HTJ-1型夹持器的研制与应用

通过对适应深孔钻进,升降过程中专门用于夹持钻杆、套管的升降机具——夹持器的研制与生产试验应用,解决了钻进中起下钻杆（套管）夹持不牢、夹持器整体稳定性差、通用性不强的难题。研制的夹持器具备整体稳定、夹持牢固、磨损后能及时补偿的特点,夹持器的可调性使其既能适合钻进直孔也能进行斜孔的钻进,通过实际应用得到钻探施工者的肯定和好评。     

全液压坑道钻机增力式夹持器的设计

介绍了一种可增力的油缸对顶式夹持器。采用对称结构布置,两边各设置一组增力装置,可将油缸产生的夹持力通过杠杆增力原理作用于钻杆上,具有外形尺寸小、夹紧力大等优点。对夹持器主要设计参数的选择和计算过程做了详细介绍。     

BG型钻杆排放设备的设计与应用

传统接卸钻杆多采用人工对扣、拖拽摆放方式,效率较低,工人劳动强度大。针对目前流行的可抬头式全液压钻机,设计了一种BG型自动钻杆排放设备,该设备通过机械手与夹持器2个机构与抬头式动力头配合完成钻杆的自动化接卸、摆放。详细介绍了机械手结构设计与回转驱动选型、夹持器结构设计与夹持油缸选型以及液压系统的设计思路,从理论上确定设备的可靠性。最后通过现场试验验证了BG型自动钻杆排放设备的实用性。     

TK─3型液压夹持器的结构特点

ＴＫ─３型液压夹持器的结构特点冶金部第一地质勘查局地质探矿研究所董海卿绳索取心钻进的钻杆和钻杆接头是经过调质处理的无缺口光滑薄壁合金钢管。因无指定供夹持的卡住部位承受钻具产生的重力和平衡卸扣扭矩，因此对夹持器的性能和结构要求有别于带锁接头的钻杆，此外...     

全液压顶驱钻机背钳的设计及运动仿真分析

针对大陆科学钻探接卸钻杆进行上卸扣操作复杂繁琐、夹持稳定性差等问题,设计了一种适应于科学钻探全液压顶驱钻机的新型背钳装置。该装置具有夹持力大、对钻杆损伤小、工作性能稳定、双向浮动等特点,解决了钻进过程中频繁倒杆问题,快速完成上卸扣操作作业,极大地缩短了辅助作业时间。并利用ADAMS动力学仿真软件,对夹紧机构进行了运动仿真分析,验证了机构设计的合理性。     

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。     

单卡瓦动作常闭型复合液压夹持器

阐述了液压夹持器的类型及其工作原理,并对单卡瓦运输和常闭型事式坟夹持器的结构设计和参数设计作了详细的介绍。     

关于钻机液压卡盘结构的商榷

目前钻机使用的液压卡盘，大致为常闭式油压松开及常开式油压夹紧两种基本结构。而采用较多的还是前者，即蝶形弹簧夹紧、油压松开的常闭式结构。人们大多认为，这种卡盘通过弹簧力的作用来夹紧钻杆，而油压力仅用来克服弹簧力松开卡瓦。所以，对钻具的夹持力不会受液压系统的影响，一旦液压系统发生故障，停止供油，不会发生“跑钻”等事故，工作比较安全可靠。但我认为上述看法也不尽然，液压卡盘其工作性能的好坏完全在于卡盘是否具有持久、稳定及足够大的夹紧力。这种结构的卡盘是通过弹簧力作用于斜面增力机构，使卡瓦夹紧钻杆。如果钻杆或卡瓦磨     

非开挖导向钻机中几种主要结构的设计

近年来非开挖钻机飞速发展,水平定向钻进及导向钻进技术在管道建设中占主导地位。着重介绍了目前国内外水平定向钻机的动力头传动和驱动方式,给进机构的给进方式,夹持-拧卸装置、底盘、钻杆装卸装置的机构,并分析了它们的优缺点。     

