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     

定向钻进套铣打捞钻杆的设计

通过对常用定向钻进配套钻具打捞工艺的对比分析,明确了采用套铣打捞工艺处理煤矿井下近水平定向钻进中出现的塌孔、卡钻、埋钻等孔内事故的可行性与实用性。根据其工艺施工要求,结合煤矿井下近水平定向钻进系统配套钻具具体参数,研制了能够满足额定扭矩6000 N·m钻机使用要求的定向钻进套铣打捞钻杆。成庄矿的应用表明,采用套铣打捞工艺处理近水平定向钻进时孔内事故（塌孔、卡钻、埋钻等）可行性较强,且套铣打捞钻杆结构设计合理,能满足套铣打捞工艺的使用要求。     

给进机构对金刚石钻进的影响

目前地质岩芯钻机使用的给进机构型式多样，但主要型式有四种：一是手把式的给进机构（有的已改成手轮式的）；二是制动器自动给进调节器，又称钢绳减压给进机构；三是油缸油压给进式；四是全液压钻机中采用的液压马达直接驱动的封闭链式的给进机构。一、手把式的给进机构。由于各人的体力与精力关系以及操作熟练程度的不同，压力控制是无法均匀的，也就无法满足金刚石钻进工艺要求，不可能做到均匀连续的给进，因此不适应金刚石钻进。     

DX300型非开挖导向钻机给进机构的设计

非开挖钻机给进机的性能好坏直接影响钻机钻进效率，钻机质量及钻机各项技术性能的发挥，要求给进机构能实现无级调速；具有足够给进力和回拉力以及大的给进行程等性能，依据上述要求，设计了DX300型非开挖导向钻机给进机构，选用的驱动进方案具有结构简单，体积小，操作灵活方便等优点，动力头采用中空式液马达直接驱动方案，具有重量轻，成本低，轴间尺寸小等优点。     

水平定向钻进非开挖铺管技术市场分析

重点分析了近几年我国水平定向钻进铺管钻机和施工市场的发展趋势,结合国外的水平定向钻进市场发展分析,总结了我国水平定向钻进技术与市场的发展态势。     

ZDY1000G型全液压坑道钻机的设计

ZDY1000G型全液压坑道钻机是一款主要面向坑道勘探而设计的装备,可用于煤矿瓦斯抽放孔、探放水孔和其他工程钻孔的施工。介绍了该钻机的设计思路、机械系统和液压系统,并对具有复合缓冲张紧装置的双油缸链条倍速给进机构和具有减压钻进功能的双泵液压系统进行了详细描述。      

全液压车载钻机给进回路负载特性分析及设计

给进装置是车载钻机的主要执行机构之一,其性能直接影响钻机技术性能的发挥。目前,全液压车载钻机的给进装置大多采用的是两根油缸通过钢丝绳带动动力头运动的伸缩桅杆式结构,结构紧凑,给进行程长。在分析全液压车载钻机给进装置主要工序和负载特性的基础上,ZMK5530TZJ100型车载钻机设计了双泵、双回路控制的液压控制系统,满足快速起下钻及精确钻压控制的正常钻进需求;通过油缸无杆腔贴装防爆阀实现给进装置的可靠悬停功能,避免管路破裂或误操作时钻具自由下落造成的顿钻事故,两个防爆阀可以同步控制油口,并联在一起使两个给进油缸的无杆腔压力相等,保证两油缸同步运行。ZMK5530TZJ100型车载钻机在晋城寺河矿完成了1 675 m的“L”形试验钻孔,验证了给进回路设计的合理性和可靠性。      

煤矿井下水平定向钻进技术与装备的新进展

煤矿井下定向钻进技术作为一项工程领域的新技术,已经广泛应用于煤矿井下瓦斯抽采、防治水、地质勘探和精确工程钻孔施工等领域。经过在国内30多个矿区推广应用,煤矿井下定向钻进技术和装备逐渐完善并取得新进展,形成了ZDY12000LD型大功率定向钻机、无线随钻测量系统、地质导向钻进装置及复合定向钻进工艺。结合现场试验完成了主孔深度1881 m的煤层定向长钻孔和1026 m岩层定向长钻孔,充分说明了ZDY12000LD型钻机功率大、钻进及事故处理能力强,无线随钻测量系统测量精度高,配套复合定向钻进技术形成的钻孔孔壁光滑、沉渣少、钻孔曲率小,钻进效率高。     

北美水平定向钻进现状综述

本文概述了水平定向钻进的发展历史,对钻进承包商的工程类型、规模、设备、收入、前景以及施工中所关注的问题作了调查,指出水平定向钻进承包商和钻机生产商的数量在不断增加,水平定向钻进工业已成为非开挖领域革新和发展的领先技术。     

