液动射流式冲击器性能参数影响规律的研究

本文根据计算与模拟实验资料,分析了液动射流式冲击器的泵量、泵压、冲锤质量、冲击行程等,对冲击器性能参数的影响规律、电算模拟数据绘制了相应的影响规律曲线,其结果与室内模拟实验的结果吻合,为冲击器的设计与使用提供了依据。      

液动冲击回转钻进技术问答(续一)

十二、液动冲击器有哪些类型？答：当前国内外研制出的液动冲击器型号较多，按其作用原理可分为“正作用”、“反作用”和“双作用”三种类型。十三、“正作用”类型的液动冲击器是怎样实行冲击作用的？答：凡是以高压液流推动活塞下行进行冲击，而借用弹簧力量使其活塞恢复到原来位置的冲击器结构，称为“正作用”类型的液动冲击器。其结构原理如图1所示。在钻杆下端连接的冲击器外管（1）中，装有活塞冲锤（5），它悬座在冲锤弹簧（6）上，迫使活塞的顶端始终与活阀（4）相接触，以封闭活塞冲锤的中间水道。活阀（4）支撑在弹簧（3）上，并能     

压差式双作用液动冲击器结构参数与输出性能关系数值模拟分析

为了提高压差式双作用液动冲击器在深孔钻进中的输出性能,利用MATLAB程序编写了计算机数值模拟程序,对此型冲击器冲锤质量、节流孔直径、活阀行程、自由行程和冲锤上下端有效面积差5个主要结构参数与其输出性能的影响关系进行数值模拟分析研究,模拟分析结果对液动冲击器结构设计及优化、提高冲击器的工作性能具有指导意义。     

合理使用冲击回转钻具的几个问题

由于液动冲击回转钻进具有高速、高质量、高效率的优点，特别是冲击回转钻能够在坚硬的“打滑”地层中钻进，很受欢迎。目前，大力推广冲击回转钻探的技术条件已经成熟。为此，介绍YZ—54—Ⅱ型液动冲击器及其使用方法。一、YZ—54—Ⅱ型液动冲击器1．冲击器特点YZ—54—Ⅱ型液动冲击器由勘探技术研究所研制，并通过了部级鉴定。目前由无锡钻探工具厂生产。该冲击器的特点是：（1）结构参数可调（如阀及冲锤行程等），调节方法简单；（2）没有减耗阀，钻进时泵量消耗少；（3）运动灵活，启动容易；（4）结构简单，共24个零件，易于     

差动式双作用液动冲击器冲锤动力学方程的研究和应用

为了优化差动式双作用液动冲击器结构,本文建立了该型冲击器的数值模拟程序,用于之后结构参数与输出性能的影响关系研究。基于流体连续性方程、水击现象、水垫阻力、伯努利方程、压力损失等理论,建立了阀锤系统在三个运动阶段的力学模型;以冲锤或活阀为受力分析对象,建立了阀锤系统在每个阶段的动力方程;基于有限差分原理,利用MATLAB GUI进行程序编写,建立了数值模拟程序,运用实验数据拟合修正后的数值模拟程序输出性能参数与该型液动冲击器在实际工况下的输出性能参数基本一致。通过对背压的研究,阐述了背压的组成;利用建立的程序探究了背压对差动式双作用液动冲击器输出性能的影响规律并分析了原因。     

SC—150型射流式液动冲击器通过部级鉴定

由长春地质学院和无锡钻探工具厂共同研制成功的SC—150型射流式液动冲击器,于1991年5月上旬在长春市通过部级鉴定。液动射流式冲击器是用射流元件控制冲击器的一种新型钻具。它以钻进冲洗液作工作介质,经过一个双稳射流元件,使钻具的活塞冲锤产生冲击,传至岩芯管和钻头,使钻具的纯回转钻进变为冲击回转钻进。该钻具的特点是:钻进效率高,比普通回转钻进小时效率提高210％,回次进尺和合班进尺分别提     

新型重力式冲击器工作原理与设计的研究

旋转冲击钻进技术能够有效解决硬岩地层钻进困难的问题,冲击器是旋转冲击钻进技术的关键设备。针对目前的液动式冲击器在使用过程中存在的各种问题,研究了将钻杆的回转运动转换为冲锤在竖直方向上往复运动的新型重力式冲击器。对新型重力式冲击器的工作机理、关键零部件的设计和重要性能参数进行了详细论述,并介绍了对其相关的使用和维护。新型重力式冲击器结构简单、对复杂环境适应性强,并且克服了液动式冲击器因易损元件破坏而导致冲击器失效的问题,具有广泛的推广应用前景。      

