十二位置标定法在钻孔测斜仪校正中的应用

磁性钻孔测斜仪所使用的磁传感器和加速度传感器由于自身特性的差异以及生产装配的原因,给传感器输出带来了误差,造成测斜仪顶角和方位角计算出现偏差。为此采用了一种十二位置标定方法,依靠垂直方向的地磁场分量和重力加速度,对磁传感器和加速度传感器的三轴零位偏差、灵敏度误差和安装误差进行了校正。校正前后的对比实验显示:测斜仪顶角均方误差由0.5°减小为0.06°,方位角均方误差由校正前的21.75°减小到0.82°,表明该方法校正效果明显,可以满足测斜仪工程化应用的要求。     

钻杆通信电路模型与仿真方法研究

通信钻杆是随钻测斜仪通信系统的关键部件,利用通信钻杆与同轴电缆的相似性,建立其电路模型,并且计算模型中的参数RLCG;然后利用PSpice软件对通信钻杆的电路模型进行了仿真。形成了特制通信钻杆电气特性分析的一般性方法,为随钻测斜仪通信系统的设计提供了重要的依据。     

介绍一种绳钻测斜方法

在使用普通金刚石钻进非磁性矿体时,一般采用钢丝绞车把罗盘测斜仪(以下同)送入钻孔内测斜,或者把测斜仪接到钻杆上,用钻杆把测斜仪送入钻孔内进行测斜。采用S75mm绳索取心钻进后,我们根据绳钻取心打捞内管原理,设计了一个测斜专用接手,用此接手连接测筒,利用绳钻绞车和打捞器将测斜仪送入钻孔裸孔段进行测斜,解决了绳索取心钻进不提     

钻杆直径及钻进速度对钻屑量影响试验研究

钻杆直径和钻进速度不统一造成钻屑量差异显著,使得现场钻屑量指标测定准确性无法保证。考虑深部开采条件下水平地应力作用不可忽略,建立了钻孔周围平面应变力学模型,引入有效应力推导得到单位长度钻屑量理论公式,经与现场钻屑量对比分析,验证了理论公式正确性,提出现场钻杆直径42 mm为宜。利用自主研制的三维应力煤体钻屑量检测试验装置,进行了不同钻杆直径及钻进速度钻屑量试验,得到钻杆直径及钻进速度与钻屑量间关系规律。结果表明:钻杆直径由12 mm增加至18 mm时,钻屑量均值和极大值均随钻杆直径增加而增大,均呈抛物线规律递增。对钻屑量均值与理论值进行对比分析,确定最优钻杆直径为16 mm。基于最优钻杆直径,钻进速度为2,2.5,3,3.5 mm/s时,钻屑量极大值为10.8,11.6,12.3,13.0 g,增加了7.4%,6.0%,5.7%,其增加幅度逐渐减小;同时钻屑量均值分别为9.34,10.14,10.8,11.20 g,增加了8.57%,6.51%和3.70%,呈幂函数递增规律。利用钻屑量指标法预测煤矿动力灾害时,应统一设定钻进速度及钻杆直径尺寸,提高预测准确性和可靠性。     

矿用测斜仪数据采集系统设计

设计了一种基于PNI公司的磁感式传感器和MEMS加速度传感器的矿用钻孔测斜仪数据采集系统。论述了系统总体的结构,重点测斜仪对数据采集系统进行了研究,给出了利用磁感式传感器和MEMS加速度传感器融合的方法来测得地球磁场信息和重力场信息的方法,为测斜仪后续计算姿态信息和误差补偿奠定了良好的基础。设计的数据采集系统具有体积小、功耗低、可靠性高,成本低等特点,满足测斜仪数据采集系统要求。     

扩张式随钻扩孔器扩孔机构流场分析与优化

随钻扩孔是大洋钻探跟管钻进工艺的关键技术环节,扩张式随钻扩孔器通过压差控制刀翼的张开和闭拢,扩孔率大,可有效实现套管跟管钻进。设计了悬臂式扩孔器,采用偏置式喷射孔布置对刀翼进行冲刷,运用计算流体力学理论,采用标准k-ε湍流模型,对喷射孔在不同角度和直径下的流场进行模拟分析。模拟结果表明:作用于扩孔刀翼切削齿的流体速度和动压力受喷射孔角度、直径和环空钻井液综合影响;随着喷射孔角度α从40°递增至90°,作用于切削齿的流体速度呈类余弦曲线变化;随着喷射孔直径d从4 mm增大到10 mm,作用于切削齿的流体速度和动压力呈抛物线型变化;综合考虑冲刷效果、加工性能和喷射流体与环空钻井液的相互作用,优选α=70°、d=8 mm。陆地试验和浅海试验证明,扩张式随钻扩孔器结构功能可行,扩孔尺寸满足套管正常跟管钻进需求,优选的喷射孔角度和直径可对刀翼形成良好冲刷,有效防止泥包产生。研究成果可为大洋钻探不同规格的随钻扩孔器设计提供参考依据。     