大雪山煤矿有线随钻定向钻进技术应用

简述了四川省珙县筠连矿区大雪山矿段（东段）煤矿普查工程的概况、项目由来及定向孔设计。重点介绍了钻探施工定向钻进的技术路线、方案及技术要点,有线随钻定向钻进效果、经济效益、取得的成果。主要工作包括：配套XY-2000型立轴式液压钻机、BW-320/10型泥浆泵、HC绳索取心钻杆;采用ADST测斜仪,通缆水笼头有线随钻测量定向,螺杆马达孔底动力钻具造斜施工受控定向钻孔。在2个1000 m以深的钻孔中,共造斜29回次,总进尺7378 m。钻孔轨迹基本受控,达到了地质目的。施工中,探索了定向钻进螺杆钻具弯接头的角度选择、适宜绳索钻杆钻进的弯曲强度等问题。     

全液压坑道钻机给进装置的设计与分析

介绍了ZDY1450LG全液压坑道钻机给进装置。该给进装置采用双杆双作用两级伸缩油缸,增加了给进行程,节省辅助时间,减少了钻机的外形尺寸。应用有限元分析软件ABAQUS对双杆双作用伸缩油缸在给进和起拔两种状态下进行应力、应变分析,实现了可靠性设计。      

ZDY3500T型煤矿用中深孔探放水钻机的研制

为了有效预防煤矿水害,针对煤矿探放水钻孔施工的需求,研制了一种高转速、长行程、适用于300 m孔深的ZDY3500T型探放水专用钻机。介绍了钻机的防水设计、给进装置、大角度变幅装置、卡瓦组件、大开口夹持器、动力泵组以及孔口安全装置。试验表明,该钻机技术方案先进,能满足多数煤矿对探放水钻孔施工的需求,为降低煤矿水害提供了一种可靠的设备支持。      

ZDY6000LD(A)型履带式全液压定向钻机及其应用

近水平定向长钻孔钻进技术是提高我国煤矿井下瓦斯抽采效率的一条重要途径。介绍了ZDY6000LD(A)型履带式全液压千米定向钻机的研制,包括整体布局、履带底盘、主要结构和液压系统。井下试验表明,该钻机适于在井下巷道钻进孔深1 000 m以上的多分支钻孔,性能可靠,定向精度高,移动稳固、快速、方便。      

ZMK5530TZJ100型车载钻机的试验研究

车载钻机可满足多种钻进工艺施工,具有钻进效率高、事故处理能力强、机动灵活和操作简单等优点,主要用于地面煤层气抽采井的施工。为检验ZMK5530TZJ100型车载钻机的性能,在山西晋城进行了实钻验证,完成了一口终孔直径171.50 mm、井深1 675.39 m的水平定向煤层气抽采井。施工过程中,采用了空气潜孔锤、泥浆正循环、孔底马达定向钻进等不同的工艺,检验了钻机对工艺的适应性;潜孔锤最高钻速达32 m/h,泥浆循环最高钻速达11.2 m/h,钻进速度快;设置的多种电液联动保护功能,避免了因误操作造成的机构损坏;试验中未发生任何机械故障并成功处理一次卡钻事故,该钻机为地面煤层气抽采井施工提供了一款实用装备。      

全液压轻型岩心钻机主塔结构设计分析

主塔作为钻机中重要的组成部分,为钻机在给进过程中提供支撑、给进导轨、定位等,必须具有足够的承载能力、强度、刚度、整体稳定性和必要的操作使用空间。介绍了XDQ-1200型全液压轻型岩心钻机主塔采用铝合金结构的受力分析。     

XLT-230型全液压旋喷履带钻机的设计

随着高压旋喷技术的发展,出现了新的双高压旋喷工艺即RJP工法,为了满足RJP工法施工的需求,设计研制了XLT-230型全液压旋喷履带钻机。该钻机操纵简单,满足RJP施工工艺,配套大扭矩、大通孔式动力头,具有间断提升、定向旋喷等功能,适合多种工程工况。详细论述了XLT-230型钻机的总体结构及技术参数、钻机主要部件的设计,介绍了整机的液压系统和电气系统。     

双管钻机夹持卸扣装置的有限元分析及优化

夹持卸扣装置是双管钻机的重要组成部分,主要用于夹持孔内钻具,配合回转器实现机械拧卸钻杆的功能,其性能的好坏将直接影响整机的性能、钻进效率以及钻孔质量等。为验证设计结构的功能和质量,缩短研发周期,提出应用ABAQUS软件对夹持卸扣装置进行有限元分析和优化。结果表明优化后的结构满足安全系数的要求,为夹持卸扣装置的结构设计和优化提供了借鉴,同时为双管钻机的整体可靠性提供了保障。     

15 000 N·m大功率定向钻机关键技术研究

基于本煤层超长距离定向钻孔和顶板高位大直径定向钻孔施工对钻机的实际需求,以及复合定向钻进技术对于钻机的功能配套问题,提出了采用模块化方式对大功率定向钻机进行功能开发的技术思路。针对大功率配套、大能力输出和产品紧凑布局设计存在的矛盾,对15 000 N·m大功率定向钻机的总体布局设计、大能力回转器与托板分析、大开口夹持器设计、动力与液压系统设计、关键部件的模块化设计等关键技术进行研究,并对钻机进行了负载性能测试,钻机的各项性能参数达到设计要求。钻机的设计可有效提高各类瓦斯抽采钻孔施工效率,对于煤矿瓦斯的综合治理和降本增效具有明显作用。