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。      

SC-54型射流冲击器的试用效果

我队从1983年9月开始对长春地质学院研制的SC-54型射流式冲击器进行金刚石冲击回转钻进试验。截至1984年底止，在郴县红旗岭矿区完成钻孔10个，计工作量2716.6米。见表1。试验表明，该种射流冲击回转钻进的台月效率在相同条件下，比普通回转钻进提高20—40％；每米材料费用下降25～35％；同时事故少，劳动强度低，深受钻探工人欢迎。     

JSC-75型液动射流冲击器

冲击回转钻进是提高中硬以上岩石钻进效率的一种行之有效的岩心钻探方法.我部在学习铁岭地质大队经验的基础上,与北京工业大学协作,从1972年开始研制液动射流冲击回转钻具,经过广大指战员的努力,随着生产发展的需要,研制工作已经由直径110毫米的冲击器,发展到目前生产施工中使用的以JSC-75型液动射流冲击器为主的冲击回转钻具.七年来,使用以JSC-75型为主的液动射流冲击回转钻具(最多开动八台钻机)钻进各种岩石,总进尺28564米,完工钻孔139个,钻进最深孔440.46米,取得了较好的经济技术效果.由于我们技术水平所限,又缺乏必要的     

JSC-75型液动射流冲击器

冲击回转钻进是提高中硬以上岩石钻进效率的有效方法。我们在铁岭地质大队已有经验的基础上，与北京工业大学协作，一九七二年以来先后研制了110、91毫米和JSC-75型液动射流冲击回转钻具。目前已经有八台钻机采用此种钻具。七年来主要用JSC-75型冲击回转钻具钻进了28.564米，完工钻孔139个，最大孔深440.46米。取得了较好的经济技术效果。一、冲击器结构、工作原理及主要技术性能JSC-75型液动射流冲击回转钻具（图1）由钻杆接手（1）、75型射流冲击器、岩心管（26）和硬质     

射流冲击器水平井段试验及失效分析

为了解决油气钻井水平井硬地层可钻性差、钻速慢的问题,同时减小水平井段滑动钻进中出现托压的现象,提高钻井效率,通过对工具原理进行分析,对结构及参数进行改进,研制出了适于水平井段的射流式冲击器,并在台架试验的基础上,进一步优化了性能参数、钻具组合及旋冲钻井参数,并开展了水平井段现场试验应用。现场试验结果表明,在水平井段采用射流式冲击器提速效果显著,具有深入研究的价值。但冲击器在水平井段失效问题影响了其提速效果,本文对其存在的问题进行了理论及试验分析并提出了改进方案。     

冲击器射流元件内部流场CFD模拟仿真分析

利用CFD数值模拟手段,对射流元件内部流场进行模拟,并对数据进行分析研究,得出结论为：在空载作用下,元件在一侧出流。赋予不同的主喷嘴流量,元件的属性各参量变化不大,可见,元件结构既定,元件射流附壁属性基本确定。该模拟仿真分析丰富了射流元件内部流动的理论研究,完善了参数设计,这对射流式冲击器的设计理念和理论研究有很好的指导意义。     

液动射流式冲击器应用于超深井的模拟试验

联邦德国为了钻一口14000～15000m超深井,拟选用我国发明的射流式冲击器与绳索取心相结合的钻具系统。为了证实钻具在深井应用的可能性,在高压釜内进行了模拟试验,结果在围压达400×10~5Pa的情况下仍能正常工作。此成果受到西德大陆深钻计划委员会(KTB)的关注。     

基于Ls-Dyna的高能射流式冲击器活塞杆回程应力分析

针对在钻探实践中高能射流式冲击器的活塞杆频繁出现尾部塑性变形严重影响冲击器工作性能和整体寿命的现象,拟对活塞杆进行优化改进。利用非线性动力学仿真软件Ls-Dyna对活塞杆的回程撞击缸体进行数值模拟和优化分析,并进行了室内试验,结果表明：冲击末速度为4 m/s,活塞杆回程撞击缸体强制停止运动瞬间,尾部产生的应力集中值为3 339.28 MPa,导致其破坏;优化改进后,活塞杆上下端直径比为17/16、尾部圆弧直径为60 mm,活塞杆体内的应力集中值为1 419.66 MPa,较改进前活塞杆的应力集中值减小58%。试验验证表明,优化后的活塞能大幅提高使用寿命和耐久性。     

