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反循环气动潜孔锤进气端分流引射接头设计及结构参数分析

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世界地质 2024年第2期43卷 299-307页

作者：李苓豪王清岩范黎明盛洁钟蔚岭吉林大学建设工程学院长春130026 复杂条件钻采技术自然资源部重点实验室(吉林大学) 长春130026 中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院四川广汉618300 中水东北勘测设计研究有限责任公司长春130061

为解决反循环气动潜孔锤在钻进过程中岩石重复破碎及排渣效率低下的问题,笔者基于NGQ-320反循环气动潜孔锤设计了进气端分流引射接头。该接头可实现潜孔锤供气量的动态调节,其引射结构可以将部分压缩气体引入中心通道,对井底流场产生泵... 详细信息

为解决反循环气动潜孔锤在钻进过程中岩石重复破碎及排渣效率低下的问题,笔者基于NGQ-320反循环气动潜孔锤设计了进气端分流引射接头。该接头可实现潜孔锤供气量的动态调节,其引射结构可以将部分压缩气体引入中心通道,对井底流场产生泵吸作用的同时改善冲击机构的动力供给;同时采用CFD技术研究了分流引射接头局部流场,分析了喷射孔夹角、喷射孔开口深度、喷射孔直径和喷射孔偏转角度等参数对中心通道抽吸性能的影响,确定了各项结构参数的较优取值。结果表明,分流引射接头在喷射孔开口深度320~330 mm、喷射孔夹角30°~35°、喷射孔直径12 mm、喷射孔偏转角11°~13°的情况下具有较好的抽吸性能。

关键词：气动潜孔锤反循环分流引射接头计算流体动力学

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反循环钻进中水龙头弯管磨损数值模拟

中南大学学报（自然科学版） 2013年第5期44卷 2053-2059页

作者：黄勇殷琨朱丽红吉林大学建设工程学院吉林长春130026 中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580

针对反循环钻进中水龙头弯管磨损失效问题,应用计算流体动力学方法对水龙头弯管内气固两相流场进行数值模拟,研究弯管内岩屑颗粒的运动轨迹及壁面磨损分布,并进一步分析岩屑特性对壁面磨损的影响。研究结果表明:气固两相流经过弯管时,... 详细信息

针对反循环钻进中水龙头弯管磨损失效问题,应用计算流体动力学方法对水龙头弯管内气固两相流场进行数值模拟,研究弯管内岩屑颗粒的运动轨迹及壁面磨损分布,并进一步分析岩屑特性对壁面磨损的影响。研究结果表明:气固两相流经过弯管时,岩屑与壁面在弯管30°,90°和150°转角位置存在碰撞集中区,对应形成3个壁面磨损区,其中30°转角位置磨损最严重,形成刺漏点;此外,岩屑颗粒特性对弯管磨损存在影响,随颗粒速度或质量流量的增大,弯管磨损速率显著增大;随颗粒直径增大,磨损速率先增大后减小;颗粒密度对弯管磨损影响不明显。

关键词：反循环弯管气固流磨损岩屑数值模拟

反循环气动潜孔锤进气端分流引射接头设计及结构参数分析

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世界地质 2023年

作者：李苓豪王清岩范黎明盛洁钟蔚岭中水东北勘测设计研究有限责任公司吉林大学建设工程学院中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院复杂条件钻采技术自然资源部重点实验室(吉林大学)

为解决反循环气动潜孔锤在钻进过程中岩石重复破碎及排渣效率低下的问题，笔者基于NGQ--320反循环气动潜孔锤设计了进气端分流引射接头。该接头可实现潜孔锤供气量的动态调节，其引射结构可以将部分压缩气体引入中心通道，对井底流场产... 详细信息

为解决反循环气动潜孔锤在钻进过程中岩石重复破碎及排渣效率低下的问题，笔者基于NGQ--320反循环气动潜孔锤设计了进气端分流引射接头。该接头可实现潜孔锤供气量的动态调节，其引射结构可以将部分压缩气体引入中心通道，对井底流场产生泵吸作用的同时改善冲击机构的动力供给;同时采用CFD技术研究了分流引射接头局部流场，分析了喷射孔夹角、喷射孔开口深度、喷射孔直径和喷射孔偏转角度等参数对中心通道抽吸性能的影响，确定了各项结构参数的较优取值。结果表明，分流引射接头在喷射孔开口深度320～330 mm、喷射孔夹角30°～35°、喷射孔直径12 mm、喷射孔偏转角11°～13°的情况下具有较好的抽吸性能。

关键词：气动潜孔锤反循环分流引射接头计算流体动力学

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急倾斜煤层流态化反循环钻采技术研究

矿业科学学报 2021年第3期6卷 296-304页

作者：张洪伟程敬义赵毅鑫李杨万志军王春耀中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116

急倾斜煤层是广泛赋存于我国西部、南部等地区的复杂难采煤层,研发新型急倾斜煤层流态化无人开采方法对保障急倾斜煤层安全生产意义重大。为实现反循环连续式流态化开采,本文提出了一种深部急倾斜煤层流态化反循环钻采设备及工艺,设计... 详细信息

