极坚硬地层高时效长寿命钻头的研究

对钻头钻进极坚硬地层打滑的原因进行了分析，提出了利用弱包镶解决打滑的新方法，并对弱包镶钻头的设计原理及生产工艺进行了研究，最后介绍了该类型钻头的典型使用情况．     

钻进极坚硬地层的孕镶金刚石钻头

作者研制出一种双层胎体结构的孕镶金刚石钻头。该钻头特别适合钻进极坚硬地层，能够克服钻头打滑现象，其钻进效率与钻头寿命比一般金刚石钻头高几倍到十几倍。     

冲旋钻头结构对其寿命及破岩效率的影响研究

为研究气体冲旋钻头结构对其破岩性能的影响,文章采用非线性有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,以岩石力学和有限元理论为基础,选择适合岩石侵彻问题的Drucker-Prager本构模型,建立了气体冲旋钻头破岩的有限元模型,模拟不同结构气体冲旋钻头破岩的过程,得到了钻头破岩过程中力与时间的变化曲线以及平均力、比能随结构参数变化的曲线;当第2齿面倾角取25°、第3齿面倾角取44°、露齿高度取7.25mm、钻齿半径取6.75mm时,钻头所受的阻力平均值和钻头破岩所需比能较小,有利于延长气体冲旋钻头的使用寿命,并能提高能量利用率。     

孕镶金刚石取心钻头各向异性的实验研究

介绍了测定孕镶金刚石取心钻头各向异性指数的实验方法。根据实验装置的结构特点 ,同时考虑了实验过程中底部钻具组合的变形对测量钻头侧切位移的影响 ,建立了底部钻具组合的力学实验模型 ,推导出了孕镶金刚石取心钻头底端在钻进过程中的挠度和转角计算公式。在消除了钻头底端挠度对侧切位移的影响之后 ,给出了钻头各向异性指数的计算结果 ,并对其进行了讨论。结果表明 ,孕镶金刚石取心钻头的各向异性指数一般在 0 .0 6～0 12 ,其侧向切削效率很低。这说明在井眼轨迹控制中 ,不应忽略钻头各向异性的影响。     

开铁口机雾化装置在韶钢炼铁六号高炉的应用

韶钢炼铁六号高炉容积750m3,于2011年3月开始进行复产大修。上代炉龄,由于开口机没有雾化装置,导致:开铁口时间长;粉尘较大,钻头及钻杆消耗量增大,开一次铁口有时需要多次更换钻头、钻杆;振打结构,由于使用时间长,振打杆、弧形螺母及钻杆螺纹等处易断裂损坏;振打马达中旋转结构的齿轮和轴承磨损严重,在钻开铁口阻力大时,经常发生旋转齿轮打滑,钻杆不旋转现象;增加操作及检修人员劳动强度。这些问题严重影响高炉的稳定运行。通过分析,我们得出结论,这些问题主要是由于钻头处冷却不足造成的。鉴于以上原因分析,我们决定在开口机上加装雾化装置来解决这一系列问题。     

孕镶金刚石取心钻头各向异性的实验研究

介绍了测定孕镶金刚石取心钻头各向异性指数的实验方法。根据实验装置的结构特点，同时考虑了实验过程中底部钻具组合的变形对测量钻头侧切位移的影响，建立了底部钻具组合的力学实验模型，推导出了孕镶金刚石取心钻头底端在钻进过程中的挠度和转角计算公式。在消除了 钻头底端挠度对侧切位移的影响之后，给出了钻头各向异性指数的计算结果，并对其进行了讨论。结果表明，孕镶金刚石取心钻头的各向异性指数一般在0.06-0.12，其侧向切削效率很低。这说明在井眼轨迹控制中，不应忽略钻头各向异性的影响。     

曳引钢丝绳张力不均的原因及解决办法

为满足曳引条件的要求,比压有一定要求。比压小,摩擦力小,会引起钢丝绳打滑;比压过大,摩擦力过大也会加速绳槽的磨损。可见,绳槽中的比压将直接影响钢丝绳的磨损;比压与钢丝绳张力T,钢丝绳直径d,轮槽节径D及绳根数n有关。尽管有诸多因素影响绳槽和磨损,但实践证明,各钢丝绳张力不均匀将引起钢丝绳与曳引轮槽之间的比压不等,由上述公式可知,比压P与张力T成正比,且分力的径向力的大小与绳槽磨损程度成正比,而且是轮槽径向方向接触圆弧磨损的     

