新型高冲击功液动潜孔锤的研究

介绍了用于全面钻进的ＹＺＸ－１２７型液动潜孔锤的结构特点、性能参数、室内岩样实钻试验效果,展望了其广阔的应用前景。     

YZX108型液动潜孔锤的研制与试验

采用理论计算、三维模拟、室内调试和野外试验相结合的方法成功研制出了YZX108型液动锤,完善了YZX液动锤的口径系列。通过室内调试确定了该液动锤的工作参数及特性。生产试验证实,该液动锤具有结构简单、工作稳定、适应性广、冲击功大等诸多优点,可在常规金刚石回转钻进困难的燧石灰岩等硬岩地层应用并取得较理想的效果。     

无阀潜孔锤冲击功和冲击频率的计算

依据无阀气动潜孔锤冲锤运动的物理过程,提出了一种计算冲击功和冲击频率的方法,并举例说明了该种计算方法的应用及其特点。     

多参数液动潜孔锤测试平台的研究

液动冲击回转钻进技术现已广泛应用于地质勘探领域,但在石油、地热、煤层气等其他钻井领域应用还较少。原因之一是现有的液动潜孔锤正常工作所需泵量和泵压与输出冲击功和冲击频率难以适应上述钻井领域的要求。针对这一问题,分析了冲击功与冲击力的关系,利用压电石英传感器测定液动潜孔锤的冲击功,并研制了多参数液动潜孔锤测试平台,探索液动潜孔锤结构参数对其输入、输出性能参数的影响,以适应不同领域钻井技术的要求。新研制的液动潜孔锤测试平台由数据采集和处理模块、循环动力模块和机械固定模块3个主要模块组成,实现了在尽可能不破坏液动锤结构的前提下对其输出冲击功、冲击频率及泵量、上下腔压力、背压等多个参数进行实时动态监测,进而开展液动潜孔锤理论研究,进一步提高其研究水平和适用领域。     

蓄能式液动潜孔锤的研究

蓄能式液动潜孔锤是一种反作用式潜孔锤,具有低能耗、小排量、大冲击功和高能量利用率的特点。以芯阀结构为例,介绍了蓄能式液动潜孔锤的结构特点及其工作原理,阐述了新型蓄能式液动潜孔锤的研制过程和技术优势,以及应用效果。指出了存在的问题和改进的建议。     

SYZX75型绳索取心液动潜孔锤的研制

介绍了SYZX75型绳索取心液动潜孔锤的工作原理及结构特点。     

液动潜孔锤用于干热岩钻进的优化与试验

我国目前能源结构对化石燃料依赖度过高,在全球能源转型的大环境下,作为一种新型清洁能源,干热岩具有储量巨大、资源丰富、分布广泛等优势。针对干热岩勘探开发中高温硬岩钻进的技术难点,对YZX178型液动潜孔锤进行了结构优化,并在某干热岩井中进行了试验应用。试验结果证实了YZX178型液动潜孔锤用于干热岩等坚硬地层进行冲击回转钻进的可行性和高效性,获得了与螺杆钻具接近的机械钻速,且具有节能环保、安全性高、维护方便、节约成本、高温适应性强等优势,但仍需进一步解决其工作寿命与牙轮钻头相匹配的问题。     

液动螺杆马达与液动潜孔锤复合钻具的研究

螺杆马达与液动潜孔锤同属孔底动力机,复合起来难度较大。通过对钻具参数匹配,钻具的连接方式及水功率的消耗等问题分析,对复合钻具研究的理论方法进行了探讨,提出了适合于科学钻探的复合钻具的两种模式,为进一步研究奠定了基础。     

YQ-150型液动潜孔锤的研究

YQ-150型液动潜孔锤为提高水文水井工程施工钻探效率而研制。采用了防回灌、防空打、整体外壳及复合作用型式的新结构，在生产中取得良好效果。     

大冲击功液动锤的研究及其应用

从液动锤基础理论出发，依据理论计算公，科学建立数学模型，开发计算机软件，对液动锤内部动力过程及工作参数进行计算机模拟仿真电算，寻求大幅度提高冲击功的途径和方法。     

液动锤钻探技术实践及展望

利用泥浆泵驱动的液动潜孔锤钻探技术比回转钻探强化了碎过程，在复杂岩层中钻进减少岩堵塞，提高钻并笔直度。论述了阀式液动锤设计及评价的依据。提出了大陆科学钻探利用此技术的前景和建议。     

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。     

高能射流式液动锤在花岗岩中的钻进研究

由于干热岩地层通常为火成岩,研磨性强、可钻性差,现有常规工艺方法钻进效率低,为此专门研制了用于干热岩钻进用的SC-86H型高能射流式液动锤,并对该高能射流式液动锤样机进行了地面钻进试验。试验采用可钻性等级为10级的完整花岗岩作为钻进对象,观测了冲锤质量、活塞行程和泵量对机械钻速的影响。试验结果表明：增大冲锤质量、活塞行程和泵量有利于提高机械钻速。试验过程中获得的最大机械钻速为5.19 m/h,较常规回转钻进机械钻速提升显著。     

冲击回转碎岩机理试验研究

在模拟孔底冲击回转钻进条件的试验台上，对岩石的冲击回转碎岩机理进行了试验研究，提出了大直径潜孔钻头的合理布齿及钻进参数选择依据。     

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。     

油气勘探钻井用液动射流式冲击器的研究与应用

冲击回转钻进技术是当前解决硬岩进难题最有效的方法之一,将液动冲击回转钻进技术成功地推广应用于油气田勘探钻井中,预期可使硬岩平均钻进效率提高３０％－５０％,成本下降１５％－２０％。笔者就液动射流式冲击器应用于石油钻井的可行性和意义进行了较详细的分析论证,对所设计的石油钻井用液动射流式冲击器的结构和工作原理进行了说明,最后总结了生产性试验中存在的问题,提出了进一步改进的方案。     

基于压电力传感器冲击功的检测方法研究

液动冲击回转钻探具有防止岩心堵卡、提高勘探效率的重要作用,冲击器冲击功的无损精确检测一直是困扰冲击器研究机构及生产单位的难题。本文利用压电力传感器、电荷放大器将冲击器的冲击力波形转换为电压波形信号,再利用MP4221采集板和基于Visual C++语言研发的实时采集、显示软件将冲击力波形采集到PC机,并实时显示冲击力波形曲线;依据动量定理和冲量定理,通过研究冲击器冲击功与最大冲击力的关系,确定了冲击功与最大冲击力的关系式,即冲击功与最大冲击力的平方成正比。文章通过标定实验台架进行了可行性验证,实验表明,利用压电力传感器可以准确地检测出冲击力波形,结合标定台标定出的“冲击功-冲击力”关系式系数可以准确地计算出对应的冲击功波形。