急倾斜煤层是广泛赋存于我国西部、南部等地区的复杂难采煤层,研发新型急倾斜煤层流态化无人开采方法对保障急倾斜煤层安全生产意义重大。为实现反循环连续式流态化开采,本文提出了一种深部急倾斜煤层流态化反循环钻采设备及工艺,设计了急倾斜煤层流态化反循环钻采一体机,论述了该钻采一体机的组成、架设方式和基本工作原理;提出了钻采平行作业工序,并解算了该反循环钻采方法的采煤工效、遗煤率、水射流辅助割煤和冲蚀落煤效率。结果表明,反循环钻采刀盘的直径越大,工作面采出率越高;在设计开采孔之间的重叠距离时,需要根据实际地质条件和目标采出率选用刀盘直径和开采孔重叠长度,保证较高的煤炭采出率;煤炭年产量随着刀盘推进速度的加快线性增加;钻采速度参数的选择和高压水射流辅助割煤工序对煤炭产量的提升具有重要影响。

关键词：急倾斜煤层流态化开采反循环钻采并行

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反循环钻孔灌注桩施工技术在工程中的运用

中国设备工程 2022年第24期 188-190页

作者：杨洋中国建筑第七工程局有限公司安徽合肥230000

反循环钻孔灌注桩是一种在泥浆支护条件下,通过机械钻井形成桩孔,并在水下进行管道灌注的一种施工方法。钻孔、浇筑等工作均在水下进行,施工质量要靠科学的过程控制和完工后设备的检测来确定。因此,对操作工人的技术水平有很高的要求。... 详细信息

反循环钻孔灌注桩是一种在泥浆支护条件下,通过机械钻井形成桩孔,并在水下进行管道灌注的一种施工方法。钻孔、浇筑等工作均在水下进行,施工质量要靠科学的过程控制和完工后设备的检测来确定。因此,对操作工人的技术水平有很高的要求。因此,本文重点介绍了反循环钻孔灌注桩法在实际工程中的应用。

关键词：钻孔灌注桩反循环运用

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反循环压井数值模拟及自动化压井试验研究

反循环压井数值模拟及自动化压井试验研究

作者：陈泽恩中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

自动化及人工智能化逐渐渗透到各个领域,石油行业的井控方向,也逐渐向自动化压井技术方向发展。自动化压井系统在发现井侵后,可以及时发出报警信号并且关井生成压井施工单,随后进行自动化压井。在压井过程中可以准确地采集到压井参数,... 详细信息

自动化及人工智能化逐渐渗透到各个领域,石油行业的井控方向,也逐渐向自动化压井技术方向发展。自动化压井系统在发现井侵后,可以及时发出报警信号并且关井生成压井施工单,随后进行自动化压井。在压井过程中可以准确地采集到压井参数,精确地控制节流阀开度大小,大大提高压井成功率。但是自动化压井系统在投入到油田现场使用之前,必须要进行全方面的测试,保证自动化控制的准确性和稳定性。本文研究了反循环压井数值模拟及自动化压井系统。建立反循环压井数值模型,根据数值模型计算出反循环压井过程中套管压和立管压的变化,本文采用累积泵冲数表示压井进程。并且在现场进行了反循环自动化压井现场试验,通过选择试验井场,并且对试验井场部分设备进行改造,使其达到自动化压井的标准。开展自动化压井现场试验,共进行了3组试验,对比了气侵量相同,采用不同排量压井的试验结果;压井排量相同时,制造不同气侵量压井的试验结果。经过反循环自动化压井试验结果可知,自动化压井系统可以及时准确地进行压井,将气侵循环出井,大大减少的压井工作量以及压井过程中的误差,自动化压井是未来压井方法的趋势。通过与数值模拟计算结果对比分析可知,井筒内是气体以较多的短气柱和弥散型分布为主,不是连续气柱的形式。

关键词：自动化反循环压井

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反循环配合旋挖钻在桩基工程中的应用

建筑机械 2023年第7期 120-123页

作者：尹海明中交广州航道局有限公司广东广州510000

随着基建规模不断扩大,桥梁施工技术也得到迅速发展。由于桥梁桩基施工具有不可逆性,且是桥梁受力的重要结构,需重点把控。旋挖钻成孔具有施工速度快、占用临时场地少等优点,得到了广泛应用,但对于清孔工艺的选择仍未达成一致。文章以... 详细信息

随着基建规模不断扩大,桥梁施工技术也得到迅速发展。由于桥梁桩基施工具有不可逆性,且是桥梁受力的重要结构,需重点把控。旋挖钻成孔具有施工速度快、占用临时场地少等优点,得到了广泛应用,但对于清孔工艺的选择仍未达成一致。文章以中砂大桥主墩桩基为例,介绍了一种反循环配合旋挖钻的施工工艺,由反循环钻进土层、旋挖钻进岩层、再由反循环清孔,通过工艺的结合,提高了施工效率,保证了成桩质量。该工艺的成功实施提高了项目应用效益,为类似工程提供了参考。

