PDC钻头切削齿布齿设计的新思路

切削齿布齿设计是PDC钻头设计的关键。为提高PDC钻头的钻进效率,综合考虑PDC钻头切削齿的设计特点和切削先后顺序等因素,并且通过对PDC钻头单切削齿实验结果进行分析,提出了以冠部轮廓法线为基准的切削齿布齿设计方法。     

PDC钻头切削齿破岩载荷规律的分析

对PDC钻头冠部形状及不同的布齿密度和切削齿在不同的磨损状态下对PDC钻头切削齿受力的影响进行了分析；用相邻的3个切削齿之间的关系(不同的切削齿与切削齿之间的径向距离和切削齿之间的高度差)来分析PDC钻头冠部形状和切削齿布齿密度对切削齿受力的影响，以及将切削齿的磨损状态简化成与切削齿在钻头上装配方向垂直的平面来分析切削齿磨损状态对切削齿受力的影响。     

PDC钻头切削齿受力随布齿密度变化关系研究

采用不同布齿方式的３个ＰＤＣ切削齿同步连续切削转动的岩石为模拟井底钻头切削齿实际工作状态，用切削岩石时相同的布齿参数切削砂轮来磨损切削以模拟切削的以模拟切削齿磨状态，试验研究了不同磨损程度的切削齿受力与布齿密度的关系。     

煤矿井巷用PDC锚杆钻头的研究

通过对ＰＤＣ锚杆钻头的一系列室内试验研究及多次改进设计,获得了钻头的优化结构参数、优化切削齿形状,合理的钻头体材质以及热处理工艺,现场试验结果表明,ＰＤＣ锚杆钻头是钻进中硬岩层的理想钻头。     

PDC钻头布齿的计算机辅助设计

合理的布齿是保证PDC钻头有优良工作性能的关键。目前常用的PDC钻头布齿设计方法是图解调整法。该方法速度慢,设计工作烦琐,工作量大,效率低,不符合PDC钻头布齿设计灵活的特点,而且有时会出现不必要的误差。本文在讨论PDC钻头布齿设计特点的基础上,叙述利用CAD进行PDC钻头布齿设计的原理和方法,介绍PDC钻头布齿计算机辅助设计软件的内容和编制原理。     

锥形聚晶金刚石复合片和可旋转切削齿技术简介

PDC钻头有着较高的钻进效率,一直受到客户们的青睐,但它受所钻地层、孔深和温度等因素的制约,使得钻头切削齿寿命较低。最近几年,国内外专家针对如何提高切削齿性能开展了诸多研究,并取得了不少成绩。主要介绍了美国史密斯钻头的2项最新PDC切削齿技术——锥形聚晶金刚石复合片和ONXY 360旋转切削齿。实钻试验表明,采用这2种新型切削齿技术的PDC钻头,钻进效率和寿命都有了明显提高。     

新型仿生PDC齿高效切削机理及试验研究

利用仿生耦合理论,根据贝壳和蝼蛄等动植物的非光滑形态结构研制了一种新型的仿生PDC齿,并利用有限元软件abaqus对单个齿磨损前后的运动过程进行分析,与普通PDC齿的应力分布状态进行对比,可以看出,在同等条件下,非光滑PDC切削齿的应力大小及分布情况要明显优于普通的PDC切削齿,具有良好的碎岩效果。此外还对这2种切削齿进行了磨耗比试验,试验结果进一步证明了仿生PDC齿具有一定的优越性。     

弹塑性致密泥岩用新型尖齿PDC钻头的研制与应用

分析了常规复合片钻头钻遇弹塑性致密泥岩钻进效率低的主要原因,并在此基础上研制了适用于该种地层的新型尖齿PDC钻头。通过对PDC切削齿几何结构的改进、切削结构和水力结构的优化设计而研制的新型钻头,在现场试验中取得了良好的钻进效果。平均寿命高达300 m,平均钻进时效3～4 m,解决了弹塑性致密泥岩钻进效率低的难题,为类似地层的钻探施工提供了一种高效实用的新产品。     

PDC复合层厚度对金刚石钻头性能影响的现场试验分析

在PDC钻头切削齿磨损机理研究基础上，进行了现场试验。结果表明，PDC切削齿复合层厚度对金刚石钻头的寿命及机械钻速有较大影响，因而切削齿复合层厚度的选择在金刚石钻头优化设计中是非常重要的。     