天然气水合物地层PCS取样扰动有限元仿真分析

针对天然气水合物地层钻进过程中,钻头扰动可能对井底和井周地层波速变化产生很大影响,从而导致难以通过钻探取心分析及测井获得天然气水合物地层准确信息的问题,借助有限元软件ANSYS/LS-DYNA,构建保压取心器(PCS)钻头钻进水合物地层的有限元模型,模拟PCS钻头钻进天然气水合物地层的动态过程,得到不同时刻的扰动形态,同时得到了钻压、转速分别与水合物地层扰动影响关系。研究结果表明:(1)当转速一定,钻压增大时,超前钻头附近井底地层及钻头附近井周地层扰动程度呈增大趋势;当钻压一定,转速增大时,超前钻头附近井底地层最大扰动程度基本不受转速改变的影响,而钻头附近井周地层最大扰动程度整体呈线性增大趋势。(2)钻压和转速一定时,钻进方向上井底地层距离超前钻头越近,其水合物地层扰动程度越强,反之则越弱,距离超前钻头0.09 m以内的井底地层扰动程度较大,在此范围之外的井底地层则扰动程度较小;同时径向上距离钻头体越近,其水合物地层扰动程度越强,反之则越弱;距离钻头体0.055 m以内的井周地层扰动程度较大,在此范围之外的井周地层则扰动程度较小。研究计算结果可为天然气水合物地层PCS取心分析及水合物测井提供参考。     

新型双折线绳槽结构设计与实验研究

为了适应超深矿井钢丝绳的多层缠绕和平稳过渡的需求，提出了一种新的层间过渡原理.设计了5层缠绕钢丝绳的绳槽，分析了绳槽主要结构参数选择范围和方法.根据钢丝绳平稳过渡条件，提出折线区圆心角的二次螺线计算方法.研究结果表明:绳槽间隙取0.03d~0.4d，绳槽深度取0.3d~0.5d， 上层钢丝绳的圈数比下层钢丝绳的圈数多2圈;新型双折线绳槽能够实现钢丝绳的多层缠绕和整齐排绳，根据二次螺线方法得到的折线区圆心角能够使钢丝绳在缠绕过程中无滑动现象.     

辐条式绳轮强度的研究

本文在详细分析了已有绳轮计算方法的基础上,建立了辐条式绳轮的力学模型,编制了有限元计算绳轮的专用程序,电算得到轮缘和轮辐的应力及变形规律。通过量纲分析和电子计算机正交试验,确定出影响绳轮强度的主要参数为:钢绳包角α、摩擦系数μ、轮辐数n、轮辐与轮缘的截面惯性矩比J_f/J_y,考虑到经济性和结构的力学特性,作者建议在绳轮设计中取n=10,J_f/J_y=0.2。     

新型双动双管钻具在松散、破碎地层的应用

本文重点介绍了新型双动双管钻具的工作原理以及在松散破碎地层的应用情况。经试验证明该钻具能有效地解决此类地层取心率低,钻头寿命短,进尺慢等问题,从而提高钻探质量。     

角接触球轴承打滑可靠性灵敏度分析

轴承打滑易造成轴承的早期失效,传统的轴承打滑分析方法认为轴承参数是确定的,而在实际工况中轴承参数具有随机性,从而造成较大的分析误差.针对此问题,考虑随机因素的影响,提出一个角接触球轴承打滑行为的可靠性分析模型.基于轴承拟静力学分析和试验打滑判据得到轴承的打滑临界平面,以轴承是否打滑为判别条件,建立轴承打滑的极限状态方程,采用Kriging方法进行了可靠性灵敏度分析,评价轴承各参数对打滑现象的影响程度.研究结果表明:轴承滚动体直径的变化对轴承打滑现象影响最大,轴承内、外圈沟道直径和曲率半径的变化对其影响次之,接触角的变化对其影响较小.该研究为防止轴承打滑引起早期失效提供理论依据.     

