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。     

高性能液动锤的试验与研究

高性能液动锤采用容积式双作用的工作原理,具有输出单次大冲击功和低泵压的工作特性。室内实验表明,高性能液动锤结构设计合理,其性能和技术指标达到了设计预期,既能输出较大的单次冲击功,同时还拥有较高的冲击频率和低泵压的工作特性;野外初步试验表明,高性能液动锤配合球齿钻头能够在坚硬地层中实现快速、高效的全面钻进。     

液动潜孔锤技术应用于干热岩钻井的可行性探讨

分析了清洁、可再生能源干热岩的地质特征以及进行钻井施工可能会遇到的环境温度高、钻井深度大等技术难点,并依据此对液动潜孔锤钻进技术应用于该领域进行了分析。按照目前的技术水平和施工能力,提出干热岩钻井分两步走的思路,目前液动潜孔锤所能达到的指标应用于第一步（井深3000～6000 m,温度150～350 ℃）钻井实践已经基本具备,并对液动潜孔锤需要完善的关键技术提出解决的方案。     

系列高效液动锤的研究与应用

传统的液动潜孔锤适应孔深较浅、孔径范围小。传统的正作用式液动潜孔锤阀、锤的工作弹簧对冲击能量影响大、弹簧寿命短,易损坏,其在不正常工作时将截断液流通道,必须提钻检查,否则将会出现烧钻事故;传统的双作用液动锤主要是靠锤、阀各自的上下活塞面积差产生的压力增高而工作,运动密封副多,对冲洗液质量要求高、运动阻卡几率大,固定式节流环对冲锤下行做功将产生一定的阻尼作用。YZX系列高效液动潜孔锤和SYZX系列绳索取心液动锤克服了传统液动锤的诸多不利因素,通过从基础理论研究、结构优化设计、产品规模开发,使我国液动锤技术得到了大幅度的提升,并作为一种高效、简便、节能的新产品,在生产实践中获得了良好的应用效果。     

YZX178液动锤在石油井首钻成功

本刊讯由中国地质科学院勘探技术研究所研发的适应于石油、天然气、地热钻井用YZX178液动潜孔锤,2009年8月14日在胜利油田盐222—3探井首钻获得成功,取得一系列宝贵的数据和良好的使用效果,表明对液动锤的研究又迈出新的步伐。     

蓄能式绳索取心液动潜孔锤的应用研究

蓄能式绳索取心液动潜孔锤钻具是在普通绳索取心钻具总成上端增加了发生和传递冲击载荷的结构,将冲击载荷通过绳索取心钻具外管传递至钻头。新疆达坂城黑沟-达拉地布拉克铀矿工区裂隙、构造蚀变带和构造破碎带发育,地层破碎,使用普通绳索取心钻具钻进,岩心极易堵塞、回次进尺短、频繁打捞内管、钻进效率极低。使用蓄能式绳索取心液动潜孔锤钻具钻进,增加了回次进尺,提高了钻进效率。论文依据施工现场使用情况,介绍了蓄能式绳索取心液动潜孔锤的结构和工作原理,统计、总结了应用情况,论述了绳索取心液动潜孔锤得出的应用结论。     

液动潜孔锤的现状及用于石油钻井应注意的几个问题

介绍了我国液动潜孔锤钻探技术研究和应用现状，分析了将其应用于石油钻井应解决的主要技术关键和设计时应注意的几个问题。     

基于激光三角测量的射流式液动潜孔锤全行程实时运动规律试验

为解决现有霍尔元件测量系统存在的不足，根据全行程测量数据获取及实时观测的实际需求，研制开发了基于激光三角测量原理的射流式液动潜孔锤激光测量系统。使用该系统对SC-86H型高能射流式液动潜孔锤进行了相关试验，并获得了冲锤的全行程时间分辨数据。通过对试验数据进行处理，得到了冲锤运动的位移-时间和速度-时间关系。结果表明，冲锤的不规则运动发生在周期的回程初始阶段，此不稳定状态增加了冲锤的回程时间，相应地降低了冲锤的冲击频率。冲锤的实际缓冲行程对泵量并不敏感，当泵量从80 L/min增加到220 L/min时，实际缓冲行程仅在5.9~6.8 mm之间变化；实际行程的改变也不会大幅增加冲锤实际缓冲行程，随着冲锤结构行程增加57%（70~110 mm），缓冲行程只增加了7%。该系统可实现全行程测量，并描述实时运动状态。     

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。     

泡沫潜孔锤室内实验研究

泡沫潜孔锤既具有泡沫钻进的特点，又发挥了潜孔锤钻进效率高，钻孔质量好的优点，在我国干旱缺水区及岩溶裂隙区相关钻进领域有着极为广泛的应用前景。实验以WC－70潜孔锤为对象，研究泡沫对风动潜孔锤的影响。结果冲击频率虽然有所下降，但其冲击功却有或高的趋势。可以推断用现有的普通风动潜孔锤，配置相关的设备合理的规程参数进行泡沫潜孔锤钻进是可行的。     

