及深部资源勘探开发的需要,对大功率电动泥浆泵也提出了更高的要求。为此,在分析了雄安项目地热钻井的需求后,采用永磁变频电机直接驱动F-1300泥浆泵的小齿轮轴,具有传动结构简单、无级调速、节省能源、控制精度高的优势,适应了现代地热钻井技术的发展,提高了钻机的整体水平和作业能力,提高了钻井效率和质量。     

XD-10DK型小口径电动顶驱钻机的研制与应用

为了解决新疆地区铀矿勘探设备落后、劳动强度大、安全隐患多、钻效提升困难等难题,研制了XD-10DK型小口径电动顶驱钻机,该钻机采用了模块化设计、交流变频电机直驱、负载双通道、数字化检测、顶部驱动等多项先进技术。经过在准噶尔盆地车排子地区3个钻孔的现场试验,提高了铀矿勘探自动化程度和钻进效率、降低了工人的劳动强度、改善了工人的工作环境、保障了施工设备和人员安全。为新疆地区铀矿勘探乃至全国的岩心钻机更新换代提供了借鉴。     

汶川地震断裂带科学钻探项目深孔取心钻探设备的研制与应用

深孔取心钻探设备是为满足汶川地震断裂带科学钻探项目（WFSD）3000m深部取心钻探需要而自主研制的我国首套科学钻探专用设备,包括KZ3000型全液压钻机以及深部钻探配套用高压泥浆泵和钻杆钻具等。该套设备集全液压、高速顶驱、大口径、深部取心于一身,具有综合能力强、工艺适应性广、操控智能程度高等特点,在WFSD-2孔深部取心钻探中,各项功能满足设计要求,应用情况良好。该套设备作为我国深部钻探装备的阶段性创新成果,在科学钻探、深部找矿和浅层油气钻采中,具有一定的推广价值。     

XD-30DB型钻机在金矿勘查中的应用

在栾家河金矿勘探区,为完成地质深孔绳索取心钻探任务,引进XD-30DB型钻机进行施工。本文主要通过对电动变频顶驱钻机的应用,对其在钻进过程中的效果、性能和工作方法进行优化总结,同时提出改进建议。     

全液压顶驱钻机背钳的设计及运动仿真分析

针对大陆科学钻探接卸钻杆进行上卸扣操作复杂繁琐、夹持稳定性差等问题,设计了一种适应于科学钻探全液压顶驱钻机的新型背钳装置。该装置具有夹持力大、对钻杆损伤小、工作性能稳定、双向浮动等特点,解决了钻进过程中频繁倒杆问题,快速完成上卸扣操作作业,极大地缩短了辅助作业时间。并利用ADAMS动力学仿真软件,对夹紧机构进行了运动仿真分析,验证了机构设计的合理性。     

自动化智能化地质岩芯钻探技术装备研发与应用

为解决5000 m地质岩芯钻探基础准则与依据缺失问题，提高钻探装备的自动化、智能化水平，启动了5000 m智能地质钻探技术装备研发工作，通过钻机装备、钻探器具研制，钻探工艺技术研究并经试验示范验证，取得多项创新成果，形成了5000 m地质岩芯钻探技术体系。通过特深孔钻孔口径与管柱规格优化研究、钻杆规格设计、装备性能参数选配，形成了5000 m地质岩芯钻探技术规范体系；基于5000 m特深孔地质岩芯钻机、孔口自动化作业装置等关键设备研制，实现了绳索取芯钻进的孔口作业全流程自动化，形成了轻量化钻机孔口管柱柔顺控制技术；基于复杂地层孔内工况判别、钻进参数优化与轨迹优化控制等技术问题研究，形成了多源信息融合的地面与孔底一体化钻进过程智能控制技术；基于高性能薄壁绳索取芯钻杆和系列小口径高效钻具研制，形成了大深度绳索取芯系列钻杆钻具技术；研发了耐高温环保型冲洗液、生物破胶废浆处理技术、“广谱型”双浆堵漏技术，形成了绿色环保型冲洗液体系与护壁堵漏技术。     