单机械手夹持状态下钻杆运移平稳性分析

本文主要针对一种新型的可以保留钻杆旋转自由度的机械手,研究其运移钻杆时的稳定性和安全性是否满足要求。该机械手通过蓄能器提高了停泵保压效果,通过滚轮结构保留了钻杆的旋转自由度。本文建立了机械手的多体动力学模型及配套的液压控制回路,并进行机-液联合仿真分析。在分别改变钻杆直径和液压回路压力的条件下,观察机械手夹紧效果。通过仿真得到了钻杆的夹紧力变化曲线及钻杆重心位置变化曲线,确定了液压系统的许用压力范围,并验证了单机械手夹持状态下钻杆运移平稳性满足要求。     

同济大学研制一种钻夹持器获得专利

由同济大学地下建筑与工程系基础地质教研室设计的一种松软上土程地质勘察钻机用的钻杆夹持器取得专利。这种夹持器用于50M 工程地质钻机,具有装卸方便、迅速,传递力大而不打滑的优点。夹持器把(1)、(7),压板(2),自锁加力(7a),自锁齿(2a),轴(8),半     

浅谈绳索取心扭管机的性能

为适应当前推广绳索取心钻进技术的需要,应该加快绳索取心光钻杆机械扭管研究工作的进程,这对当前大量配用的立轴式钻机而言尤为重要。由于绳索取心钻杆的结构不同于普通钻杆,因此对扭管机的结构及性能参数提出了新的要求。笔者认为,扭卸绳索取心钻杆的扭管机,在结构、卡瓦形式及扭矩和转速等参数的选取上应有如下特点: 结构 1.便于控制绳索取心钻杆是高强度的合金薄壁管,钻杆和其接手外径基本相同,连接后能组成外表面光滑的圆柱。提升钻具时,尤其是当表面有泥浆和油脂涂盖时,钻杆柱接缝难于被观察,给现场准确操作带来了困难。扭管机卡瓦和夹持器卡瓦之     

深海底钻机自动接杆卸杆储管机构

本文介绍了一种深海底使用的钻杆钻具储管机构的工作原理和结构特点。按照深海底钻孔工艺,设计了自动接杆、卸杆、存储机构。这一种机构采用两个单排转笼式储管架,分别存放钻杆和钻具管组件。每一个储管架各配备一双机械手,用于夹持钻杆和钻具在孔口位和储管架管口位之间的移送和卡紧定位。该机构可靠性高,取心率高,结构简单,方便操作。     

隧道锚围岩抗拔机制及抗拔力计算模式初步研究

在普立特大桥隧道锚现场模型试验的基础上,采用数值模拟技术揭示了隧道锚围岩变形破坏过程:围岩破坏面从锚体底部与围岩接触面附近启裂,并逐渐向外呈圆台状扩散,破坏形式为拉剪破坏。并且,锚体前部临空岩体被拱出而发生拉破坏。破坏面上的应力分布随着拉拔荷载增大而发生复杂变化。基于此,通过在破坏面上建立力的平衡关系,提出了隧道锚围岩抗拔力计算模式。该计算模式与现有文献不同,体现了夹持效应以及破坏面上的复杂应力变化。破坏面上的应力分布需要通过模型试验和数值模拟论证得到。今后,在针对不同强度、不同结构特征的岩体进行全面试验分析的基础上,可以对破坏面形态和应力大小进行取值建议。采用该模式验证了试验结果,估算得到大桥原型锚碇的极限抗拔力非常大。目前隧道锚设计普遍偏于保守,隧道锚在中、软岩中仍然可以使用。讨论了破坏面形态特征可能的变化、岩体结构特征对抗拔力的影响等问题。     

提高水平定向钻进用钻杆制造质量和应用水平的探讨

对水平定向钻进（HDD）用钻杆的工作状况及主要失效形式进行了分析，对整体锻造钻杆和摩擦焊焊接钻杆进行了比较，对提高HDD钻杆质量的方法进行了探讨，并对使用中应注意的问题提出了一些建议。     

