CG型滚刀钻头的钻进机理及使用效果分析

本文介绍了滚刀钻头破岩机理、滚刀的分布规律，以及钻进参数等因素对钻进效果的影响，并通过施工实例对目前滚刀钻头使用中所存在的主要问题进行了分析。     

CG型液刀钻头及使用效果

介绍了滚刀钻头破岩机理，滚刀的分布规律，以及钻进参数等因素对钻进效果的影响，并通过施工实例对目前滚刀钻头使用中所存在的主要问题进行了分析。     

滚刀钻头在桩基施工中的应用

焊齿破岩滚刀钻头适应多种地层钻进。本文主要介绍了焊齿破岩滚刀钻头的钻进工作原理，在桩基施工中的钻进技术参数，滚刀刀齿的修复及应用效果。     

泵吸反循环钻进翼状钻头的特性分析

在钻孔罐注桩施工中,采用泵吸反循环钻进工艺,使用的钻头常见的有翼状钻头、笼式钻头、牙轮钻头和滚刀钻头等。翼状钻头和笼式钻头用于钻进各类砂土层,牙轮钻头和滚刀钻头主要钻进基岩。与笼式钻头相比,翼状钻头在砂土层中钻进具有更好的犁切     

平底改锥体滚刀钻头及应用效果

以滚刀钻头破岩理论及常规锥底翼状钻头破岩理论为指导，分析提出了平底滚刀钻头在易斜地层钻进偏斜度大的机理，并设计了改进锥底滚刀钻头的关键结构及主要参数，改平底滚刀钻头为锥底滚刀钻头并进行了施工应用，取得了非常理想的工程效果。     

大口径工程施工用滚刀钻头的研究

在大口径基岩和水井工程施工中,回转钻进破岩目前被国内外认为是一种快速、有效、经济的工艺方法.而回转钻进中常用的刀具主要是各种形式的滚刀钻头.破岩滚刀从结构形式上大致分为镶齿、楔齿和盘型滚刀.镶齿滚刀主要用于硬岩钻进,因价格昂贵难以用于基桩工程和水井施工.在楔齿滚刀中,传统的楔齿主要采用喷涂、电焊GW合金、激光熔敷等方法进行强化刀齿表面处理,效果不甚理想.而盘型滚刀只是将刀齿作圆周状分布,其刀齿材料和处理方式同楔齿和镶齿大致相同,主要用于反井钻进和巷道掘进,价格较高.针对这种情况,我们于1989年开始立项研究CG经济型滚刀及滚刀钻头.CG型滚刀的最大特点就是采用高强度、高硬度、高耐磨性的钢结硬质合金作为刀齿,合金密封,大大提高了滚刀钻头的可靠性和使用寿命,降低了产品成本.该型滚刀钻头在基岩中钻进最高寿命达140 m,在中硬地层中钻速最高可达0.5 m/h,在硬地层中钻进最高钻速达到0.3 m/h,充分显示了其在基岩钻进中的优势.这种经济型滚刀于1993年通过了部级鉴定.1995年获<国家级新产品证书>,并被定为河北省科技开发项目.1996年该型滚刀又获原地质矿产部科技成果三等奖.     

集束式反井气动潜孔锤钻进工艺在大口径煤矿排水孔施工中的应用

针对在大口径瓦斯排放孔或大口径矿山应急救援钻孔施工中要求时间较短,而应用常规组合牙轮钻头或组合滚刀钻头施工时,由于钻孔口径较大,钻杆柱与钻孔环状间隙大,钻井液上返速度很慢,排除岩粉困难,钻进效率低的问题,以国内外反向钻进用牙轮钻头或滚刀钻头为基础,参考非开发回拖式扩孔钻进的施工经验,研发了集束式反井气动潜孔锤钻进工艺。在内蒙古黄玉川大口径煤矿排水孔施工的经验表明,在钻穿巷道顶板的大口径钻孔施工时,集束式反井气动潜孔锤及反井钻进工艺取代常规组合滚刀反井钻进工艺,可以大大提高了钻进效率,对类似钻孔的施工有很好的参考价值。     

镶齿滚刀及滚刀钻头嵌岩技术的研究

根据大口径嵌岩桩施工的需要，研制了镶齿滚刀及滚刀钻头，介绍了镶齿滚刀硬质合金齿的选择、布置，镶齿及密封技术，滚刀钻头的结构设计及钻进参数的确定。经生产性试验取得了良好的效果。     

大直径滚刀钻头在卵漂石地层中的应用

通过施工现场对不同钻进工艺,不同类型钻头的对比试验,得出大直径滚刀钻头在卵漂石地层哪钻进具有优越性并提出影响其效率的因数。     

对组合牙轮钻头和滚刀钻头的一些认识与体会

根据实践经验，分析了PZ系列组合牙轮钻头和CG系列滚刀钻头的结构特点，并就钻头使用中的钻头选型、钻进参数、泥浆循环以及注意事项等谈了一些认识和体会。     

武汉白沙洲长江大桥百米长桩成孔技术与施工实践

介绍了百米长桩的施工方法、施工设备、护孔技术,并就深孔实施泵吸反循环的可行性、主要技术措施以及强风化岩层的糊钻问题进行了分析。     

六盘山地区钻井技术初探

通过分析六盘山地区海参1井的钻探全过程发现,岩性对钻进速度影响较大,钻井中常遇到膏岩缩径、可钻性差,井塌、井漏、井斜等钻井难题,提出了钻头选型方案,即开孔时选用排屑良好的铣齿钻头;第二次开钻后针对不同岩层的岩性,分别采用PDC复合片钻头及硬质合金牙轮钻头;在取芯钻井井段,选用金刚石取芯钻头.同时,采用钟摆组合钻具与纯钻铤组合钻具吊打纠斜,以控制井身质量.     