基于RBF神经网络凿岩台车钻臂逆解分析

凿岩台车钻臂运动学逆解是钻臂轨迹规划的关键，采用人工神经网络是实现钻臂运动学逆解的有效途径。通过D-H法对钻臂进行正运动学分析，建立各级连杆坐标系，求解钻头位置相对于钻臂底座的位姿关系矩阵，基于蒙特卡洛法利用MATLAB计算出钻臂工作空间及掌子面覆盖范围，采用RBF神经网络逼近钻臂姿态与钻头位置的复杂映射关系，利用梯度下降法计算构建神经网络参数，完成钻臂逆解。结果表明：RBF神经网络计算转动关节角度最大误差为0.082°，误差均方根为0.007 2，最大误差占比为0.91%；伸缩关节位移最大误差为1.07 mm，误差均方根为0.083，最大误差占比为0.042%，能够较为精准地计算凿岩台车钻臂逆解，为规划钻臂轨迹实现自动化与智能化凿岩提供理论基础。     

KDJ-1型磁性定向仪

KDJ-1型磁性定向仪，是采用罗盘磁针式测斜仪，对孔底定向工具及孔底直接定向方法等结合设计的直接定向仪器，即用测斜仪可直接测定孔内定向标记方向。该仪器采用了简易和经济的办法解决了直孔定向问题。一、用 途KDJ-1型磁性定向仪适用于非磁性矿区，直径56mm以上钻孔连续作用造斜器、偏心楔以及孔底动力钻具（螺杆钻，涡轮钻）的测斜定向。该仪器一次下井测量可同时测得钻孔方位角，顶角和造斜工具面向角三个参数。特别适用于解决钻孔顶角小于3°时的测斜定向，但也用于钻孔顶角大于3°时的测斜定向。该     

深井随钻扩眼钻柱动力学分析及钻井参数优选

随钻扩眼技术存在着钻柱动力学稳定性差、扩眼效果不理想等问题。为了解钻压、转速对大斜度小井眼随钻扩眼钻井中的影响,基于有限元分析方法,通过模拟双中心钻头随钻扩眼作业过程(将?149.2mm大斜度井眼扩至?170mm井眼),建立了适合大斜度小井眼随钻扩眼钻柱动力学分析模型,模拟了不同钻压、转速下全钻柱关键位置处钻杆运动状态、扭转角速度、有效应力随时间的变化,据此优化现场随钻扩眼作业中的钻压和转速,为随钻扩眼措施的制定提供理论支持。     

矿用低功耗随钻轨迹测量仪

设计了一种基于磁感传感器和MEMS加速度传感器的矿用随钻轨迹测量仪,重点论述了轨迹仪测量单元的设计,给出了利用磁传感器和加速度传感器测量地球磁场和重力场的测量方案。对仪器低功耗模式进行了研究,论述了采用实时时钟芯片对单片机校时的设计方案。通过精度检测试验和应用实例,证明了随钻轨迹测量仪具有精度高、功耗低、体积小的特点,完全满足实际钻探工艺中对钻孔轨迹测量的要求。     

Φ63.5 mm螺旋钻杆随钻定向测量系统

研制了外径63.5 mm的螺旋钻杆随钻定向测量系统。该系统的测量探管通过中心通缆式钻杆与孔口的防爆计算机相连,由井下交流127 V为测量探管及孔口防爆计算机供电,测量数据由数字载波信号通过通缆钻杆实时传送给孔口的防爆计算机,实现数据实时显示、存储和图形绘制。性能测试表明系统可满足煤矿井下较小孔径探放水孔或瓦斯抽放孔施工中的定向钻进要求。     

一种新型随钻轨迹仪的研制

针对现有随钻轨迹仪工作时间短、需人工同步、"数钻杆"记录钻孔深度不足等问题,采用深度实时测量技术、电源智能管理技术和数据自动同步与成图等关键技术,研制了新型随钻轨迹仪。该仪器由直线位移传感器、压力传感器、霍尔开关等组成,具有钻孔深度自动测量、电源智能管理、测量数据与深度自动匹配等功能。试验结果表明:新型钻孔轨迹仪工作稳定可靠、无需人工干预、工作时间长、生产效率高。     

电缆湿接头在小口径定向孔中的应用

小口径地质勘探不断向深部发展,受地层条件、孔内事故和孔斜要求等因素影响,很多钻孔需要定向钻进施工。而小口径钻孔一般采用50、60 mm钻具无法满足随钻仪器的下入要求。通过技术攻关及数次现场试验和改进,研制成功了一套小直径电缆湿接头,较好地解决了小通孔钻杆随钻受控定向钻进的关键技术及难点。具体方案为:把测量探管和传输电缆分开,定向测量探管事先与钻具连接,随钻具下放到预定深度,电缆连接信号上接头由钻杆内腔下入,与探管顶部的信号下接头在钻井液中实现电气连接和信号传输,完成定向作业。该方法在国投新集杨村煤矿DF33断层地面探测及注浆工程和莲塘李井田煤炭勘探中进行了试验并成功应用。具有一定的推广应用价值。     

