潛孔錘鉆頭沖擊鉆進的過程是一個高度非線性、大變形、破壞的過程。對這一復雜過程,目前主要是利用實驗方法來進行研究,致使鉆頭設備的開發與研制一直處于傳統的經驗或實驗模式下進行,設計與制造周期長、成本高,產品嚴重老化、缺乏市場競爭力。應用非線性顯式三維有限元求解程序ls-dyna3d,采用與巖石性質較接近的混凝土模型,對鉆頭硬質合金球齒沖擊混凝土板的過程進行仿真計算,討論不同球齒沖擊速度下混凝土的變形及破碎機理,分析球齒的沖擊力、侵入混凝土的速度、位移及沖擊力-鑿入深度曲線等,為研究鉆頭與脆性材料的作用過程及鉆頭的優化設計提供一種有效的分析方法。

針對gq89潛孔錘反循環鉆頭在河南鉬礦應用過程中出現的問題,對其進行了結構優化,并介紹了優化后的反循環鉆頭結構原理。利用fluent軟件對優化前、后的孔底流場進行了模擬分析,又借助有限元軟件對原鉆頭和優化鉆頭進行了應力應變分析。分析結果顯示:優化后的gq89潛孔錘反循環鉆頭性能得到大大提高。改進后的鉆頭實物在河南鉬礦進行實驗,取得了令人滿意的效果。

為實現在復雜地層用同步跟管鉆進工藝鉆鑿直徑較大的樁孔和水井,設計了一種氣動潛孔錘反循環跟管鉆進鉆頭。介紹了該鉆頭的結構組成、工作原理和設計特點。與常規設計相比,該新型鉆頭流道設計可以增強排渣效果,保持孔底干凈,減少重復破碎,提高鉆進效率;邊齒數量較多,耐磨損能力強,有利于提高使用壽命。

為了適應地下礦山高階段大直徑深孔采礦的需要,長沙礦山研究院、凡口鉛鋅礦、昆明冶金機械廠共同研制了cgw-150型高風壓潛孔沖擊器和鉆頭。1986年開始這項研究工作,1989年初投入現場工業試驗,到1990年先后在凡口礦的4個采場分別用加拿

針對φ89mm反循環鉆頭取心短且帶裙邊的問題,對其碎巖過程進行有限元軟件ansys數值模擬分析。根據分析結果提出合理設計方案,再對新鉆頭進行有限元數值分析,并與原設計進行對比分析,同時進行室內試驗驗證。結果表明,優化后的鉆頭取出的巖心較長、較完整且不帶裙邊,優化方案合理可行。

通過在陜西渭北地區水源井工程施工中的試驗成果,分析了氣動潛孔錘鉆進技術在基巖裂隙發育地區,大口徑水井施工中的應用方法及工藝參數,結合生產實踐對其使用效果、生產效率等方面,進行了總結并提出了鉆進過程中出現的問題及對策。

牙輪鉆頭和潛孔沖擊器都是用沖擊碎巖機理取代了金剛石鉆頭的磨削碎巖機理，體現了體積破碎的效果。開發推廣的關鍵在于加工質量和配套機具的研制。對今后巖心鉆探中的全面鉆進孔段的技術發展也有很大意義。

YQ_150A型潛孔鉆鉆頭及沖擊器前接頭的改進 (2)

YQ_150A型潛孔鉆鉆頭及沖擊器前接頭的改進

針對欒川鉬礦復雜地層勘探中所遇到的反循環形成難和形成不徹底的狀況,提出了貫通式反循環取樣鉆頭的改進方案,并且進行了現場試驗。試驗表明,改進后的鉆頭具有反循環效率高,鉆進速度快,巖礦心采取率達99%以上的特點。

