空气钻进潜孔锤钻进试验的初步成果

1979-1982年,我队进行了干空气、泡沫、风动潜孔锤冲击回转钻进的科学试验与生产试验,部分钻机推广了泡沫钻进(包括援索马里水井工程施工钻机)。各类钻进方法完成工作量为:干空气17．53米;泡沫923米(不包括援外钻机);风动潜孔锤125．44米[9级燧石条带(结核)白云质灰岩64．96米,5级灰岩     

风动潜孔锤单管卡簧取心钻具

为保证潜孔锤钻进的效率和岩矿心采取率，我们设计了一种风动潜孔锤单管卡簧取心钻具。生产实践证明，此钻具通风流畅，卡心牢靠，钻进效率高，是一种比较理想的风动冲击取心钻具。     

利用神经网络法预测风动潜孔锤钻速

风动潜孔锤钻进在钻效方面有着传统钻进方法无可比拟的优势。以往的钻速预测主要是针对回转钻进,而准确预测风动潜孔锤钻速则更具有现实意义,更有利于合理制定钻井计划。利用有多隐层的BP神经网络原理,综合考虑钻压、转速、风压、风量、钻井深度、钻头工作时间等各方面参数对钻速的影响,研究了贯通式潜孔锤冲击回转钻井钻速的预测方法,并对现场实际钻井作业进行了预测。预测结果与现场实际情况能很好地吻合。同时又以预测结果为基础,优选钻进参数以指导施工。     

风动潜孔锤用于抗滑桩施工的研究

在介绍风动潜孔锤钻进特点的基础上，根据抗滑桩施工要求，分析风动潜孔锤用于抗滑桩施工的可行性，并举出应用实例。     

巨石、中粗砂填海区风动潜孔锤引孔钻进工艺应用的研究

通过成功地解决深圳市好湾电厂（二期）基础工程H型桩沉入困难问题，使用各种风动潜孔锤在巨石、中粗砂填海区进行了引孔钻进工艺的试验研究及应用，对风动潜孔锤钻进工艺及其机具的使用作了进一步的分析研究，提出了风动潜孔锤使用过程中工艺方面的改进措施。     

大直径贯通式潜孔锤局部气举反循环钻进工艺的试验研究

试验在厂内50 m试验井进行,试制SH25H液压风动冲击钻机.配置可伸缩式钻杆保证连续进尺,采用大直径贯通式气动潜孔锤组合局部气举反循环钻进工艺.试验表明,钻进效率和钻孔质量显著提高,为多工艺冲击回转钻进技术增砖添瓦.     

大直径风动潜孔锤中深并孔钻进的可行性分析

文中介绍了目前国内外风动潜孔锤钻进工艺的现状和技术水平.对已施工的4个水井作了技术分析,计算了不同孔深、不同直径潜孔锤所需风量、风压参数,阐明了空气泡沫钻进的重大意义,论述了完成钻进中深井孔的可行性和经济效果,探讨了相应的钻进工艺.     

冲击钻进用金刚石复合材料

对单晶金刚石进行抗动载试验研究，分析了影响其抗冲击能力的因素，介绍了适用于液动冲击器和风动潜孔锤钻进的两种含金刚石复合材料。     

基岩水井采用泡沫潜孔锤钻进实践

通过对甘肃肃北七角井铁矿区0310mm口径基岩水井空气泡沫潜孔锤钻进施工,总结验证了空气泡沫潜孔锤钻进施工大口径基岩水井的工艺,提出了不同孔段的钻进技术措施。     

《潜孔锤钻进技术》一书即将出版

风动潜孔锤(风动冲击器)钻进具有效率高、成本低的特点,适合在硬岩缺水地带使用,是一项具有很高经济价值的钻进方法.当前,国内钻探领域中,风动潜孔锤钻进技术越来越引起人们的重视,有些单位正在准备开展这项工作.但是,国内这方面尚缺乏系统完整的参考资料.最近由杜祥麟同志为主编,编辑了《潜孔锤钻进技术》一书.将由地质出版社于近期出版.本书主要内容是:潜孔锤     

泡沫潜孔锤应用于水文水井钻探的钻进工艺初探

泡沫潜孔锤是将普通潜孔锤的工作介质从单一流体(空气)变成两相流体的压缩泡沫,并以泡沫作为动力介质驱动潜孔锤工作的新型工艺方法.从分析泡沫潜孔锤的结构特点和工作原理出发,结合室内实验,在钻进设备的配套、灌注系统的设计、钻进规程参数的选择等方面,对泡沫潜孔锤应用于水文水井钻探的钻进工艺进行了研究.结果表明,泡沫潜孔锤钻进技术有着广泛的应用前景.     