跨多能源勘探中随钻取心技术的应用

澳大利亚盖里里盆地的能源勘探以煤层气为主,兼探页岩气和常规油气,因地震资料不全,界面不清,取心井次较多,取心需兼顾3种不同能源的作业需求。通过优化井身结构,优选钻机,集中在216 mm井段进行随钻取心,经过3口井的实钻验证试验和3口井的推广应用,结果表明,随钻取心工具设计可靠,入井故障率低,不用起下钻换钻头,钻井时效提高80%～85%,机械钻速比使用常规PDC钻头低12%,单只钻头纯钻时间超过68 h,取心收获率超过91%,可在不同能源勘探取心作业中推广应用。     

金刚石钻头质量影响钻探成本的探讨

通过建立钻探成本数学模型,结合钻探现场实际情况,文中将金刚石钻头的机械钻速、使用寿命作为评价指标,对比分析深部绳索取心钻进中金刚石钻头质量在不同孔深、不同立根长度情况下对钻探成本的影响.所得结论对钻探生产实际中选用合理的金刚石钻头机械钻速和使用寿命,从而降低钻探成本具有重要的指导意义.     

含间隙四自由度系统混沌动力学分析

打滑极易引起轧机传动系统产生振动,是大多数轧机传动系统遭到异常损坏的主要因素。本文针对某厂轧机生产中出现的问题,考虑轧辊扁头、扁头套间隙和轧辊打滑状态,建立了该轧机主传动系统非线性动力学模型及数学模型,采用龙格库塔方法对系统动态响应进行数值计算,并利用MATLAB软件编程进行仿真分析,得到了系统的分岔图、相图和庞加莱截面。基于对模型和数值计算结果的分析,发现轧机打滑可能引起系统混沌现象。本文的研究成果可为控制和分析轧辊打滑提供重要的理论参考。     

摩托车无级变速器调速特性分析

针对雪橇摩托车V型橡胶带无级自动变速器起步打滑和调速困难的问题,通过对主动带轮的轴向受力仿真分析,发现了导致打滑现象出现的主要原因;采用双象限调速蹄块新结构,分析了双象限调速蹄块的调速特性。分析结果表明:双象限调速蹄块不仅可以有效地解决V型橡胶带无级自动变速器起步打滑的问题,提高无级变速系统的传动效率,同时也能较好地改善雪橇摩托车无级变速传动系统的调速特性。     

HC600型全液压动力头便携式钻机钻头优选与钻机高效利用

通过HC600型全液压动力头便携式钻机在天水六丈山铷矿普查项目、武都安房坝金矿普查项目、天水寺沟街金矿详查项目中进行NQ、BQ型金刚石绳索取心钻探的效果及国内钻头与国外钻头对比试验,总结了全液压动力头便携式钻机相对于立轴式钻机的优点、不足,提出全液压动力头便携式钻机在我国地质岩心钻机发展的趋向及优质钻头在岩心钻探高效施工的必选性。     

PDC钻头切削齿磨损规律的试验研究

根据摩擦与磨损原理，研究了两种齿形的ＰＤＣ钻头在不同钻井参数下钻进过程中进行简易取心时岩石的磨损状况，分析了切削齿的磨损速度与岩石的岩性、钻压以及转速的关系，并进一步确定了切削齿的磨损速度与磨损高度的关系。结果表明，钻头切削齿的磨损速度与钻压、转速成非线性关系，并且磨损速度受磨损高度的影响。根据试验结果，得出了钻头切削齿磨损速度的综合模式。     

张力辊打滑的机理及其防止措施

在分析张力辊打滑机理的基础上 ,对发电状态和电动状态的压辊受力进行了分析 ,给出了带钢不打滑的条件 ,确定了带钢不打滑的最大和最小张力值     

钢绳芯胶带部分芯绳断裂后芯绳张力分配计算机模拟

本文从复合材料结构力学理论出发.运用微机对钢绳芯胶带部分芯绳断裂后未断芯绳的张力分配,断裂芯绳的断口位移,胶带的安全系数,允许的断绳根数,CBM探头的合理结构等问题做了模拟研究。