冲击器无损测试的探讨

随着冲击回转钻进技术的迅速发展,许多大专院校、科研单位在研制冲击器的同时,对其性能参数的测试方法,进行了大量的研究。到目前为止,对压力、流量、冲击频率的测试已有一套比较有效的方法。而对冲击功的测试还存在一些问题。例如,无论是冲锤末速度计算法,还是示功图法,都要损坏冲击器,这就给测试工作带来极大的不便。我们在研究MT型冲击器的过程中,对无损测试冲击功方法进行了反复研究。在武汉地院北京研究生部1983年研究的冲击力传感器的基础上,研制成功了MZG型冲击功传感器。      

微机自动控制液动冲击回转钻进试验室

为了研制适应于地质钻探的液动冲击器,解决目前液动冲击器性能测试中测试困难、测试精度低的问题,研究液动冲击器的使用规程,保证“液动冲击回转钻进方法”课题研究的顺利进行,我们所1986年建成了微机自动控制液动冲击回转钻进试验室。     

高能射流式液动锤低阻高效冲锤结构研究

为了对SC-86H型高能射流式液动锤冲锤结构进行优化,应用CFD动态分析,对2种不同冲锤结构的射流式液动锤模型进行了研究。计算表明：在相同输入流量下,新型冲锤结构的射流式液动锤与原冲锤结构相比性能具有优势,冲击末速度得到了提高,冲击功与能量利用率平均增长7.9%与12.7%,新型冲锤结构减小了流体阻力消耗的能量,更有利于高能输出。另外,通过Ls-dyna非线性动力学分析,对2种冲锤结构的碎岩效果进行了研究,并对新型冲锤应力强度进行了分析。结果表明：新型冲锤结构的能量传递效率更高,且满足疲劳强度校核,相同冲击末速度下,岩层吸能值高于原冲锤结构;新型冲锤结构的吸能率较高,2种冲锤模型的吸能率随入射能量成非线性增长。     

液动冲击器参数计算的探讨

钻探中常用的冲击器可分为三种类型: 1.正作用冲击器其工作原理为液能推动冲锤完成工作冲程,弹簧复位.如图1所示,工作冲程开始,阀(1)关闭冲锤(2)的中间通道,高压液流连同阀一起将冲锤加速冲下,一部分能量压缩弹簧(3),以作返回行程的动力.当冲锤达到冲击前约5毫米时,阀(1)被限位,锤(2)的中间     

FM-3型冲击回转钻测频仪

液动冲击回转钻在生产中广泛应用的结果说明，液动冲击回转钻可以提高钻进效率及钻孔质量，特别是突破坚硬岩层和“打滑”地层的一种有效的钻进手段。理论研究和实践表明，诸多因素都会影响井下冲击器工作频率。因此，从研究冲击回转钻井底过程的需要来看，迫切需要了解冲击器在井底工作的有关规律，这是液动冲击回转钻理论研究、改进冲击器结构、在生产中指导和控制钻进操作等，所迫切需要的。做为冲击器的生产调试及产品的台架试验也需要有一个简便实用的测频仪表。FM—3型测频仪正是根据这些要求而研制的。     

GC-54型管式储能器的研制与使用

液动冲击回转钻探技术的开展，为提高钻探经济效益开辟了新的途径，同时也加快了钻探新技术推广的步伐。在我国液动冲击回转钻探工作量正在逐年增加，但是由于目前所用冲击器的液能利用率还不够高，未能充分发挥冲击回转钻探的经济效益，如何充分有效地利用液能，改善冲击器性能，提高钻进效率就成了当前研究的重要课题。根据国内外资料介绍，在冲击器与钻杆之间安置一个储能装置可以改善冲击器性能，提高液能利用效率。但是使用什么样的储能装置是问题的关键。经过分析研究，我们设计了GC—54型管式储能器。通过     

应力波法测试液动冲击器性能参数的微型计算机系统

本文详细介绍了用应力波法测试液动冲击器性能参数的微机系统。该系统根据国际标准设计,具有方法先进,设备简单,采样速度快及计算准确等特点。使用该系统,可以很方便地测量冲击器的能量、频率、流量等重要指标。它提供了研究和改进液动冲击器的有效方法,进一步研究将会得知不同冲击器破碎岩石所需的能量。该系统首次在地质系统应用。     