海底基盘控制系统方案设计

海底基盘是海洋钻井和取样的重要设备之一,用于钻井作业井口定位、钻具导向及夹持稳定、井口监视,并可根据需要搭载静力触探、取心、测井等其他附属仪器装置。海底基盘是集机、液、光、电一体化的设备,由机械结构、液压系统和控制系统组成。本文针对海底基盘工作需求,提出了一套具有钻杆夹持、视频寻址、图像采集、井口信息监测等功能的海底基盘控制系统方案,控制系统作为设备核心,其由配电系统、光电测控系统和水下液压动力站等组成。     

顶板高位大直径水平长钻孔配套钻具研制

针对煤矿井下顶板高位大直径水平定向长钻孔施工中常规钻杆出现粘扣、弯曲、断裂等问题,分析了钻杆柱的工作状态,建立了顶板高位大直径长钻孔钻杆柱受力模型和有限元分析模型,明确了钻杆失效的主要原因,通过优化螺纹牙型和接头连接形式,研制了φ73 mm高韧性高强度钻杆,解决了定向钻孔扩孔钻进时钻杆断裂、粘扣等问题,满足了顶板高位大直径定向长钻孔的施工要求。     

钻杆性能及其结构的发展

金刚石钻探用的钻杆,是一种高速回转构件.由于钻杆柱细长比很大,钻进时地层多变,因而人们认为,在一般工程施工中,钻杆是受力最复杂,工作条件最恶劣的构件之一.它在钻探装备中所处的地位十分重要.因此各国钻探界及制造厂家都很重视钻杆的研究.近年来国内有关部门也作了不少研究,而且取得了一定进展.本文就国内钻杆性能及其结构的发展趋势问题作初步探讨. 对钻杆的基本要求     

基于模糊粒子群算法的钻杆运移装置控制系统研究

在大直径救援井施工起下钻作业中,钻杆运移装置用于大直径钻具输送及钻柱接续。针对钻杆运移装置定位过程中钻杆易产生振动,难以快速、准确地将钻杆举升至动力头翘起角度进行对扣的问题。首先分析了钻杆运移装置的结构特点和工作原理,利用结构关系推导了钻杆举升时的运动学模型,得出钻杆末端接头与举升油缸和运移小车运动规律的映射关系,并采用有限元方法建立了钻杆举升时的动载受力模型,得出了钻杆末端接头的振动加速度主要由举升油缸和运移小车的工作速度所决定,且各部件的工作速度主要由各自的输入流量所确定;其次引入了基于模糊粒子群优化算法的综合误差评价函数,将钻杆末端接头的转角误差和位姿误差作为输入信号,采用加权法进行计算出综合误差和加速度误差,利用梯形隶属度函数构造了模糊控制规则,得出综合误差、加速度误差与比例参数、积分参数、微分参数之间关系,完成PID的控制参数调节,实现了对钻杆末端接头的主动抑振控制;最后利用MATLAB软件搭建了数值仿真模型,以某次钻杆运移装置工作时测量数据信号为例进行仿真研究,系统综合误差只需0.9 s可将振幅衰减至峰值的10%以下,同时加速度误差仅为0.05 mm/s²     

煤矿井下可退式卡瓦打捞筒的研制及应用

煤矿井下卡钻、埋钻导致的孔内断钻杆事故时常发生,目前常用的公母丝锥造扣的打捞方法成功率较低,不仅耗费大量的人力物力,还会影响煤矿开采生产进度。基于此,设计了井下可退式卡瓦打捞筒,通过外筒的螺旋锥面驱动卡瓦径向卡紧断裂的钻杆,实现起拔打捞井内钻杆。卡瓦抱紧钻杆的结构设计,提高了打捞筒对断裂钻具的把持力。控制环的键槽结构设计,实现了复杂工况下可退式操作。分析了打捞作业时钻机回转扭矩产生的切应力与打捞筒强度的关系、钻机起拔力产生的正应力与打捞筒强度的关系,为打捞筒壁厚参数设计提供理论支持;分析了钻机起拔力转换为卡瓦对钻杆抱紧力的公式,验证了卡瓦打捞筒打捞孔内钻具的可行性;试制的打捞筒在山西新源煤矿井下现场进行了打捞试验,试验表明其结构设计合理,打捞性能可靠。本研究为煤矿井下处理复杂钻孔断钻事故提供新型工具,为打捞工具结构设计提供了理论依据。