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应用CFD动态分析技术,以SC71B型射流式液动锤为研究对象,研究了活塞直径、活塞杆直径、活塞冲锤质量和行程对射流式液动锤射流元件临界流速的影响,并进行了实验验证。结果表明:理论预测值与实测值相对误差小于7.5%,精度远高于以往经验估计;射流元件临界流速随着活塞直径的增加而降低,随着活塞杆直径和活塞冲锤质量的增加而升高,与行程大小无关。以SC71B型射流式液动锤为例,为降低射流元件临界流速以减轻冲蚀,应设计40～42 mm的活塞直径、23～26 mm的活塞杆直径和11.2～23.5 kg的活塞冲锤质量。活塞直径增加23.5%时,射流元件临界流速降低了2/3;活塞杆直径增加60%时,射流元件临界流速提高了近4倍;活塞冲锤质量增加5倍时,射流元件临界流速只增加了1倍。 相似文献
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为解决现有霍尔元件测量系统存在的不足，根据全行程测量数据获取及实时观测的实际需求，研制开发了基于激光三角测量原理的射流式液动潜孔锤激光测量系统。使用该系统对SC-86H型高能射流式液动潜孔锤进行了相关试验，并获得了冲锤的全行程时间分辨数据。通过对试验数据进行处理，得到了冲锤运动的位移-时间和速度-时间关系。结果表明，冲锤的不规则运动发生在周期的回程初始阶段，此不稳定状态增加了冲锤的回程时间，相应地降低了冲锤的冲击频率。冲锤的实际缓冲行程对泵量并不敏感，当泵量从80 L/min增加到220 L/min时，实际缓冲行程仅在5.9~6.8 mm之间变化；实际行程的改变也不会大幅增加冲锤实际缓冲行程，随着冲锤结构行程增加57%（70~110 mm），缓冲行程只增加了7%。该系统可实现全行程测量，并描述实时运动状态。 相似文献
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为了对SC-86H型高能射流式液动锤冲锤结构进行优化,应用CFD动态分析,对2种不同冲锤结构的射流式液动锤模型进行了研究。计算表明：在相同输入流量下,新型冲锤结构的射流式液动锤与原冲锤结构相比性能具有优势,冲击末速度得到了提高,冲击功与能量利用率平均增长7.9%与12.7%,新型冲锤结构减小了流体阻力消耗的能量,更有利于高能输出。另外,通过Ls-dyna非线性动力学分析,对2种冲锤结构的碎岩效果进行了研究,并对新型冲锤应力强度进行了分析。结果表明：新型冲锤结构的能量传递效率更高,且满足疲劳强度校核,相同冲击末速度下,岩层吸能值高于原冲锤结构;新型冲锤结构的吸能率较高,2种冲锤模型的吸能率随入射能量成非线性增长。 相似文献
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射流式液动锤回转冲击孕镶金刚石钻头钻进的实践与分析 总被引：2，自引：0，他引：2
金刚石本身力学性质、金刚石钻头结构特点及射流式液动锤冲击力特点决定了射流式液动锤带金刚石钻头进行冲击回转钻进是可行的。经射流式液动锤在科学钻探主孔先导孔中的应用实践，证明了由于液动锤冲击动载作用钻头底唇面与岩面微量问隙有规律地变化，改善钻头金刚石颗粒受力状况、碎岩状态，提高钻头金刚石颗粒切入深度，改善胎体磨损状况、钻头冷却，成倍地提高了榴辉岩、片麻岩等坚硬地层中钻进回次进尺、机械钻速及钻头平均寿命。 相似文献
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射流式液动锤内部动力过程的数学模型及仿真分析 总被引：2，自引：0，他引：2
建立了活塞、冲锤在缸体内的运动规律,上下缸内液体状态变化的数学模型以及冲程和回程阶段活塞运动微分方程。应用Matlab语言及其主要工具Simulink对射流式液动锤内部动力过程进行数值仿真分析计算,得出射流冲击器仿真计算结果数据,绘制出位移、速度、前后腔压力、加速度曲线。 相似文献
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由长春地质学院和无锡钻探工具厂共同研制成功的SC—150型射流式液动冲击器,于1991年5月上旬在长春市通过部级鉴定。液动射流式冲击器是用射流元件控制冲击器的一种新型钻具。它以钻进冲洗液作工作介质,经过一个双稳射流元件,使钻具的活塞冲锤产生冲击,传至岩芯管和钻头,使钻具的纯回转钻进变为冲击回转钻进。该钻具的特点是:钻进效率高,比普通回转钻进小时效率提高210％,回次进尺和合班进尺分别提 相似文献
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Omid Saeidi Seyed Rahman Torabi Mohammad Ataei 《Geotechnical and Geological Engineering》2013,31(5):1477-1495
Knowledge of drillability of rock masses in engineering projects is very important in determining drilling costs. In drilling operations, so many parameters such as the properties of rock and the drilling equipment affect the drilling performance. In this study, after discussing the rock mass drillability process and identifying all the effective parameters, interaction matrixes based on the rock engineering systems, that analyze the interrelationship between the parameters affecting rock engineering activities, is introduced to study the rock mass drillability tribosystem. Given that interaction matrix codes are not unique numbers, and then possible interactive intensities are calculated for each matrix and a group decision-making method, Fuzzy–Delphi–AHP technique has been used to obtain appropriate weights. As a result, rock mass drillability index (RMDI) is presented to classify the rock mass drillability. The results indicate the ability of this method to analyze rock mass drillability procedure. Drilling data along with laboratory rock properties from Sungun copper mine were collected and were ranked according to the new classification system. Fifteen zones at the mine site were ranked based upon the new index RMDI and a reasonable correlation was obtained between measured drilling rate at the zones and RMDI data. 相似文献