新型电磁式孔底冲击器工作机理研究

冲击回转钻进是一种提高硬岩钻探效率的有效方法,实现冲击回转钻进的关键设备是冲击器。针对现有液动、风动冲击器在应用中存在的不足,提出了利用可充电电池组为动力的新型电磁式孔底冲击器的设计思路。详细介绍了新型电磁式孔底冲击器的结构和工作原理,对冲击器的控制系统、电磁驱动部分及电池组供电方案等关键设计技术进行了阐述。研究表明,新型电磁式孔底冲击器能够克服液动、风动冲击器的众多不足、优点显著,具有广泛的推广应用前景。     

应力波法测试液动冲击器性能的研究

我国已研制成数种液动冲击器，并在地质勘探部门中应用，总进尺达50多万m，其经济效益表现为钻速提高15～70％，钻头寿命延长30％，回次长度增加25％，成本降低15～20％。但是对于冲击器冲击能量（冲击功）的测定，近几年虽然研究了许多方法，其中包括高速摄影以及用位移和速度传感器求算冲击功，这些方法精度低，故障率高，甚至破坏了冲击器的工作状态，不能为深入研究和设计冲击器提供可靠的数据，这是一个急待解决的问题。近年来，国际上已采用应力波法测试冲击器能量，根据国际标准建议草案，ISO/DP 2778我们研制了一套     

推广液动冲击回转钻探的几个主要问题及对策

液动冲击回转钻探已被公认为是现代岩心钻探的最新成就之一。“六五”期间我部对此领域的技术开发工作取得了显著进展，其特点是专业与非专业研究队伍同时开展，液动冲击器品种多样化，配套机具与有关测试技术的研究并重。目前冲击器已基本形成系列的有SC、YS及YZ三个品种，绳索取心式液动冲击器也已研制成功两种（φ75及59mm），建立了可测试多种参数的试验室，同时还培养了一批专业人才。配套技术装备的同步发展，也为普遍推广运用创造了基本条件。全国液动冲击回转钻探进尺数量超过五十万米；普遍使台月效率提高15—30％；金刚石液     

铀矿科学深钻液动冲击器射吸结构仿真分析

液动冲击器是铀矿科学深钻采用的关键技术,采用固定射吸单元结构的液动冲击器可降低启动流量,稳定冲击频率。为探究固定射吸单元结构对冲锤抬升的作用机理,采用FLUENT软件对冲锤射吸结构流场进行了模拟仿真,分析了喷嘴射流长度和冲锤下腔压强变化,优选了射流卷吸结构参数。结果表明:冲锤射吸结构可提高冲锤上下腔压强差,降低冲击器的启动工作流量;喷嘴结构影响有效射流长度,建议喷嘴出口圆柱长度取值范围为5～10 mm,喷嘴收敛角取值范围为22°～23°,收敛段长度范围为40～60 mm;承喷距离和承喷喉管的增大,均可造成冲锤下腔压强减小,建议当喷嘴直径为10 mm时,承喷距离在12～14 mm之间,承喷喉管直径在16～17 mm为宜。分析结果可为优化绳索取心液动冲击器性能和改进结构设计提供参考。     

DGSC—203型液动射流冲击器在地热井的试验

介绍了新研制的DGSC－203石油钻井液动射液冲击器的性能参数及结构设计上的创新点，测试所获得的排量与压降之间的关系曲线可指导冲击器的使用。生产性试验证明该冲击器工作稳定，可大幅度提高硬地层钻井效率，克服钻柱振动，延长钻柱的使用寿命，具有良好应用前景。     

SC-150型冲击器在水文水井钻探中的使用效果

我队选用了长春地质学院研制的SC-150型射流式液动冲击器，在5—7级，局部8级的白云质灰岩中进行了水文水井钻探生产性试验，取得了较好的效果。两年多试验表明，该冲击器冲击功大，碎岩效果好，适用于大口径基岩钻进。一、结构特点和性能参数1．结构特点（1）射流式冲击器之射流元件劈尖、工作区上下盖板、喷咀两侧都镶焊了硬质合金块，其耐磨性强，使用寿命高，适应性好，工作性能稳定。（2）该冲击器本身具有压差大和末速度高，利用高压水锤传递能量等特点，因而能量利用率高，对碎岩有利。