介紹了空氣潛孔錘反循環鉆進技術,針對反循環鉆具中的鉆頭做了系統研究。空氣潛孔錘反循環鉆進技術是集欠平衡鉆進、沖擊回轉鉆進、潛孔錘反循環鉆進三種鉆進技術于一身的先進的鉆進工藝,在礦產開采方面已經成功應用。首次將引射原理應用到鉆頭結構設計上,根據引射角度不同設計出兩種不同類型的反循環鉆頭,并運用fluent流體工程仿真軟件對設計的鉆頭分別進行數值模擬,以獲得最優反循環鉆頭結構。對加工出的引射裝置進行試驗研究,試驗數據與仿真結果比較,二者基本吻合,驗證了仿真技術的可靠性。最后確定了適合空氣潛孔錘反循環鉆井使用的最佳反循環鉆頭結構,為其進一步應用開拓了廣泛的空間。

近鉆頭扭轉沖擊器破巖機理及應用_李瑋

介紹了潛孔錘反循環鉆頭改進設計的思想,運用cfd技術對鉆頭體內部流場進行了數值模擬與仿真分析。結果表明:卷吸作用與鉆頭體底部的噴射孔形成的反循環氣流共同作用,加強了反循環形成效果;且鉆頭體內部上返風速>15.24m/s,使巖芯得以順利地排至地表。設計加工了帶有不同傾角引射孔的鉆頭體模型,經實驗室驗證表明,當引射孔傾角為30°時形成的壓力最大。將加工出的鉆頭用于欒川鉬礦生產,鉆遇采空區時或穿過采空區后,反循環都正常形成,應用該技術共完成勘探孔66個,累計進尺>2500m,鉆進時效4.08m。

針對川東北地區尤其是元壩地區陸相下部地層常規鉆井機械鉆速低、單只鉆頭進尺少的難題,在元壩10井進行了"鉆頭扭轉沖擊器+pdc鉆頭"鉆井試驗,試驗井段3233.30～3503.82m,進尺270.52m,純鉆時間81.0h,平均機械鉆速3.34m/h,與同地層牙輪鉆頭鉆進相比機械鉆速提高3.04倍,與該井"螺桿+pdc鉆頭"復合鉆進相比機械鉆速提高2.59倍,pdc鉆頭工作壽命延長53h。試驗結果表明,鉆頭扭轉沖擊器配合pdc鉆頭鉆井可解決復雜地層鉆頭壽命不高和機械鉆速低的難題,拓寬了pdc鉆頭的應用范圍。介紹了鉆頭扭轉沖擊器的技術背景、工作原理、特點和技術參數及在元壩10井的試驗情況。

運用理論分析、數值模擬與實驗研究相結合的科學研究手段,對影響氣動貫通式潛孔錘反循環形成的鉆頭新增引射孔各參數、底噴孔各參數以及其它相關參數進行優化設計,得到一系列適合不同規格鉆頭的相關參數值及其回歸方程。運用visualbasic語言,將研究結論與專家的經驗總結匯合,編寫了鉆頭參數優選系統軟件。研究結論應用于生產試驗中取得令人滿意的結論,巖礦心采取率達到98%以上,反循環形成順利,巖礦心完整度好。參數優選系統的建立為該項硬巖鉆進技術的完善提供了參考性依據。

XL24HD大口徑潛孔錘在Beaver大壩排柱樁擋水墻施工中的應用

大口徑彎頭

使用PZ、CG型鉆頭施工大口徑深孔的實踐

如何合理、巧妙地選擇鉆頭與原有老設備配套來施工大口徑工程孔，具有現實意義。我們在使用ｔｓｊ１０００型水源鉆機鉆進通風孔、送料孔等大口徑深孔工程中取得了成功經驗，介紹如下。１　工程概況１．１　高平伯方煤礦通風孔設計口徑１０００ｍｍ，深度１５３ｍ。地層情況：０～２２ｍ為雜填土，２２～３８ｍ為泥質灰色砂巖，３８～４２ｍ為強、中風化花崗巖，４２～１５３ｍ為微風化花崗巖。１．２　朔黃鐵路寧武段送料通風孔設計沿隧道走向施工一大口徑深孔進行送料通風，孔徑８００ｍｍ，深度１２０ｍ。地層情況：０～６ｍ為填積層，６～１７ｍ為硬質耐火粘土，１７～２３ｍ為硅質灰巖，２３～１２０ｍ為玄武巖。２　施工技術２．１　設備、機

國外空氣潛孔錘鉆頭設計與效果

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