煤层气车载钻机配套换杆装置的研制及应用

目前,煤层气车载钻机换杆大多采用人工辅助的方式,效率较低,且存在安全隐患。为提高换杆效率和操作安全性,开发了HG-2型换杆装置,该装置由车载钻机提供液压动力源,简化了结构并降低了使用成本;利用提升架完成钻具从地面到换杆装置平台的转运,工人劳动强度低;夹持器具有2个方向的浮动功能,保证拧卸钻杆时螺纹不受损伤。该换杆装置在晋城配合车载钻机完成了现场试验,满足钻杆及钻铤的换杆需求,提高了换杆效率,降低劳动强度的同时提高了安全性能。     

GZ—160型三杆回转式钻机的改造

为了适应抚顺西露天矿矿大坑深地质构造较为复杂的特点，解决GZ－160A型钻孔深度不能一次到位的难题，对钻机进行局部改造，加长钻杆，提高钻进效率。GZ－160A型钻机接卸杆机构的转动臂只能带一根长8．5m的副杆，主钻杆长9．2m，钻头长0．325m，总钻具长18．25m，设计钻孔深度17．5m，实际钻孔深度16．5m。为满足台阶并段后22m钻孔深度的需要，最简单的办法是增加一根8．5m的副杆。这样就使得钻具总长度和总重量增加，随之而来的问题，对原单环式接卸杆转动臂要改造。钻孔加深，接卸杆电动机、回转电动机的功率和排渣阻力增大，操作风压…     

煤矿救援钻机换杆系统研制及应用

煤矿救援钻机在大直径救援孔施工中需要进行大量换杆作业。针对传统溜槽式换杆机构存在劳动强度大、安全性差、工作效率低等问题,研究适用于常规钻具的钻杆运移和快速存取方法。设计举升式钻杆运移装置和自动排杆装置,实现钻杆在钻杆箱与井口平台间的往返输送和自动排放;采用电液远程控制系统完成钻机换杆作业的远程控制,最终形成一套适用于地面救援孔钻进的煤矿救援钻机换杆系统。结构力学分析及现场工业性应用表明,换杆系统可实现钻机换杆作业由人力参与向人工控制的转变,减轻了工人劳动强度、提高了安全操作水平,提高了起下钻效率,为救援孔快速施工提供了装备保障。     

钻机机械手自动换杆装置的设计

介绍了井下自动换杆装置的组成结构,自动换杆装置的工作过程和原理,并对机械手旋转装置和钻杆仓的设计结构进行了详细说明,钻杆仓采用双棘轮机构进行控制,大大地提高了定位精度。同时钻杆仓采用能安装2种钻杆的设计,提高了设备的使用效率。在实际应用中取得了较好的效果。     

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。     

高强度本体刻槽三棱钻杆的优化设计

根据对螺旋钻进工艺及相关钻具的研究,作者研制了一种新型钻杆。该钻杆结合了普通三棱钻杆、螺旋钻杆、宽叶片钻杆(俗称肋骨钻杆)及相关钻具的结构优势,具有特殊结构的螺旋凹槽,使其能够既满足钻孔施工时持续排渣,局部突出时又能将大量煤渣排出的功能,是一款非常适用于深孔钻进技术的井下瓦斯抽采钻杆。     

掩护支架六杆机构

分析了液压支架采用六杆机构后的特性。对支架各构件进行力学分析，并以一种架型对六杆机构支架的力平衡区加以分析说明。     

换杆装置夹持器的有限元分析及优化

换杆装置是车载钻机的主要配套装备,夹持器是换杆装置的关键部件之一,夹紧钻杆同时配合其他工作机构完成钻杆的推送、俯仰、上卸扣等动作,其性能的好坏直接影响到上下钻杆的效率。根据其功能要求,对设计方案进行有限元分析和优化,分析结果显示最大应力点出现在支撑臂与油缸连接的销孔处,通过支撑臂局部加厚和加肋板的方法来提高薄弱点结构强度,经有限元分析验证,支撑臂结构强度满足结构使用要求。     

国外专利简介

深孔钻进过程试验台钻进过程试验台由模拟深孔的透明管、模拟孔底的杯形件、带砧头的钻杆、钻杆的轴向推进机构、给钻具输送冲洗介质的     

动力水接头式岩心钻机

近几年来,美、英、瑞典、加拿大等国研制出动力水接头式岩心钻机,并成功地应用于中深度金刚石岩心钻进。这类钻机,打破了传统钻机的结构型式,从结构原理上进行了革新,更适应金刚石钻进工艺的要求。动力水接头式岩心钻机取消了立轴,用液压马达驱动一个可沿导向架移动的回转器—动力水接头。实现了钻具转速的无级调节和长行程不倒杆钻进,动力水接头与孔口处轻便的钻杆夹持器相配合,可实现扭卸管机     

露天矿用钻机“智能化”自动接卸杆装置

"智能化"钻机,能够自动采集数据、判别钻机运行状态,自动完成接卸钻杆的全部动作流程,增加钻杆总长度,满足深孔穿凿的工作条件,分析了自动接卸钻杆装置的结构以及工作流程。现场的试验结果表明:该智能接卸杆装置工作智能且可靠,对"智能化"钻机的发展和建设"智慧矿山"将起到极大的促进作用。     

