地矿部勘探技术研究所钻机二室成果简介

地矿部勘探技术研究所钻机二室成果简介１ＧＪＤ系列工程施工钻机该系列钻机是动力头式、具有回转和冲击钻进方法的反循环（泵吸或喷射）钻机。机械传动、液压操纵、有步履机构、摆管机构、液压提引、液压冲击，钻机能前后、左右移动和转向。有两种型号：ＧＪＤ—１５００...     

无卷扬机液压缸升降式钻机

目前,液压动力头岩心钻机大多采用液压缸给进,液压卷扬机提升。近年来,国外多个国家以液压技术见长的公司,研发了无卷扬机液压缸升降式钻机,它与传统钻机设计理念不同,液压缸不单是给进机构也作为提升机构。这种钻机取消了结构复杂而笨重的卷扬机、天车、游动滑车组。液压缸提升系统井架不承受提升载荷,井架尺寸小,轻便;整个设备体积小、质量轻、成本低、技术经济指标先进。它为研发液压动力头钻机提供了一种新机型。介绍了瑞典山特维克浅钻和挪威MH公司RamRig深孔钻机的结构和其他一些国家研发和应用情况。阐述了双液压缸提升和液压缸-钢丝绳倍速机构两种不同系统的工作原理及应用特点。     

GBS-55型水平定向钻机液压系统的设计

介绍了GBS-55型水平定向钻机的组成及其特点。针对GBS-55型水平定向钻机主要机构的动作特点及实际工况等设计了该钻机的液压系统。分析了该钻机液压系统的主要特点,根据该液压系统的设计参数进行了主要液压元件的设计计算及选型。实际应用证明该液压系统负载适应性强,稳定高效。     

钻机液压系统的分析与改进(续)

钻机液压系统和液压元件的设计、选择固然重要,但其执行机构和辅助件也不可忽视.尽管液压系统设计得很合理,如果执行机构不好使,钻机也就不能正常工作.现就液压卡盘、油缸给进行程、油管接头等存在的问题谈几点看法,供参考.     

MZ150型全液压多功能锚杆钻机的研制

ＭＺ－１５０型全液压多功能锚杆钻机由变角机构、动力头回转机构、给进机构等几部分组成,采用液压传动方式,对钻机的总体方案,机构设计及主要参数作了介绍。亲机经过工业性试验,效果良好。     

CYS-300型全液压地热水井钻机的研制

本文介绍了CYS300型全液压地热水井钻机的性能参数、关键机械部件结构及液压系统的设计。钻机选用齿轮泵作为液压系统动力元件,配合液压多路阀实现对动力头双液压马达和给进油缸等执行元件液压油的合流,通过液控二速阀实现动力头双液压马达的串并联工作,输出4种转速和扭矩,在满足钻机性能参数设计要求的同时,简化液压系统的设计,减少液压系统能量损耗,降低维护和使用成本。钻机采用油缸三链条倍速机构实现动力头的给进提升,具有结构简单、性能可靠、抗冲击能力强、提升平稳等优点。现场工程施工应用表明：CYS300型全液压地热水井钻机性能稳定可靠,工艺和复杂地层适用能力强,操作安全舒适,钻进效率高。     

地质勘探常用液压钻机动力设备的特性与选择

通过对液压钻机动力设备特性的了解,并结合液压钻机工作环境.对液压钻机动力设备进行合理选择。以达到优化钻机结构、增强钻机环境适应能力、减少钻机动力故障、提高钻探效率的目的。     

全液压式岩心钻机——国外岩心钻机的发展

一般岩心钻机均由回转、给进和升降三大主要机构组成.这三大机构实现了液压传动即为全液压式岩心钻机.目前,地质岩心钻机已经发展到第三代,即所谓全液压式岩心钻机.第一代钻机是手把给进式的;第二代钻机是油压给进式的.纵观地质岩心钻机的演变过程可以看出,地质岩心钻机是随着钻井工艺水平的发展而发展的.钻井工艺的中心问题就是在保证钻孔符合地质设计要求的前提下,最大限度地提高钻进效率.因此,首先要求钻机的回转机构和给进机构能满足一定钻进方法和适应不同岩层钻进的需要,其次还要求这些机构特别是升降机构能最大限度地减少辅助作业时间.近百年来,岩心钻机的结构基本上是围绕着如何完善回转、给进、升降这三大问题在演进着的.四     

WT－22型单桅杆液压伸缩钻塔

介绍了为煤田地质GZY-1200型全液压钻机设计的WT-22型单桅杆液压伸缩钻塔。重点讨论了塔的结构及工作原理、主体结构、起落机构与伸缩机构、钻塔的底部支承与锁定、绷绳以及液压系统的设计。      

立轴式回转钻机液压系统升级及应用

机械传动、液压给进的立轴式钻机,是当前国内广泛应用的一种主流机型,液压系统是立轴式钻机的重要组成部分。针对主流深孔立轴式岩心钻机液压系统存在的问题,通过采取增大液压元件的额定流量、加大油管的通径、对油箱部分进行完善等措施,对立轴式回转钻机的液压系统进行了升级改进,并经实践验证取得了较好的效果。介绍了立轴式钻机液压系统优化升级的主要措施及其实际应用效果。     

裂隙岩体渗透性理论研究进展

裂隙岩体的渗透性是地质灾害、水电工程、矿山工程等研究中需要考虑的重要因素之一。岩体裂隙本身的渗透性取决于它的空间几何参数,因此,可以通过直接测量裂隙的几何要素计算出岩体的渗透系数。岩体的结构及其透水性直接关系到建筑物围岩的稳定及安全.通过水力劈裂试验,可以真实地反映高水压作用下岩体的结构和渗透性的变化规律.以某水电站工...     