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赵固一矿井 下穿层注浆钻孔中的应用

井下定向钻进是实现煤矿瓦斯高效抽采和防治底板突水的重要途径,多采用回转钻进的方法,钻遇硬岩地层时,钻进效率低、钻孔周期长、成本高,严重影响了井下瓦斯抽放钻孔等的工程进度及成孔质量。赵固一矿井下灰岩地层钻进试验结果表明,使用SC86H型高能射流式液动锤实施冲击回转钻进,通过合理控制泵压、转速和钻压,钻进效率较常规PDC钻头回转钻进提高了3倍,节约了钻进成本。     

潜孔锤技术在三道庄钼矿采空区探测中的应用

结合高风压潜孔锤钻进技术在洛阳栾川钼业集团三道庄钼矿区采空区探测中的应用,介绍了高风压潜孔锤技术钻进塌陷区、穿越采空区施工技术。应用高风压潜孔锤钻进技术在洛钼集团三道庄钼矿进行采空区探测,摸索出了相应的钻进工艺方法,大幅度提高了成孔率,对同类型矿山采空区勘探具有参考意义。     

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。     

旋冲钻井技术在内蒙古意1井的应用

为了提高内蒙古意1井3000 m以深下部井段机械钻速,采用了射流冲击器旋冲钻井提速技术。根据地层岩性特点,通过冲击器台架性能测试,优选出了冲击器的冲击功及冲击频率,确定了旋冲钻井参数。射流冲击器配合牙轮钻头应用井段为3675～3817 m,通过合理确定水力参数及冲击器的性能参数,取得了预期的提速效果,达到了提速增效的目的。冲击器纯钻共计185 h,总进尺142 m,采用旋冲钻井技术,在相同地层及钻头条件下,旋冲钻井2趟钻进进尺较以前转盘钻进4趟钻进进尺多10 m,提高机械钻速达42％,为白音查干区块钻井提供了一项新的技术手段。     

节水钻探新技术及其改型应用

传统的钻进工艺需要消耗大量的地表水,而干旱缺水地区钻探又经常会遇到缺水问题。针对这一问题,基于孔内地层水局部循环节水思维,研制了脉动器替代地表钻探泵的传统出水阀,利用地表钻探泵缸体中的水经过脉动器后形成水力脉冲驱动孔内潜水泵工作,使孔内地层水实现孔内局部循环完成正常钻进,可节水4/5~19/20。其潜水泵改型为液动冲击器、潜水泵改型成潜孔扬水泵、潜水泵改型成锤击打入式取样器,可实现孔底回转冲击钻进、抽取地下水满足缺水地区及时补充泥浆池供水的需要、在不扰动地层的情况下取得原状土。该节水钻探新技术在钻进过程中基本不消耗地表水,且不扰动地层,并能显著提高机械钻速,在干旱缺水地区具有广阔的应用前景。      

小秦岭金矿田2000m深孔钻探技术

本文以小秦岭金矿田深部探矿项目ZK8302为背景,从钻孔结构、钻探设备(钻机、泥浆泵、钻具组合及钻头等)优选、深孔钻进规程参数、冲洗液和新技术新机具等方面对钻探技术进行了介绍。该钻孔积极探索了绳索取心液动潜孔锤技术,同时采用绳索取心钻杆液压钳、塔上塔下视频监控和多个起钻接头等新技术,大大降低工人的劳动强度,提高了钻探效率。该钻孔实现了河南省小口径岩心钻探金矿勘查孔深2000 m的突破,取得了良好的经济效益和社会效益。     

CYS-300型全液压地热水井钻机的研制

本文介绍了CYS300型全液压地热水井钻机的性能参数、关键机械部件结构及液压系统的设计。钻机选用齿轮泵作为液压系统动力元件,配合液压多路阀实现对动力头双液压马达和给进油缸等执行元件液压油的合流,通过液控二速阀实现动力头双液压马达的串并联工作,输出4种转速和扭矩,在满足钻机性能参数设计要求的同时,简化液压系统的设计,减少液压系统能量损耗,降低维护和使用成本。钻机采用油缸三链条倍速机构实现动力头的给进提升,具有结构简单、性能可靠、抗冲击能力强、提升平稳等优点。现场工程施工应用表明：CYS300型全液压地热水井钻机性能稳定可靠,工艺和复杂地层适用能力强,操作安全舒适,钻进效率高。     

液动锤套管起拔器的研制与应用

液动锤套管起拔器的原理是利用冲洗液作为动力介质,推动冲击锤产生振动,将机械应力波通过液动锤传至套管,使其松动后拔起。新研制的液动锤套管起拔器减轻了普通蛮力起拔方法对套管的损伤,节约钻探成本。本文介绍了双作用和正作用两种液动锤套管起拔器的起拔原理以及工作方法,并介绍了其在河北省遵化市西山带铁矿区进行野外试验中取得的效果。