贯通式潜孔锤反循环连续取心钻进提高岩心长度技术研究

作     者：谢含华 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：殷琨

授予年度：2007年

学科分类：081801[工学-矿产普查与勘探] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

主      题：贯通式潜孔锤 岩石钻凿 冲击载荷 球齿 楔形齿 

摘      要：贯通式潜孔锤反循环连续取心(样)钻进技术由吉林大学建设工程学院自主研发,是集潜孔锤碎岩、流体介质反循环、钻进中连续获取岩矿心(样)三项先进技术于一体的钻进技术。贯通式潜孔锤反循环连续取心(样)钻进技术是潜孔锤钻进技术的发展方向之一。 吉林大学建设工程学院已经顺利完成了地质调查局项目“西部复杂条件下高效钻探技术研究与开发,其工作内容为“贯通式取心(样)潜孔锤钻探技术在固体矿产勘探中的应用研究。本论文为“贯通式取心(样)潜孔锤钻探技术在固体矿产勘探中的应用研究项目的后续研究。 借助波动理论,凿岩理论等冲击钻进动力学理论,系统分析了冲击能量以应力波的形式在岩石中的传播机制以及岩石在动静载荷下的凿入特性;结合岩石断裂力学和岩石损伤力学等固体力学理论对冲击载荷下岩石动力学特性进行分析;借助有限元软件ANSYS对钻头齿和岩石作用机理进行数值模拟,运用数值模拟分析的结果,分析了影响取心长度的因素,对钻头结构进行了优化设计,对下一步进行冲击回转试验研究具有一定的指导意义。 为了研究冲击功、冲击频率、钻压、转速、钻头结构和齿形对碎岩效果及获取岩心长度的影响,揭示冲击回转的碎岩过程和机理,以及验证有限元分析的相关结果,特设计了模拟冲击回转碎岩的试验装置。