膨胀土地区旋挖钻进埋钻事故的处理方法及预防措施

就旋挖钻机在膨胀土地层进行钻孔灌注桩施工时发生桩孔大面积坍塌埋钻事故的处理方法和后期钻孔灌注桩施工预防措施进行介绍。     

旋挖钻进埋钻事故的处理实例及预防措施

采用旋挖钻机在细颗粒地层中进行钻孔灌注桩施工,容易发生埋钻事故。通过哈磴高速公路一个桩孔埋钻事故的处理实例及对该事故的分析，提出了预防旋挖钻进埋钻事故的措施。     

旋挖钻进中硬岩及卵砾层钻头结构及施工工艺研究

旋挖钻进技术作为一种高效优质的钻进方法近年来广泛地被用于公路、铁路及大型水电站基础工程施工建设中，取得了良好的社会效益和经济效益。探讨了在卵砾石、漂石等复杂地层以及坚硬基岩中进行旋挖钻进所用钻头的结构及其施工工艺。     

牙轮钻头动静耦合碎岩机理及旋挖成桩应用

总结了在不同高温状态下冷却、不同加载速率及随机裂隙发育状态下花岗岩动态抗拉力学特性的变化规律;结合牙轮钻头孔底碎岩过程,分析了动静载荷耦合作用下岩石破碎的载荷一侵深特性曲线,认为动、静载荷耦合作用的加载点（即动载的施加点）应是在静载处于卸载阶段;并根据加载能量大小讨论了不同动静耦合工况下产生的岩石破裂深度及破碎体积,表明通过一定范围内增大静载荷及冲击力、预加静压对岩石进行预应力损伤、加载一卸载一加载的破碎循环模式,有利于高效碎岩及裂纹的发育。嵌岩桩基础工程实践表明,通过改造牙轮钻头等钻具结构形式及布齿方式,利用动静耦合加载方式及对钻头冷却处理,可实现牙轮钻头在微风化花岗岩高效钻进的目的,为牙轮钻头的旋挖钻进成桩应用提供了重要的技术支撑。     

旋挖钻进工艺在青藏铁路施工中的应用

旋挖钻进工艺在青藏铁路施工中遇到一些复杂地层，给施工带来一定的难度，为了解决这些难题，在原有的钻进工艺基础上采取了一些措施，以完善该工艺。介绍了不同钻头在青藏铁路施工中的应用情况，并对优化钻头结构，解决钻进效率低、孔斜问题提出了建议。     

一种提高硬岩钻进效率的新型钻具的研究与应用

针对硬岩钻进效率较低的问题,提出了一种提高硬岩钻进效率的新型钻具——短螺旋定心双底捞砂钻头。这种新型钻具是综合了短螺旋钻头和双底捞砂钻头的优点,同时考虑影响硬岩钻进时螺旋叶片的螺距、锥角,底板的进土口等等因素,并做了分析与实体建模。这种新型钻具在施工试验中取得了良好的效果,提高了硬岩钻进效率,受到广泛好评并得以推广。     

旋挖钻进孔内事故的处理及预防

结合工程实例，介绍了旋挖钻进中钻杆折断、埋钻、卡钻、掉钻头等事故的处理方法及预防措施。     

涡轮钻和改进的PDC钻头在硬岩钻进中的应用

涡轮钻和改进的ＰＤＣ钻头，在硬岩钻进中的应用Ｒｏｂｅｒｔ　Ｃ．Ｂｏｕｄｒｅａｕｘ等马保松译孙友宏校在墨西哥湾地区，采用涡轮钻进配合具有改进的导轨式切削结构的ＰＤＣ钻头，提高了中硬一硬岩层中的钻进效率，与使用容积式马达的回转钻进相比，无论在什么样的钻进...     

大口径旋挖钻具的研究及其应用

介绍了旋挖钻进所用的各种钻具结构特点及适用地层，包括螺旋钻具、旋挖钻斗、筒式环状钻头、扩底钻头。并介绍了这些钻具在青藏铁路等工程施工中应用所取得的良好效果。     

潜孔锤-旋挖组合钻进技术在硬岩桩基工程中的应用

旋挖钻进技术具有经济、快捷、环保等优点,在桩基工程中得到广泛应用,但常规旋挖钻机在钻凿硬岩（抗压强度>80 MPa）时,进尺非常缓慢。为解决采用旋挖钻进技术钻凿硬岩时进尺缓慢的问题,考虑到潜孔锤具有对硬脆性岩石施工速度快的优点,探索将潜孔锤与旋挖钻机组合使用。基于官井基地滑坡治理工程中抗滑桩的施工,对潜孔锤-旋挖组合钻进成孔技术进行介绍,对其碎岩成孔机理进行分析,验证了潜孔锤-旋挖组合钻进成孔技术的可行性,可为硬岩桩基工程的施工提供有益参考。     