泡沫潜孔锤在水文水井钻探中的应用前景

介绍了泡沫潜孔锤的结构及工作原理,阐述了其优点及在水井钻探中的应用前景。     

双向气动冲击机构配气行程设计研究

冲击回转挤密法钻进是一种先进的土层锚杆成孔工艺方法\[1\]。双向气动冲击机构是其成孔设备双向气动潜孔锤的核心机构,配气行程长度的设计是否合理关系到潜孔锤正向冲击时的工作性能及能否实现有效的反向冲击。在分析配气原理的基础上,采用分段计算法,结合有限差分原理对双向气动冲击机构的配气行程长度设计进行了研究,并提出了双向气动冲击机构配气行程长度比的设计参考值。     

空气潜孔锤在水源钻井中的应用

空气潜孔锤钻进是以压缩空气作为循环介质来洗孔、冷却钻头,将岩屑从孔底带出孔外的钻进方法。它具有钻井效率高、施工周期短和施工用水少等优点。通过两个不同情况钻孔的实际施工,介绍了施工背景、地层结构、配套设备及施工过程。从应用效果来看,该方法的钻效是传统泥浆钻进的3-4倍。根据水源井施工经验,总结出在干旱缺水和漏失层地区采用空气（泡沫）潜孔锤钻进的操作方法,并对其施工工艺进行了分析,指出了实际施工中的注意事项及应关注的问题。     

网格对潜孔锤钻头球齿冲击过程数值模拟的影响

潜孔锤钻头冲击钻进的过程是一个高度非线性、大变形、破坏的过程。对这一复杂过程的研究，目前主要是利用实验方法。应用非线性显式三维有限元求解程序LS—DYNA3D，采用与岩石性质较接近的混凝土模型，对潜孔锤钻头硬质合金球齿冲击混凝土板的过程进行了仿真计算，讨论了不同网格尺寸对冲击力、冲击速度及破碎坑深度的影响等。     

空气（泡沫）潜孔锤钻进工艺在王家岭煤矿紧急避险孔中的应用

空气（泡沫）潜孔锤钻进工艺在王家岭煤矿紧急避险孔钻进中,有效解决了钻孔垂直度要求高、地层漏失等施工难点,实现了高质量快速成孔。该工艺平均机械钻速高达7.99 m/h,终孔水平位移仅为0.48 m,二开孔段每米综合成本504.8元。邻孔SW1水文补勘孔以泥浆作为循环介质、采用牙轮回转正循环钻进工艺,平均机械钻速为0.86 m/h,二开孔段每米综合成本为820.5元。前者平均机械钻速约是后者的9倍,较后者节约成本38.5%。与邻孔泥浆正循环牙轮回转钻进工艺相比,该工艺不仅解决了紧急避险孔施工难点,还提高了孔身质量、节约了工期、降低了成本,达到降本增效的目的,值得类似工程借鉴。     

气动潜孔锤技术在矿山事故钻孔救援中的应用

气动潜孔锤作为一种高效冲击破岩工具,在国内外矿山事故钻孔救援中发挥了重要作用。笔者从破岩机理、结构型式、钻井方法与规程等方面阐述了气动潜孔锤的技术特点,着重分析了气动潜孔锤反循环类型及其特征。结合山西王家岭煤矿透水事故、山东平邑石膏矿坍塌事故、山东笏山金矿坍塌事故等成功救援案例,阐述了气动潜孔锤正循环钻进、气动潜孔锤与泥浆螺杆组合纠偏钻进在小直径钻孔中应用情况,以及气动潜孔锤随钻测量技术的研究进展。对于较浅小直径钻孔,气动潜孔锤采用保直钻进工艺可直接命中井下巷道;对于较深小直径钻孔,采用气动潜孔锤与泥浆螺杆纠偏组合钻进,方可命中井下巷道。结合国内外地面大直径救援钻孔成功案例,以及矿山大直径工程钻孔典型案例,介绍了气动潜孔锤正循环、下排渣、反循环等推广应用情况,气动潜孔锤下排渣最大钻深达688 m,气动潜孔锤反循环最大钻深达654.1 m。针对我国矿山开采逐渐向深部发展,矿山分布散、区域广,地质类型多、差异大的特点,面向复杂地层深孔救援,分析了小直径钻孔气动潜孔锤技术存在的不足之处,重点分析了大直径救援孔气动潜孔锤正循环、下排渣、反循环等技术面临的主要问题,明确其复杂地层钻进时技术缺陷实质,建议进一步开展气动冲击定向钻进技术、大直径钻孔气液双循环钻进技术的研究。      

潜孔锤反循环钻进技术及应用

贯通式潜孔锤的研制为流体介质反循环开辟了通道，采用计算机模拟仿真电算方法，实现了潜孔锤的计算机辅助设计，优化了潜孔锤性能，将多喷嘴引射器原理用于钻头的结构设计，使反循环形成稳定可靠，并能取出柱状岩矿心，在复杂地层地质岩心勘探，水文水井钻凿，大直径硬岩基桩孔钻进等领域全面应用，取得了显著经济与社会效益。     

偏心跟管钻具钻进的仿真分析

针对偏心跟管钻具工作环境与受力作用复杂的情况,通过建立跟管钻具在地层中钻进的有限元模型,设定各种边界条件及载荷,运用有限元分析软件ANSYS 12.0对跟管钻具的钻进工况进行仿真模拟,分析钻具在钻进时与地层岩土体相互作用下的应力应变情况。根据模拟分析结果能够更清楚地了解钻具钻进时的应力状态,并对钻具的设计、优化起到指导性作用以及为钻具设计结构的合理性提供了理论依据。