气动潜孔锤钻进井口密封除尘装置研发与应用

通过介绍气动潜孔锤钻进工艺的特点以及对环境、工人健康带来的污染和危害,说明了潜孔锤钻进时进行除尘密封的必要性,阐述了井口密封除尘装置的功能、结构、工作原理、密封原理、技术参数、试验效果。实验表明:研发的井口密封除尘装置能够很好地解决使用四方主动钻杆进行气动潜孔锤钻进时的粉尘污染问题,密封效果达95%以上。     

顶驱车载钻机空气潜孔锤钻进用低压防喷装置的研制

在空气潜孔锤钻进时,孔口安装防喷装置可将高速返出的粉尘或泥浆导离孔口,防止喷向工作台而污染孔口工作环境。综合考虑ZMK5530TZJ60型车载钻机孔口工作台结构特点、配套的斜坡钻杆外形特征、钻进工艺特点以及装卸操作环境等因素,设计了一款适用于顶驱车载钻机的空气潜孔锤钻进用低压防喷装置。该低压防喷装置具有结构简单、安装方便;通过胶芯与钻具之间的过盈实现孔口密封,密封胶芯补偿量大,可密封外径变化较大的斜坡钻杆;可在加接钻杆时更换密封胶芯;设置了2个导流口,上返流体在此压降变化小,有利于排渣的通畅等优点。现场试验表明,该低压防喷装置能够有效密封粉尘泄漏、明显改善孔口施工环境,达到了设计的目的。     

大直径反循环潜孔锤的密封方法与试验研究

可靠的密封结构是大直径反循环潜孔锤能够实现反循环钻进工艺的关键,同时也是大直径反循环潜孔锤设计的难点。现有的大直径反循环潜孔锤都是基于孔底钻具本体进行密封结构设计的。提出了一种孔底与孔口联合密封的方法,以该密封方法为设计原则研制了扩孔用710/311 mm集束式反循环潜孔锤与孔口密封装置,并配套127/70 mm双壁钻具进行了现场试验,取得了较好的连续反循环排渣效果,平均机械钻速为2.1 m/h,与常规牙轮钻头扩孔方法相比提高了2.6倍。试验结果表明孔底与孔口联合密封方法是可行的,值得进一步推广应用。     

大直径集束式潜孔锤反循环钻进技术研究

针对大直径集束式潜孔锤反循环钻进试验发现的问题,选型配套了大规格双壁钻杆,改进设计了大直径集束式反循环潜孔锤和孔口密封装置等关键装置。依托某大直径工程项目进行了现场试验,结果显示:大直径集束式潜孔锤反循环钻进平均机械钻速3.41 m/h,与同条件下大直径牙轮钻头正循环钻进相比,效率提高了3.2倍;与原大直径集束式潜孔锤反循环钻进相比,效率提高了60%。     

气动潜孔锤钻进技术在水文水井工程中的应用

介绍了气动潜孔锤钻进技术在水文水井工程施工中的实践经验,并对气动潜孔锤钻进技术的应用效果进行了分析.     

潜孔锤钻进孔口扑尘装置的研究与应用

潜孔锤钻进以压缩空气为循环介质,具有钻进速度快、成孔质量好等优点,但其排放的大量粉尘严重影响操作工人的健康,损坏设备,污染周边环境.孔口扑尘装置利用雾化水扑尘原理,能有效扑灭粉尘,加工简便.介绍了扑尘装置的原理、结构、工作过程及应用效果.     

欠平衡钻井技术在压裂井施工中的应用

本文对欠平衡钻井技术进行了简介。结合在铁法煤田进行的气动潜孔锤钻进试验,较为详细地介绍了空气钻井的各项技术要求,通过对气动潜孔锤钻进试验的分析,得出了在铁法煤田应用气动潜孔锤钻进技术目前存在的问题和今后应用该项技术需要注意的事项,为在铁法煤田应用气动潜孔锤钻进技术大力开发煤层气进行了探讨。     

气动潜孔锤取心钻进工艺问题的研究

分析了研究气动潜孔锤取心钻进方法的必要性;介绍了CX-120型气动潜孔锤取心钻具的结构、工作原理;结合该钻具,提出了依据地层情况,确定气动潜孔锤取心钻具结构性能、制定其钻进工艺和操作规程的方法.CX-120型气动潜孔锤取心钻探实践验证了研究内容的合理性,从而完善了气动潜孔锤取心钻进工艺技术.     

气动潜孔锤球齿碎岩机理研究

气动潜孔锤钻进技术作为一种高效钻进手段已普遍应用于各种工程孔钻进,为进一步促进该项技术的发展,深入研究潜孔锤球齿碎岩机理,是十分必要的。球齿碎岩过程是一个动态、非线性破坏过程,常规实验手段不能反映岩石内部应力变化和破坏过程。利用软件ANSYS／LS—DYNA对球齿冲击碎岩过程进行模拟仿真,并总结球齿碎岩机理,为设计潜孔锤钻头,优化钻进参数提供理论基础。由此机理指导设计的贯通式潜孔锤钻头在生产试验中取得良好的钻进效果。     