适用于破碎地层的新型单动双管钻具

针对极度破碎地层取心率不高问题,设计并制造了一种新型单动双管钻具。该套金刚石单动双管钻具由钻杆接头、单动装置、内管、外管、卡心装置和超前侧喷钻头等组成。通过在云南羊拉矿区试验,能有效地提高破碎地层岩心采取率。      

武清商务区钻孔灌注桩施工成本管理及质量把控

随着钻孔灌注桩技术的普及导致市场竞争的加剧,如何在把握好成桩质量的前提下控制好施工成本成为取得良好经济效益的关键。以武清商务区二期工程为例,对钻孔灌注桩施工成本管理及质量把控进行介绍。在成本管理方面,主要介绍了如何编制好成本计划和如何有效控制成本;在质量把控方面,主要介绍了与成本控制相关的钻头直径与桩径、桩顶的混凝土质量等的控制。     

激光辅助TBM盘形滚刀压头侵岩缩尺试验研究

为了验证高能激光技术能够辅助隧道掘进机(tunnel boring machine,简称TBM)盘形滚刀（以下简称滚刀）实现高效破岩,以滚刀破岩过程中基本的运动形式——侵岩为研究对象,参照17 inch（432 mm）工程用滚刀,按1:8的比例制备了缩尺比例滚刀压头（以下引述为滚刀压头）,开展了以孔孔距（2、3、4、5 mm）、刀孔距（3、4、5、6、7 mm）为变量的激光辅助滚刀压头侵岩L20(4×5)正交试验以及无激光作用的对照组试验。试验研究结果表明：随着刀孔距的增加,滚刀压头的破岩量与岩石破碎块度均增加,而垂直力和比能耗均降低,最优刀孔距为6 mm;随着孔孔距的增加,破岩量、垂直力和岩石侵入难度系数均降低,而岩石破碎块度和比能耗均增加,最优孔孔距为3 mm。与传统滚刀回转滚压破岩方式相比,在激光辅助作用下,可促进岩石张拉裂纹的产生,提高了滚刀侵岩效率。所提出的激光辅助滚刀耦合破岩模式在未来TBM极硬岩层隧道掘进中具有一定的应用前景。     

应用于复杂地层锚索孔施工的机具--潜孔锤跟管钻具和投球式反吹接头的使用

介绍用空气潜孔锤与同步跟下套管相结合的潜孔锤跟管钻进方法,以及在有残积岩屑的斜孔中应用提钻反吹接头清孔的方法.这两种方法在地质灾害治理工程中的崩滑和松散层以及破碎带等软弱不均、垮塌严重的地段进行钻孔施工能够有效地避免卡钻、埋钻事故和提高锚索的下入成功率.还介绍了使用注意事项和施工案例.     

灌注桩抽芯钻进工况的自动识别

对钻孔灌注桩进行抽芯检验时，可能因钻头切断钢筋而使桩基承载力下降甚至整根桩报废，本文提出的方法可对钻头遇到钢筋的孔内工况进行自动识别，声光报警，并给出遇钢筋的深度，以防切断钢筋，文中还介绍了判断钢筋笼歪斜情况的简易方法。     

沁水地区煤层气水平对接多分支井钻井工艺研究

针对沁水地区煤层气储层的地质特点及水平对接多分支井的施工技术难点,结合2012ZX-SP-01井组的钻井方案,介绍了排采井和工程井的井身结构、井眼轨迹优化、悬空侧钻,以及运用方位伽马判断钻头与煤层相对位置等关键技术。实钻井眼轨迹及后期排采效果表明,采用这一系列技术,能够保证水平对接多分支井的顺利实施,形成了较为成熟的煤层气水平对接多分支井钻井工艺,并取得了良好的排采效果。     

深井钻进时井底参数自动遥控系统用传感器的设计研究

我国正在计划打一口13000 m的特深地质井,以超过目前世界上最深的俄罗斯12262m科拉超深井,意义重大。深井、特别是超深井钻进中,除了钻井设备、钻具(含钻头)之外,钻井工艺和操作技术也非常重要。钻井工艺和操作技术目前主要是利用地面仪表显示的井底参数数据来进行指导的。但是这些数据与井底钻井参数的实际情况可能有较大差异,直接影响技术经济指标的提高。俄罗斯阿斯特拉罕国立技术大学В.Н.Есауленко教授等人,设计出了井底参数自动测量控制系统,其中传感器是必不可少的关键器具。现以方位角传感器设计计算为例对其进行讨论和分析,或许对我国打此特深地质井有一定的参考价值。     

Comparative Study on Rock Breaking Performances by Arc and Wedge TBM Hob with Two Blades

To compare the rock breaking performances caused by the arc and wedge hob with two blades, a rock cutting model with two hob blades is established and a series of rock cutting simulations are performed based on the particle flow code. Meanwhile, the rock breaking process, crack extension pattern, rock cutting force and rock cutting efficiency etc. are investigated in this study. The results present that the rock breaking area and the lateral crack length induced by the arc blades is much greater than that induced by the wedge blades. The optimal cutting spacing of the arc and wedge blades is 60 mm and 30 mm respectively. It confirms that the wedge blades can significantly reduce the rock cutting force and raise the rock cutting efficiency compared with the arc blades, which can provide a reference for the hard rock tunneling by the tunnel boring machine.