关于改进钻杆柱连接机构之我见

本文主要就钻杆柱连接部位之结构提高连接部位强度和密封性能之间的关系作一些探讨。多年的生产实践表明,钻杆柱的折断和泄漏主要发生在连接部位。引起折断的原因主要是应力集中和疲劳损伤,泄漏则是由于密封部位强度低,易变形、胀裂。上述现象的产生。很大程度上是由于连接机构的结构存在缺陷所致。只有改进连接机构的结构。才能使钻杆柱     

铝合金钻杆尺寸与缺陷自动化检测装置的研制

为了填补我国铝合金钻杆检测技术与装备的空白,作者设计了铝合金钻杆尺寸与缺陷自动化检测装置,该装置由底架机构、支撑机构、测量机构、视频检测机构电控柜和操作台等部分组成。底架机构是铝合金钻杆检测装置的整体支撑机构,在承受钻杆重量的同时还要保证支撑机构、测量机构和视频检测机构的平稳运行;支撑机构是铝合金钻杆的支撑和动力机构,在钻杆检测过程中主要起到承载钻杆、带动钻杆沿轴向平移和转动的作用;测量机构用来测量铝合金钻杆外形尺寸,可测量钻杆不同点位的外径和壁厚;视频检测机构则用来观察铝合金钻杆,以判断钻杆内表面是否存在缺陷。配合电控柜和操作台,便可以实现铝合金钻杆直径、壁厚和内腔表面质量的自动化检测。     

瓦斯抽采用钻杆摩擦焊接自动化技术

针对煤矿井下瓦斯抽采钻杆需求量大、钻杆摩擦焊接加工自动化程度低、劳动强度大、工作效率低并存在一定的安全隐患问题,设计采用工业机器人及分料机构实现钻杆摩擦焊接自动化生产.结合生产现场已有布局,综合考虑工作空间、有效负载、运动精度等基本参数,选取了合适的工业机器人.根据钻杆的特点及存放方式,设计了三轴提升机构的硬件和软件系统,实现了对集中存放钻杆的分料功能,方便机器人夹取;并将摩擦焊机、工业机器人和三轴提升机构的控制系统进行了集成.     

螺旋式煤炭采样装置螺旋钻杆疲劳强度分析

 研究了螺旋式煤炭采样装置原理,建立了采样装置结构模型。针对采样装置中的螺旋钻杆建立了有限元模型,并将模型在ANSYS中作了虚拟疲劳仿真分析,得到了该螺旋钻杆的预测疲劳寿命、寿命安全系数及危险部位等信息。从而可以快速判断该零件的受力、可靠性及疲劳寿命等情况, 为进一步对类似螺旋钻杆的设计和结构优化提供了相关的参考依据,并且对预测目前服役中螺旋钻杆的剩余寿命有着重要的作用。     

基于路径规划的大容量钻杆自动输送系统研究

针对现有煤矿钻机钻杆自动输送系统容量小,需要人工频繁补充钻杆的问题,开发了大容量钻杆自动输送系统。以钻杆一般输送路径规划和多列多层钻杆起点归一化方法为基础,结合ZYWL全方位自动钻机总体结构方案,利用钻杆箱侧下方的空间,设计了升降输送路径方案,降低了钻机整体高度。基于路径方案设计了钻杆箱、转运器、主机械手和副机械手等执行机构,并根据具体结构对输送路径进行了适应性调整,避免了输送装置与钻机主机结构发生运动干涉。理论验算与样机试验表明,大容量钻杆自动输送系统路径设置合理,可准确实现钻杆的自动输送。     

折叠式定向钻机辅助上钻杆装置设计

为降低定向钻机施工时工人劳动强度并提高定向钻机上钻杆自动化水平,设计了一种折叠式辅助上钻杆装置。该辅助上钻杆装置采用模块化设计,将钻杆箱、钻杆架、滑动架等机构集成于一体,工作时钻杆在辅助上杆装置推杆机构、升降机构、滑动机构的共同作用下被送至预定位置,并实现辅助上钻杆功能。在非工作状态下,钻杆架向下翻转可有效减少整机宽度,方便转场运输。样机测试表明：辅助上钻杆装置可满足定向钻机上钻杆功能并有效降低工人劳动强度。     

煤矿钻探用钻杆疲劳寿命预测研究

目前矿用钻杆在煤矿井下施工疲劳寿命预测困难,无报废标准和报废依据,导致煤矿井下钻杆断裂事故频发,严重影响煤矿井下勘探钻孔、瓦斯抽采钻孔、探放水钻孔的施工安全和施工进度。矿用钻杆的工况条件复杂,基于弹塑性力学无法对钻杆疲劳寿命、断裂失效原因、结构工艺的优化提高进行可靠研究;通过综合钻杆所受到转矩、弯矩、轴向力以及井壁的约束作用力等复合载荷条件建立钻杆约束模型,提出基于断裂力学和损伤力学、运用解析法和有限元分析方法对钻杆的疲劳寿命进行研究,并基于研发的钻杆动态性能试验系统对钻杆的疲劳寿命进行试验,提出矿用钻杆疲劳寿命预测研究方法,为钻探施工和钻杆的设计提供依据。结果表明:按照现有钻杆杆体、螺纹的加工工艺,73型钻杆在转矩4 000 N·m,施工钻孔终孔直径为96 mm时,通过钻杆动态性能试验系统对钻杆的疲劳寿命进行试验,钻杆的疲劳寿命为5.32×10~5～4.78×10~5转,疲劳寿命与所建立的钻杆疲劳寿命预测模型一致,钻杆疲劳寿命最小位置在公螺纹处,杆体在受到1 mm以下划痕对钻杆整体疲劳寿命无影响。     

助排渣耐高压螺旋熔覆棱钻杆的改进

根据对螺旋钻进工艺及相关钻具的研究,研制了一种新型的助排渣耐高压螺旋熔覆棱钻杆。该钻杆既保留了普通螺旋钻杆的优点,高压密闭装置又增强了钻杆的密闭性,熔覆棱提高了钻杆的整体耐磨性,使其具有助排渣、防卡钻、耐高压、使用寿命长的特点,是一款非常适用于软岩层深孔钻进技术的井下瓦斯抽采钻杆。钻杆加工制造工艺先进合理,试验效果良好,研制成果达到国内先进水平,具有广阔的市场前景和良好的经济效益。     

卡夹式打捞钻头及打捞工艺

针对丝锥打捞存在不易造扣和套铣打捞在对深孔、复杂轨迹孔及下行孔进行打捞时无法卡住孔内断落钻杆等问题,设计了2种卡夹式打捞钻头;介绍了卡瓦夹持式打捞钻头结构及特点,叙述了卡夹式打捞工艺流程,给出了卡夹式打捞钻头卡紧钻杆的条件。     

刻槽钻杆在东峰煤矿的应用

在煤矿掘进过程中,要求"有掘必探,先探后掘",普通光面钻杆在遇松软煤层、无碳柱等地质条件时,钻孔深部在地应力、瓦斯压力以及钻杆扰动力的作用下容易卡钻,极易发生丢钻杆现象,致使探测工作无法进行,间接影响工作面的掘进,针对这种情况,研制了小直径加长刻槽钻杆,通过矿方试用,有效解决了掘进过程中的钻探问题.