潜孔锤偏心跟管钻进在京珠高速公路边坡支护中的应用

在京珠高速公路K1 53～ 1 54地段边坡支护中 ,采用气动潜孔锤偏心跟管钻进进尺 80 0m ,解决了普通气动潜孔锤钻进成孔难的问题     

煤层上行抽采钻孔可拆式孔口密封器研制与应用

针对煤层上行抽采钻孔在孔口密封中存在的问题,研制了用于封堵孔口的可拆式密封器,并进行了现场应用。可拆式密封器利用橡胶套分割膨胀胶囊与水泥浆液,实现了膨胀胶囊的重复利用;通过膨胀胶囊内水压作用,对孔口裂隙进行压实封堵,避免了孔口漏浆问题。在现场开展了对比试验,结果表明,该装置有效避免了孔口漏气、漏浆现象,有效完成了钻孔密封,而膨胀胶囊则能重复利用;相比于现有的孔口封堵方式,该装置具有成本低廉、封堵效果好的优点,能够较好地满足上行抽采钻孔的孔口密封的需求,大幅降低了人员操作失误的可能性,该装置在上行煤层抽采钻孔的密封领域有较高的实用价值。     

空气潜孔锤孔底局部反循环封堵工具研究与应用

空气潜孔锤钻进工艺钻进效率是常规钻井工艺的10~20倍,对提高矿产资源勘探开发效率,促进贵州省经济发展具有重大意义。西南(贵州)喀斯特地区是全球最大的喀斯特连片分布区,碳酸盐岩地层分布广泛,溶洞及溶隙、裂隙发育,在使用空气潜孔锤钻进工艺钻进时,容易发生漏风现象,导致返渣困难,甚至发生卡钻、埋钻事故。双壁钻杆空气潜孔锤局部反循环钻进工艺可以有效解决喀斯特地区空气潜孔锤钻进工艺使用困难的问题,但该工艺使用的封堵工具极易磨损,限制了该工艺在深井钻探中的使用。本项目主要以双壁钻杆空气潜孔锤局部反循环封堵工具为对象,通过调整封堵工具结构,增加封堵环旋转性能等手段,对封堵环进行改良和优化设计,增加封堵工具的使用寿命,实现双壁钻杆空气潜孔锤局部反循环钻进工艺在深井钻探中的应用。     

矿用井下钻孔全封闭多级除尘装置研制与应用

针对煤矿瓦斯抽采钻孔施工过程中粉尘浓度大,污染工作环境和危害人员健康等问题,基于对现有钻孔除尘技术的研究,研制出一种矿用井下钻孔全封闭多级除尘装置。现场试验结果表明:全尘除尘效率为91.67%以上,呼吸性粉尘除尘效率为90.07%以上;该除尘装置具有除尘效果明显、密封性好、粉尘清灰方便、移动方便等优点。     

瓦斯抽采钻孔集成除尘系统设计与应用

 本文针对平顶山矿区突出煤矿井下瓦斯抽采钻孔工程量大,钻孔施工过程中产尘量大、除尘难度大的特点,系统分析了当前国内外孔口除尘技术研究现状,在现场实测研究钻孔施工过程中粉尘扩散、流动、沉降规律的基础上,开发设计高效钻孔孔口集成除尘装置,对进一步降低瓦斯抽采钻孔粉尘危害进行了探索。     

煤矿井下水文钻孔水瓦斯混合喷涌综合治理

在煤矿井下水文地质钻探施工过程中遇到水与瓦斯混合喷涌并严重威胁施工安全难题。先采用注浆法封堵失败。针对这样的难题,设计应用了3套装置——钻具防喷器、孔口柔性密封防喷器,水淹闭式水气分离器进行综合治理。效果明显。     

贵州岩溶疏干区浅层地热能地埋管施工技术

贵州省浅层地热能资源丰富,开发潜力巨大,但碳酸盐岩地层分布广、浅表岩溶裂隙极为发育,浅层地埋管施工难度大。以贵州仁怀妇幼保健院浅层地温中央空调地埋管工程为例,采用偏心潜孔锤跟管钻进、潜孔锤钻进、简便除尘器除尘、固结封堵和圆木封隔溶洞、提吊法下管等技术措施,解决了在由于溶蚀和断裂构造及河流深切割作用造成的局部岩溶发育以及地埋管埋置深度内无水的岩溶疏干区进行地埋管施工面临的松散浅表回填及岩溶软弱层成孔困难、全孔段无液面潜孔锤钻进粉尘污染环境、溶洞跑管(PE管)等技术难题,在保证了工程质量、安全的同时提高了施工效率,为类似工程提供了施工经验。     

履带钻机滑移式孔口装置设计

针对空气钻进方式煤尘大、严重影响施工环境且易引起煤尘爆炸事故的问题,为履带式钻机设计了一种滑移式孔口装置,安装简单、操作方便,可有效防止孔内瓦斯与煤尘逸出,改善施工环境,提高了现场施工的安全性。     

Study on dust control performance of a hammer drill bit

A computational fluid dynamics (CFD) study was conducted to investigate the effect of several important factors on the dust control performance of a down-the-hole (DTH) air hammer drill bit for reverse circulation drilling in mines. It was shown that an increasing number of suction nozzles or inclination angles of suction nozzles was advantageous to improve dust control performance of the drill bit. Lowering the location of suction nozzles in the drill bit body is another way to increase its ability to control dust. There exists a critical diameter of suction nozzles for dust control performance. A series of experimental tests in the laboratory were carried out to validate the results of CFD modelling. It was shown that the CFD simulation results were in good agreement with experimental data. A prototype of the drill bit was built for testing in laboratory experiments. The same prototype was field-tested by drilling vertically downward exploration boreholes in one of the largest Molybdenum Ore Districts in Luanchuan of Henan Province, China. Field test results indicate that the modified drill bit could control drilling dust effectively. No cuttings escaped from the borehole when it was used for downward drilling. The DTH air hammer drill bit has not been tested for drilling a vertically upward hole, and therefore, future studies are required to improve the suction capacity of the drill bit for drilling vertically upward holes.