基于应变测量的深孔凿岩防偏控制研究

深孔凿岩钻杆偏斜率是影响凿岩效果的重要的参数,通过对凿岩钻杆偏斜工况的研究,提出安装孔底应变传感器对深孔凿岩钻具的受力情况进行实时监测,从而及时感知钻杆发生偏斜的征兆信号,通过凿岩铅杆防偏控制模块及时调整凿岩工作参数达到防止偏斜的目的。     

坑道钻机换杆装置设计

随着自动化技术在煤矿的应用,国内中大型煤矿开始使用自动化坑道钻机进行施工作业。换杆装置作为自动化坑道钻机的重要组成部分,主要作用为抓取钻杆,并与其他部件配合实现钻杆上卸扣,其结构合理性直接影响自动化钻机的使用效果和运行效率。对换杆装置的钻杆平台和换杆机械手进行设计,并对机械手在结构自身重力及钻杆重力下进行有限元仿真分析。结果表明,机械手中心与夹持器中心的偏差满足设计要求,能够保证钻杆准确输送。最终通过样机试验验证了设计及仿真的正确性,为煤矿井下坑道钻机换杆装置设计提供了新的解决方法。     

JD直连式深孔绳索取心钻杆的研制与应用

根据深部找矿的需要,立足于我国目前钻探设备现状和材料冶炼及机械加工水平,通过对钻杆选材、结构、制造工艺的创新,研制了一种两端镦粗后整体热处理再车螺纹的新型深孔绳索取心钻杆及配套钻具,经使用,效果达到了设计要求。     

水平钻进中单向阀的应用

大柳塔水平辐射孔钻探中,发生多次烧钻事故。其原因,当停钻加杆时,冲洗液沿钻具钻杆向外流,携带砂子进入钻具而发生淤塞,再开泵时水路不通。为了克服钻杆中因停钻回水淤塞钻杆的问题,在靠近钻具的钻杆接头上加了单向节流阀,防止了回水,解决了钻具钻杆淤塞问题。     

牙轮穿孔时稳杆效果的综合评价

爆破孔牙轮钻进的特点是钻进过程中通常伴随有极强烈的振动,因而,钻机的工作机构承受巨大的静载荷和动载荷。在牙轮钻头上端或钻杆之间加稳杆器稳定钻杆是降低这种载荷的方法之一。很久以来,在深孔钻进中就已采用稳杆措施防止孔斜。也应指出,采用稳杆器降低穿孔成本外,也能使穿孔速度平均提高     

ZY45LK型自动化连续换杆车研制

针对大功率自动化定向钻机配套钻杆质量大、钻杆仓储存钻杆数量有限、工人装填钻杆劳动强度大、作业效率低的问题,研制了一款移动灵活、携杆量大、巷道适应性强、上/卸钻杆效率高的ZY45LK型自动化连续换杆车,并对换杆车的钻杆箱、上杆装置、操作台等关键技术及工作流程进行了研究。结果表明,换杆车结构设计合理,电液控制系统稳定可靠,大幅提高了大功率自动化定向钻机连续上/卸钻杆的施工效率,为进一步提高钻探装备的自动化、智能化水平提供可靠的装备保障。     

螺旋式锚固钻机自动换杆装置与控制系统的方案设计

针对现有螺旋式锚固钻机操作复杂、钻进效率低、工人劳动强度大等问题,在分析国内外已有自动换杆装置的基础上,提出了一种适用于螺旋式锚固钻机的自动换杆装置设计方案。该自动换钻杆装置由钻杆存储库、抓取机械手、钻进系统3部分组成。分别对钻杆存储库、抓取机械手及钻进系统进行了方案设计,并对整体装置的控制系统进行了介绍。整套装置运行不需要人工干预,自动化程度高,解决了工人劳动强度大、钻进效率低的问题。     

煤矿用钻杆疲劳寿命试验系统的研究与设计

为了满足目前煤矿井下瓦斯抽采、探放水以及地质探测等钻孔施工大孔深、大直径的需要,施工工艺对钻具使用寿命与质量提出更高的要求,其最大工作扭矩已经超过20000 Nm,现有煤矿井下钻杆质量与疲劳寿命缺乏有效的检验检测手段,钻具没有报废标准,导致煤矿井下钻孔施工事故频发。基于钻杆质量检测与钻具疲劳寿命研究需要,研制了一种煤矿用大扭矩钻杆疲劳寿命试验系统,最大扭矩达25000 Nm,可模拟矿用钻杆在施工条件下的扭矩、推进力、径向位移等载荷与约束,为钻具质量检测和疲劳寿命研究提供一种方法。     

S75-SF中深孔绳索取心钻具结构及应用

随着中深孔地质岩心钻探工作量的大幅增长,不仅对绳索取心钻柱提出了严格要求,对绳索取心钻具的功能和可靠性要求也越来越高。S75-SF绳索取心钻具采用了双弹卡结构,增强了悬挂机构的安全性,提高了内管总成的投放和打捞速度,减轻了孔内冲洗液压力波动,在正常钻进时可降低泥浆泵压力损失,有利于复杂地层孔壁稳定。内管总成机构与内岩心管采用插接的连接方式,拆卸方便,便于钻探施工人员采取岩心。该钻具在施工中效果良好,减轻了工人的劳动强度,提高了施工效率,可满足中深孔绳索取心钻探施工要求。