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。     

增大液动射流式冲击器单次冲击功的试验研究

:试验结果发现 ,当行程加大时 ,获得较高的冲锤末速度 (5 .43m/s) ,单次冲击功 34 6 .45J。当活塞运动所需瞬时流量已大大超过了水泵供水的供给量时 ,冲击器仍能稳定地工作 ,这体现了射流冲击器作为一开放的系统所特有的流量可自动补偿的优点。射流冲击器对负载的适应能力较高 ,且在大行程条件下 ,增加锤重可较大幅度地提高单次冲击功。     

消除背压的简易办法

岩心钻机油路系统允许的背压值,对移动油缸及卡盘油缸等执行元件工作影响不大,主要是影响给进油缸工作.因此在油路系统中,若力图全部消除其背压,则可能造成成本高,变动量大,且不一定完全适用.若在给进油路部分为保证自重钻进消除其背压,     

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     

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。     

KSC-127型射流式冲击器应用于大陆科学深钻的试验研究

根据现场试验,评价了ＫＳＣ－１２７冲击器的性能,分析了其对大陆科学深钻的适应性,且对大直径全面破碎冲击回转钻进工艺进行了讨论。     

基于CFD的高能射流式液动冲击器活塞与缸体密封特性研究

通过计算流体动力学分析与实验室测试,对SC-86H型高能射流式液动冲击器活塞与缸体密封特性进行研究,分析了活塞密封段长度、环状间隙尺寸、活塞往复运动速度、角速度以及活塞外表面螺旋槽螺距与半径等参数对射流式冲击器前后腔之间泄漏量的影响。结果表明:活塞密封段长度、环状间隙尺寸、角速度以及活塞表面螺旋槽螺距均对射流式液动冲击器性能影响较小;活塞运动速度与泄漏量近似成正比例关系;随着活塞螺旋槽半径的增大,泄漏量会明显增大。活塞回程与冲程初期阶段,活塞运动速度较小,活塞处瞬时泄漏量占进入缸体前后腔流体流量的比例较大,使活塞无法快速加速运动,尤其是当活塞杆直径较大时,回程阶段泄漏量对活塞运动的影响更显著,导致冲击器工作性能大幅下降,甚至无法工作。     

射流式液动冲击器在ZK01-2井提速应用研究

在深部地热开采中所钻遇的花岗岩地层,由于其硬度高、研磨性强、致密、可钻性差,致使钻进效率低、钻头消耗大、钻探周期长、成本高等。在“张家口地区地热资源调查评价”项目ZK01-2井施工中,为提高钻探效率,降低钻探周期与成本,采用了射流式液动冲击器配牙轮钻头的钻进方法,在硬岩地层中实现了高效破岩的应用效果。钻进过程中还对排量、钻压、转速等多种钻井工艺参数进行了优化分析,并进行了多次现场试验验证。应用结果表明,硬岩地层在进尺相同的条件下,采用射流式液动冲击器提速钻进比常规普钻效率提高了30%以上,大幅提高了硬岩地层的机械钻速,有效提升了钻探效率,起到了高效破岩的作用,为花岗岩等硬岩地层提速增效提供了重要的技术支撑。     

液动冲击器阀程对时效的影响

液动冲击器的阀程，反映了冲频的高低及冲击功的大小，它必定对时效产生重要影响。但长期以来，人们对此重视不够，致使冲击器的使用效果有时不佳。为弄清阀程对时效的影响，以及阀程和钻进参数的影响，在花岗岩地层进行了对比试验，试验结果表明，阀程对时效的影响不可忽视。试验情况如下。     

活塞冲锤主要参数对射流元件临界流速的影响

应用CFD动态分析技术,以SC71B型射流式液动锤为研究对象,研究了活塞直径、活塞杆直径、活塞冲锤质量和行程对射流式液动锤射流元件临界流速的影响,并进行了实验验证。结果表明:理论预测值与实测值相对误差小于7.5%,精度远高于以往经验估计;射流元件临界流速随着活塞直径的增加而降低,随着活塞杆直径和活塞冲锤质量的增加而升高,与行程大小无关。以SC71B型射流式液动锤为例,为降低射流元件临界流速以减轻冲蚀,应设计40～42 mm的活塞直径、23～26 mm的活塞杆直径和11.2～23.5 kg的活塞冲锤质量。活塞直径增加23.5%时,射流元件临界流速降低了2/3;活塞杆直径增加60%时,射流元件临界流速提高了近4倍;活塞冲锤质量增加5倍时,射流元件临界流速只增加了1倍。