水压致裂法三维地应力测量的理论探讨

本文对现有的水压致裂三维地应力测量方法进行了深入的力学分析,在此基础上提出了新的理论模型。新的理论模型采用了最小主应力破坏准则,与现有方法采用的最小切向应力破坏准则相比,更客观的表述了水压致裂过程中的力学机制。为说明该方法的工作步骤及其可行性,文中利用遗传算法反演技术,对假设的地应力状态进行了试算。试算结果表明该方法是可行的。      

震后沟道泥石流启动条件——松散堆积体雨中失稳的水力学机制分析

5.12地震导致大规模的松散崩滑物质堆积于沟道,极大的增加了震后降雨型沟道泥石流爆发的概率。然而,灾后特殊的物源条件和成灾环境改变了传统沟道泥石流的形成机制,给震后沟道泥石流的防治工作带来了巨大的困难。为此,以水文学为基础,在构建松散堆积体潜水位变化水文学模型的前提下,借助水力学理论,分析了沟道堆积体内水力随潜水位变化的规律和特征,研究作用在单元条块堆积体上静水压力和动水压力的计算方法。在合理分段沟道松散堆积体的前提下,基于无限边坡理论完成了对各段堆积体下滑力、基底抗滑力及剩余下滑力的表达构建。结合算例解析了震后降雨条件下堆积体失稳的力学机制。分析表明,震后沟道松散堆积体失稳启动并泥石流化是流域降雨作用下堆积体内潜水位不断抬升、水力环境不断劣化的结果。流域大、沟道窄、堆积深、导水系数小、沟床缓的堆积体因较高的潜水位更易在降雨中失稳,且失稳模式因条块间剩余下滑力差异而分为整体推移启动及解体牵引启动两类。     

土石坝心墙水力劈裂机制研究

心墙的水力劈裂问题是土质心墙坝建设中亟需解决但尚未很好解决的重要岩土工程问题。从心墙受力变形方面探讨了水力劈裂发生、发展的机制。研究认为：水库蓄水初期是水力劈裂的危险期;完全均质的心墙内不会发生水力劈裂;“裂缝或局部的缺陷”及“迅速蓄水的初期”是土石坝心墙发生水力劈裂的两个重要条件,水力劈裂发生的根本原因是局部高水力梯度的存在。最后,对上述机制进行了简单的试验验证。为进一步研究水力劈裂发生的判定、水力劈裂计算模拟指出了研究方向与思路。     

煤岩水力压裂裂缝扩展形态试验研究

通过室内水力压裂物理模拟试验系统,对大尺寸原煤进行了水力压裂模拟试验,根据水力裂缝的空间展布形态分析了煤岩储层水力裂缝的延伸规律,揭示了网状裂缝的形成机制。结果表明：水力裂缝易在弱层理处分叉和转向,发育的层理和裂缝系统等结构面为压裂形成裂缝网络提供了前提条件。泵压曲线呈现出的频繁波动是煤岩内产生网状裂缝的一个显著特征。水力裂缝的起裂与延伸有4种基本模式,裂缝网络的形成多为这4种基本模式的组合。地应力差异系数和泵注排量对煤层水力裂缝形态有较大影响。较小的地应力差异系数更利于网状裂缝的形成;较高的压裂液排量易形成相对简单的裂缝形态,导致压裂改造效果较差。该试验方法和试验结果可为现场水力压裂参数设计和优化提供参考和依据。     

胶筒式液压卡盘存在问题及改进

胶筒式液压卡盘因其结构紧凑、夹紧力大,成为全液压钻机的主流结构卡盘,在国内外全液压坑道钻机上广泛应用。但胶筒式液压卡盘的胶筒易于损坏,卡瓦更换不方便,极大地影响了该卡盘的使用效果。对胶筒式液压卡盘的适用条件、设计要点进行系统的分析,阐明被啃噬的机理,对卡盘的结构及组件进行优化,通过增加尼龙环减少胶筒被啃噬的概率;针对更换卡瓦不便的问题,设计卡瓦座与卡瓦可快速拆装的结构。该卡盘首次在ZDY5000RF型履带式全液压钻机上使用,在淮北祁南煤矿井下单月钻进累计超过4 000 m,胶筒无更换,取得了良好的应用效果。      

循环往复水流对反滤系统的作用机理研究

通过自行研制的循环往复水流试验装置,研究了不同频率的正弦循环水流对反滤系统的作用机制,建立了与试验模型相一致的定解条件,并求得孔压微分方程的解析解。理论分析表明,土的固结系数与循环往复水流的频率的比值越小,靠近边界处土体的水力梯度就越大,土体内部的水力梯度就越小。试验中,当周期为0.5 min时,边界处水力梯度振幅接近系统平均水力梯度振幅的2倍;当周期为62.5 min时,则基本没有边界水力梯度集中现象。实测结果与理论分析结果较为一致。这种水力梯度边界集中现象,容易加剧渗透边界层的冲刷,降低反滤系统的渗透稳定性,应当在试验研究和工程实践中引起注意。     

JD15型全液压钻机给进机构的方案设计

钻机给进机构性能的好坏直接影响钻探效率、钻孔质量的高低和钻机其他技术性能的发挥。通过对JD15型全液压钻机给进机构的几种设计方案的分析对比,最终确定出满足设计要求的最佳方案,即长行程单液压缸给进机构方案,并完成了核心部件的设计与校核。