回转钻进随钻测斜仪的研制及应用

针对煤矿井下常规钻机回转钻进没有随钻轨迹测量装备的现状,研制了钻孔随钻测斜仪。该仪器主要由孔口显示控制器和轨迹记录探管两部分组成,可用于煤矿井下常规钻机回转钻进钻孔的轨迹测量,亦可测量钻孔的倾角、方位角和工具面向角等姿态参数,孔口显示控制器同步工作并记录钻孔的深度和测量时间。最终结果可通过数据处理软件计算和处理原始数据并在井下以数字和图形的方式显示出来,满足了煤矿井下常规钻机的回转钻进随钻测量需求。     

高效耐冲击复合片取心钻头的研制与应用

针对油气及非常规油气、科学钻探中,砂质泥岩和砂泥岩互层钻进效率低、钻头寿命短的难题,通过齿形金刚石复合片与圆形复合片的交错布置,研制的新型高效耐冲击复合片取心钻头在新疆吉木萨尔油田36-4井页岩油芦草沟组进行了试验研究。结果表明：研制的新型高效耐冲击复合片取心钻头机械钻速较其他钻头提高了2.4~3.1倍,取得了良好的社会经济效益。     

珊瑚礁地层钻探取心技术研究及应用

人工吹填珊瑚岛礁地层结构比较特殊,以珊瑚砂和珊瑚碎屑为主,取心和成孔难度较大。以南海某岛礁地质钻探取心工程实践为例,针对地层岩性特点,采用一系列对应技术措施：上部松散或弱胶结砂砾层采取跟管钻进和无水干钻取心技术;礁灰岩全漏失地层设计了一套掏砂钻具进行掏砂,确保井眼干净;软硬互层采用超前侧喷钻头;粉砂质地层采取小口径钻具无水干钻取心技术等。该技术在18个钻孔实施中取得了良好的效果,可为后续珊瑚礁地层钻探取心提供借鉴。     

旋挖钻机在特殊工况中的减压钻进研究

为解决旋挖钻机在脆性岩层或者软硬交替地层等特殊工况中加压钻进出现的钻机高频高幅振动和钻孔极易倾斜等问题,对旋挖钻机入岩的碎岩机理进行分析,找出加压钻进产生问题的原因。对减压钻进施工工艺进行研究,提出实现方式及适用范围,并进行实际工程应用,验证了旋挖钻机使用减压钻进施工的可行性。应用结果表明,特殊工况下减压钻进对降低设备的入岩振动、提高设备的结构稳定性以及保证成孔质量都具有重要作用。     

螺杆驱动旋冲钻井工具设计及试验研究

旋冲钻具能有效提高深层、硬地层的破岩效率,具有广阔的应用前景。凸轮−滚轮是实现冲击动作的关键机构,但复杂多变的井下环境导致机构损伤严重,进而影响破岩效率。基于旋冲钻具多井次的试钻数据,建立凸轮−滚轮动力学模型,通过显式动力学(Autodyn)分析不同冲程、转速、钻压下的工作特性,总结机构的形变特征提出优化方法。分析结果与试验数据和理论数值对比,验证了计算模型的准确性。结果表明：冲程增大可提高冲击效果,但高于10 mm冲程的滚子实际运动轨迹受钻速、滚轮尺寸、凸轮轮廓曲率影响其轨迹将变平缓。转速在9~18 rad/s时轴向加速度波动幅度较大,对钻具的稳定性具有一定影响。钻压增大凸轮内缘处形变特性明显,其形变量与钻压成正比,25 kN钻压下凸轮的形变量约是10 kN的2.6倍。凸轮齿顶、滚轮内缘处为易变形点,在齿顶处安装可换滚筒同时改变滚轮为鼓轮构型并对抛物线−直线−抛物线、2次多项式、摆线、7次多项式4类凸轮轮廓线型进行特性分析。选用摆线及7次多项式凸轮座轮廓和鼓轮可提高冲击效果,计算结果可为旋冲钻具设计提供参考依据。

     

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。     

复合动力钻进工艺在干热岩钻井中的应用研究

2011年山东省地矿局在山东省利津县实施了国内第一个干热岩调查评价项目,采用转盘回转钻进,但钻效低、能耗高。为提高在高温硬岩条件下的钻进效率、缩短钻井周期、降低生产成本,2015年在福建省漳州市实施的中国地质调查局东南沿海深部地热HDR-1干热岩科学钻探工程井（井深4000.86 m,孔底温度109 ℃）和2017年在青海省共和县完成的GR1干热岩科学勘探井（井深3705 m,孔底温度236 ℃）,在施工中均探索使用了“转盘+螺杆钻具”复合钻进工艺,并在高温取心段首次测试应用了“转盘+涡轮钻具”复合取心钻进工艺,取得了良好的效果并就下一步研究方向提出了意见和建议,为螺杆钻具和涡轮钻具的深入研究提供了宝贵的高温施工经验,也将为我国干热岩科学钻探与深部地热资源勘探提供新的技术支撑。     

硬质合金复合片齿钎具

运用力学原理研制成功了复合片齿钎头和复合片齿整钎，并批量投入市场。该系列钎具凿岩速度、寿命和硬质合金片齿有效利用率均显著优于片状和球齿钎具。