成都探矿工艺研究所CQ系列磁球测斜仪

1用途在工程钻探施工中,钻孔倾角、方位角的量测是钻孔质量的重要指标,尤其在定向钻孔和高垂直度钻孔中,其测斜工作显得尤为重要。GQ系列磁球测斜仪可用于非磁性钻孔段测量钻孔的倾角和方位角,以及孔内定向标记的方向。2结构特点序号名称型号主要技术指标主要特点主要用途1磁球定向单点测斜仪CQ-1外径:Φ40、Φ50顶角:0～100°,精度±0.5°方位角:0～360°,精度±2°使用温度:-10°～+50℃耐水压:3MPa采用两个同心球面上动点与静点在几何空间的经纬关系设计的浮动偏重磁球为测量敏感元件,机械钟或电子钟     

一种随钻测井旋转定位模块设计

随着油田水平井开发数量的逐年递增,水平井开发技术的研究也越来越深入,特别近年来旋转导向工具的引进,水平井开发水平大幅度提升。旋转定位模块是旋转导向工具方位伽马测量短节重要模块之一。采用MEMS微机电技术和DSP技术,选择基于MEMS技术的双轴加速度计,仅采集轴切向加速度数据,有效避免因仪器高速旋转对重力加速度测量的影响,DSP负责通讯、存储、控制等,并通过相关算法计算MEMS传感器所处扇区,实现了传感器实时定位,解决了随钻方位伽马旋转测量难题。     

重庆分院机电研究所产品简介

ZY100—150型全液压钻机其特点是带液压卡盘及液压夹持器,可机械化上下钻杆,两级速度,一次锚固可打多个扇形孔,提高生产率。钻孔深度100～150m,开孔直径85、115mm,终孔直径65、75mm,倾角0°±90°,输出转矩200、530N·m,给进速度0～0.94m/min、8～10m/min,功率15kW。 ZY—50型全液压钻机该机根据动力头结构形式不同,分两种机型,一是摆线马达动力头ZYB—50型,二是中空马达动力头     

存储式煤层气原位探测系统设计及试验

基于煤层气压裂工艺的需要,设计了一种存储式煤层气原位探测系统,系统由测量探头及上位机软件组成。在钻取煤层气开采孔的过程中,测量探头与钻杆相连接,随钻杆实时采集不同深度、不同位置处的煤层气浓度,采集到的数据实时存储到SD卡内。采集完成后将SD卡取出,通过上位机软件读取、处理及显示煤层气浓度数据。测试系统加工完成后进行了室内试验,试验结果表明探测系统的稳定性及精度均可满足实际工程项目的使用需求。     

液压随钻扩孔器的研制

针对现有液压随钻扩孔器工作时出现的刀翼不能正常收回、振动剧烈等问题,设计制造出了一套新型液压随钻扩孔器.扩孔器设计锁紧机构,当刀翼张开后,能够将其锁住,减轻扩孔时的振动;采用投球憋压与弹簧回收结合的方式,能够有效地保证刀翼的回收.扩孔器设计直径124 mm,能够扩孔的最大直径为270 mm.本文从结构与工作原理上对该扩...     

板束角对激光甲烷传感器检测精度的影响

为了研究板束角变化对激光甲烷传感器检测精度的影响,采用浓度为2.00%的标准气体作为待测气体,设计18次实验,对不同板束角下激光甲烷传感器的检测误差进行了测定,经过数据分析发现,板束角在5°~75°区间时,激光甲烷传感器的测定误差具有下降趋势,板束角在89°~90°区间时,传感器测定误差具有上升趋势;板束角在75°~80°区间时,传感器测定误差最低,维持在0.04%。     

萨尔西涅金矿使用Montabert液压钻车一个钻程钻孔12米

法国奥德省萨尔西涅金矿,最近在露天开采中,使用一个钻程钻孔12米的液压钻车。这种钻车由蒙塔贝公司设计和制造,装在Cat235型挖掘机的底盘上。有一个钻臂,其伸缩长度为1.5米。钻臂上安装有液压马达滑架和GCT19型链条,可安装长6.1米、直径45毫米钻杆2根(螺纹连接,无连接器)。滑架可回转90°,以使司机室内钻孔工有良好的视线。使用第三代HC120 ER型液压凿岩机,在萨尔西涅金矿钻凿一个直径89毫米、深12米的炮孔,约需6分钟。钻车上有一台压风机供应湿风清扫炮