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河北平原古近系地层主要发育有东营组、沙河街组和孔店组,其岩性以泥灰岩、泥岩、钙质泥岩、石膏泥岩和砂岩为主。影响取心钻探钻进速度的物理力学因素较多,本文主要以岩石密度、抗压强度和弹塑性为主进行了研究分析。研究得出岩石密度和抗压强度均随着地层深度的增加而增加,古近系东营组和沙河街组一段至三段岩石密度明显低于沙河街组四段和孔店组,钻进取心速度差异明显;古近系地层中的泥岩段由于粘土矿物成分占比增加造成岩石弹塑性增强,对钻进速度的影响比较明显;文中提出了古近系地层取心钻探过程中地层的可钻性级别及合理的钻头类型匹配。 相似文献
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潜孔锤的钻进过程是一个高度非线性、大变形、破碎岩石的过程,利用非线性有限元程序ANSYS/LS-DY-NA研究了在凿岩过程中,球齿凿入不同空隙率（塑性体积应变）岩石的冲击力特性。结果表明,岩石空隙率对钻头球齿与岩石之间的凿入冲击力幅值有很大影响,随着空隙率的增大,球齿凿入的冲击力显著减小,而对活塞与钻头间冲击力幅值影响甚微。通过ANSYS/LS-DYNA瞬态冲击数值模拟,形象地再现了潜孔锤钻凿系统冲击岩石发生侵入破坏的物理过程,为冲击碎岩瞬态研究提供了一个有效的分析方法。 相似文献
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为了解决油气钻井水平井硬地层可钻性差、钻速慢的问题,同时减小水平井段滑动钻进中出现托压的现象,提高钻井效率,通过对工具原理进行分析,对结构及参数进行改进,研制出了适于水平井段的射流式冲击器,并在台架试验的基础上,进一步优化了性能参数、钻具组合及旋冲钻井参数,并开展了水平井段现场试验应用。现场试验结果表明,在水平井段采用射流式冲击器提速效果显著,具有深入研究的价值。但冲击器在水平井段失效问题影响了其提速效果,本文对其存在的问题进行了理论及试验分析并提出了改进方案。 相似文献
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通过机械比能对煤矿瓦斯抽采钻孔过程中的围岩进行可钻性分级,可为钻机调整钻进参数提供依据。针对瓦斯抽采钻孔过程中人工判层难度大、效率低的问题,提出一种以机械比能为可钻性评价指标,结合极限学习机的煤岩可钻性分级方法。采用ABAQUS建立了PDC钻头破岩仿真模型,从材料类型、钻头转速和钻压力三个方面研究了PDC钻头破岩过程中钻进速度和机械比能的变化规律。同时,获得了钻进参数及机械比能的训练数据,采用极限学习机分别对钻进参数和机械比能数据进行学习,最后,对这两种可钻性分级指标下的分级准确率进行对比。结果表明:以机械比能作为可钻性指标时的分级准确率达到90%以上,高于以钻进参数作为可钻性指标时的准确率。分级结果可以为钻机调整钻进参数、实现自适应钻进提供理论依据。 相似文献
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SYZX75绳索取心液动锤在破碎地层中的应用 总被引：4，自引：0，他引：4
SYZX75绳索取心液动锤钻具由双喷嘴复合式液动潜孔锤与绳索取心钻具结合而成。为解决绳索取心在极破碎岩层钻进中的岩心堵塞,从而造成频繁打捞问题,湖北煤炭地质局在宜昌董家堡磷矿勘探区进行了SYZX75绳索取心液动锤钻进的试验应用。为了使试验数据具有对比性,采取了在一个孔内相近地层进行对比试验,从试验所得数据来看,绳索取心液动锤钻进工艺与普通绳索取心工艺相比,平均回次进尺提高了40.5%,平均每日进尺提高了48.1%。据此认为该项技术可在破碎岩层的勘探区中推广应用。 相似文献
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K. Thuro 《International Journal of Earth Sciences》1997,86(2):426-438
Usually the main subject in preliminary site investigations prior to tunnelling projects is the prediction of tunnel stability.
During the past years in conventional drill and blast tunnelling, problems have occurred also connected to the accurate prediction
of drillability in hard rock. The drillability is not only decisive for the wear of tools and equipment but is – along with
the drilling velocity – a standard factor for the progress of excavation works. The estimation of drillability in predicted
rock conditions might bear an extensive risk of costs. Therefore, an improved prediction of drilling velocity and bit wear
would be desireable. The drillability of a rock mass is determined by various geological and mechanical parameters. In this
report some major correlations of specific rock properties and especially geological factors with measured bit wear and drilling
velocity are shown.
Drilling velocity is dependent on a lot of geological parameters: Those principal parameters include jointing of rock mass,
orientation of schistosity (rock anisotropy), degree of interlocking of microstructures, porosity and quality of cementation
of clastic rock, degree of hydrothermal decomposition and weathering of a rock mass. Drilling bit wear increases with the
equivalent quartz content. The equivalent quartz content builds the main property for the content of wear-relevant minerals.
For various groups of rock types different connections with the equivalent quartz content could be detected. In sandstone
bit wear is also dependent on porosity or the quality of the cementation. Finally, an investigation program is submitted,
which helps to improve the estimation of rock drillability in planning future tunnel projects.
Received: 14 June 1996/Accepted: 10 January 1997 相似文献