关键词：桥梁施工桩基础旋挖钻反循环

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大直径潜孔锤反循环钻头布齿参数研究

大直径潜孔锤反循环钻头布齿参数研究

作者：杨达吉林大学

学位级别：硕士

近年来我国地质灾害频发,严重危及人民生命财产安全,仅2020年全国共发生地质灾害7840起,造成直接经济损失达50.2亿元,因此地质灾害防治成为人们重点关注的问题。针对地质灾害中的滑坡、泥石流等,常采用打入抗滑桩等方法进行防治,高效率... 详细信息

近年来我国地质灾害频发,严重危及人民生命财产安全,仅2020年全国共发生地质灾害7840起,造成直接经济损失达50.2亿元,因此地质灾害防治成为人们重点关注的问题。针对地质灾害中的滑坡、泥石流等,常采用打入抗滑桩等方法进行防治,高效率成孔是有效防治地质灾害的关键因素,常规成孔方法有人工挖孔桩以及旋挖成孔,但施工速度慢且危险,因此选用合适的钻进工艺与钻具是高效率钻进的保证。气动潜孔锤因钻压需求低;冲击碎岩钻速高;在硬岩、坚硬岩地层中钻进效率高;能源干净、地层适应性好等优点,广泛应用于桩基础施工、矿山开发、水文水井及应急救援等领域。气动潜孔锤冲击回转钻进碎岩时,经常会因钻头布齿与冲击功选用不合理,造成钻头磨损较快,钻进效率低,能量损耗大等问题。基于上述问题,有必要对潜孔锤钻头布齿进行研究,优化钻头布齿,提高钻进效率与钻头耐磨性,保证潜孔锤快速钻进与提高寿命。现在针对大直径潜孔锤反循环钻头布齿的研究较少,因此依托于国家重点研发计划“特大滑坡防治大直径成孔钻具与施工机械小型化研究”课题,对φ600mm大直径潜孔锤钻头布齿参数进行研究,以期为大直径钻头布齿提供理论基础。本文采用φ19mm硬质合金球齿对硬岩、坚硬岩进行研究。通过自由落体实验台进行研究分析单齿碎岩机理,可知碎岩机理为:弹性变形、压裂、体积破碎三个阶段,同时得出在五组不同冲击功(20J、25J、30J、35J、40J)情况下的破碎坑最大直径为22mm左右,依据单齿破碎坑最大直径为布齿的最优间距,设计三齿与五齿排布,分析相邻球齿之间不同角度对碎岩效果的影响与相邻球齿碎岩过程中的相互影响。选用ABAQUS软件,建立与实验中球齿、岩石同等模型,进行数值模拟分析,观察岩石受到冲击后应力波的传递情况,通过对比三齿与五齿冲击岩石过程中,球齿之间不同角度应力波叠加对岩石破碎的影响,得出当球齿正五边形排布冲击岩石破碎效率优于正三角形。经模拟与实验分析,在钻进硬岩与坚硬岩时,单齿冲击功分别采用40J与30J冲击功,可达到减小球齿磨损、降低能量损耗的目的,布齿时采用五齿正五边形布齿方式,使岩石更容易发生完全破碎。根据实验与模拟测得的布齿参数,自主设计了两个分别适用于硬岩、坚硬岩钻进的大直径潜孔锤反循环钻头,同时考虑到反循环排渣过程中,岩屑颗粒对反循环效果的影响,测量实验、模拟、大直径潜孔锤现场施工中产生的岩屑,对比钻头中内侧直径为φ30～50mm的排渣口,得出所设计的钻头可满足快速钻进需求并有效进行反循环。综上所述,设计的两种钻头可有效降低钻头磨损与能量损耗,提高气动潜孔锤钻进效率与使用寿命加之其施工简单维护方便等特点,能够广泛应用到地质灾害防治施工中,使其降低时间成本,更高效的完成地质灾害防治工作。

关键词：大直径潜孔锤布齿参数碎岩机理反循环地质灾害防治

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气体反循环钻井工艺在涪陵地区应用效果分析

石油地质与工程 2023年第2期37卷 94-96,101页

作者：钱肖峰李微长江大学石油工程学院湖北武汉430100 不详

针对涪陵地区钻井过程中易发生漏失、卡钻等问题,在涪陵地区易漏失地层进行气体反循环钻井地面测试及现场试验。结果表明,反循环钻井技术能够很好地适用于涪陵地区易漏失地层,并且能获得较高的机械钻速,对井壁干扰性小,完钻井眼质量好... 详细信息

针对涪陵地区钻井过程中易发生漏失、卡钻等问题,在涪陵地区易漏失地层进行气体反循环钻井地面测试及现场试验。结果表明,反循环钻井技术能够很好地适用于涪陵地区易漏失地层,并且能获得较高的机械钻速,对井壁干扰性小,完钻井眼质量好。研究结果不仅进一步验证了气体反循环钻井工艺的现场效果,也可为类似地质特征的地区开展气体反循环钻井并扩大应用范围提供借鉴。

关键词：反循环双壁钻具空气锤涪陵页岩气漏失地层