水敏性软硬交错地层瓦斯抽放孔PDC钻头的设计与应用

贵州地区煤炭资源中瓦斯突出灾害非常严重,矿下掘进前的瓦斯抽放工程量巨大。在瓦斯抽放孔钻进施工过程中,由于现场操作的不熟练和使用钻头的盲目性,使用的钻头数量不仅非常大,而且效果较一般。针对当地复杂地层,对钻头进行了改进设计,取得了良好的效果。钻头寿命由原来的166．5m提升至399m,钻进效率由8m／h提高到12．4m／h左右。     

静水压力作用下圆拱正对称失稳临界力的求解

按Ｒｉｔｚ法求得铰支和固支圆拱受静水压力作用时,具有高精度的正对称失稳临界力的第３次近似值。在圆拱临界力的求解中,还可同时导得圆环以不同波数失稳的临界力的精确值。     

珠江特大桥承台基坑突涌事故处理降水设计与施工

珠江一特大桥主墩位于珠江水域中,承台基坑施工采用锁口钢管桩围堰围护, C30水下混凝土封底。封底完成后进行围堰内排水时,基底承压水击穿了封底混凝土,造成了基底突涌事件。对比在围堰内降水和在围堰外降水两种方案后,决定采用围堰外降水的方法,将承压水位降至封底顶面以下。该方案工期短、费用低,开创了在珠江内降底承压水的先例,成功处理了围堰封底失败的事故,确保了承台的顺利施工。实践证明在深水中降承压水是可行的,降水是保证承台基坑安全的重要手段之一,为类似工程提供了宝贵的经验。     

高压密封舱与磁场传感器的综合频响变异及其实验验证

大地电磁测深在陆地上的方法技术成熟, 但将其移植到海洋中却遇到了较多的技术问题.其中之一是如何将磁场传感器运抵海底实施测量.为抵御海水的侵蚀和抗衡海下的环境压力, 需要研发装载磁场传感器的密封舱.该舱体需满足测磁的技术要求, 即制造材料的非磁性, 且兼顾海洋作业设备轻便的特点.LC4超硬铝合金在可选的材料中性价比居高, 然而用它制成的高压密封舱并非十分完美.因它的弱磁性, 使得磁场传感器装入舱体后, 整体频率响应发生了部分变异.这种变异虽不影响磁场传感器的使用, 但要对其规律特征予以测定, 方能剔除由此产生的对磁场测量的不良影响.在所构思的实验装置中, 通过人为产生扫频磁场, 对密封和非密封条件下的磁场传感器进行激励.在响应输出端, 测取幅频特性和相频特性, 获得归一化的对比资料和频响异常曲线, 从而对密封前后磁场传感器的性能变化有较清楚的认识.实验结果揭示, 由高压密封舱引起的频响变异发生在中高频区段.实验数据可作为标定资料, 对海底大地电磁探测的实测信号进行校正后, 即可还原出真实的海底场源信息.      

低温低压下水—岩反应动力学实验中一些主要元素的变化规律

作者根据北京小汤山一带热、矿泉水文地质特征，把９０％的白云岩和１０％的花岗岩作为试料，把二次蒸馏水作为反应溶液，将它们一起放在纯钛高压釜内，在５０—２００℃的温度和（２００—５００）×１０￣５Ｐａ的压力下进行水—岩反应动力学的实验。实验结果表明：水从岩石中萃取出的Ｋ￣（＋）、Ｎａ￣（＋）、Ｃａ￣（２＋）、Ｍｇ￣（２＋）、Ａｌ￣（３＋）、ＨＣＯ、ＮＯ、Ｆ￣（－）、Ｃｌ￣（－），ＳＯ、∑Ｆｅ和ＳｉＯ＿２等离子和氧化物的含量随着岩石的成分、温度、压力、水的ｐＨ值、岩石粒度、氧化—还原环境、时间和水的循环次数呈规律性变化。这些规律揭示了小汤山一带热、矿泉形成的机理。为热田的开发和人造温泉提供了理论上的依据。     

An analytical solution for the nonlinear distribution of effective and total stresses in vertical backfilled stopes

The increasing use of backfill in underground mines requires a proper evaluation of the stress state in and around the filled openings. This is, however, a relatively complex issue due, in part, to the large contrast in strength and stiffness between the backfill material and surrounding rock mass. In recent years, it has been shown that arching theory, based on limit equilibrium analysis, can be used to estimate the stress distribution in backfilled stopes. Nonetheless, many simplifications are involved in such analytical solutions and this affects the precision and significance of the calculated results. In this paper, a previously developed solution is enhanced by introducing the combined effects of non-uniform vertical stress distribution and positive pore water pressure. This leads to a more representative analytical solution, as demonstrated by successful comparisons with numerical simulations. The results indicate that the proposed solution can be used to estimate the effective and total stress state in submerged or partially submerged backfilled stopes with a simple geometry.