自动化智能化地质岩芯钻探技术装备研发与应用

为解决5000 m地质岩芯钻探基础准则与依据缺失问题，提高钻探装备的自动化、智能化水平，启动了5000 m智能地质钻探技术装备研发工作，通过钻机装备、钻探器具研制，钻探工艺技术研究并经试验示范验证，取得多项创新成果，形成了5000 m地质岩芯钻探技术体系。通过特深孔钻孔口径与管柱规格优化研究、钻杆规格设计、装备性能参数选配，形成了5000 m地质岩芯钻探技术规范体系；基于5000 m特深孔地质岩芯钻机、孔口自动化作业装置等关键设备研制，实现了绳索取芯钻进的孔口作业全流程自动化，形成了轻量化钻机孔口管柱柔顺控制技术；基于复杂地层孔内工况判别、钻进参数优化与轨迹优化控制等技术问题研究，形成了多源信息融合的地面与孔底一体化钻进过程智能控制技术；基于高性能薄壁绳索取芯钻杆和系列小口径高效钻具研制，形成了大深度绳索取芯系列钻杆钻具技术；研发了耐高温环保型冲洗液、生物破胶废浆处理技术、“广谱型”双浆堵漏技术，形成了绿色环保型冲洗液体系与护壁堵漏技术。     

深孔取心钻进用高速顶驱式钻机

回顾总结了汶川地震断裂带科学钻探（WFSD）项目钻探装备的研制和改造过程,详细描述了2种高速顶驱式岩心钻机的总体方案、应用效果和存在问题,简要分析了高速顶驱钻进、顶驱/转盘双回转钻进以及交流变频电驱动技术在深部复杂地层钻探领域的应用前景,对建立我国深部钻探装备体系具有一定的参考价值。     

关于我国地质岩心钻机发展方向的分析

对立轴式钻机和全液压动力头钻机进行了全面的对比分析,重点对2种钻机进行了技术经济对比。结果表明,动力头钻机不仅在搬迁和运移性方面要优于立轴式钻机,而且在钻进施工的技术经济指标方面也优于立轴式钻机。钻孔深度加大后,动力头钻机在钻进施工效率方面的对比优势会逐渐减弱,应该考虑采取加大钻杆立根长度,从而加大起下钻速度的措施。     

高频振动回转顶驱的研制

为满足城市地质大调查复杂地层钻进的需要,研制了JDD-100型全液压钻机高频振动回转顶驱。该顶驱具有回转钻进、高频振动钻进、高频振动回转钻进功能。对顶驱的回转机构和振动机构进行了全面系统的设计,运用ADAMS动力学仿真分析软件对高频振动回转顶驱的工作过程进行了动态仿真分析。试验表明,该装置结构设计合理,钻进效率高,工作寿命长,满足了城市地质大调查复杂地层高效钻进的要求。     

XD-3型全液压动力头式岩心钻机的研制与应用

根据我国地质钻探任务不断增加和向地层深部找矿的需求,研制了XD-3型全液压动力头式岩心钻机。介绍了该钻机的结构设计、工作原理、主要特点以及使用情况。     

黑龙江嫩江县银多金属矿45°斜孔钻探施工技术

在黑龙江省嫩江县二道坎村开展银多金属矿普查工作中使用MP-1000型便携式钻机进行了45°斜孔施工,该钻机占地小,搬迁方便,适合斜孔施工。针对斜孔施工中出现的钻孔漏失、坍塌掉块、钻孔偏斜的问题,通过采用改性刚性水泥堵漏剂对钻孔漏失段进行封堵,取得了良好的封堵效果;选用合适护壁性能的冲洗液减少了钻孔坍塌掉块;为防止孔斜,采用锚杆固定的方式稳固钻机,钻进过程中使用高胎体钻头,减少起下钻次数,避免掉块挤压钻具引起孔斜。通过选择合适的冲洗液以及不断优化施工工艺,45°斜孔施工取得了良好的效果。