ГВМС-5型冲击回转钻进技术设计说明书.doc

1摘要冲击回转钻进技术的设想始于欧洲。从上世纪五十年代开始，在美国，加拿大和前苏联才研制出几种具有实用意义的液动冲击器。我国从1958年底开始在原地质矿产部勘探技术研究所对液动冲击回转钻进技术进行研究，几乎与世界同步。液动冲击器是液动冲击回转钻探的关键设备。随着中国现代化建设的不断推进和发展，国民经济增长对液动冲击回转钻探不断提出更高的要求，所以，加速液动冲击器的研究势在必行。本文在综述了国内外液动冲击回转钻探和液动冲击回转钻探核心机械液动冲击器的基础上，研究阀式反作用液动冲击器的工作原理和结构特点，并提出了计算液动冲击力和冲击频率的方法。通过分析，指出阀式反作用液动冲击器适用于中到中硬以上的岩层，并且应尽量增大泥浆排量，采用较大刚度的冲锤弹簧，以使冲击器的优点得到充分发挥。并针对液动冲击器的关键零件冲锤弹簧进行了详细的分析计算和验算。并从技术和经济学角度分析了液动冲击回转钻探的技术经济效果。本文主要作了以下工作：1）详细阐述了液动冲击回转钻探；2）详细介绍了各种液动冲击器；3）分析了反作用液动冲击器的结构原理和结构特点4）阀式反作用液动冲击器的性能分析和参数计算。关键词：液动回转钻探反作用冲击器2AbstractThetext,basingonsummingupthestudyingofnationinsideandoutsidencircumgyratedrillingoffluidmoveconcussionandfluidmoveimpulsionimplementofcounteractiveofvalvestyle,studyworkingprincipleandframecharacteristicoffluidmoveimpulsionimplementofcounteractiveofvalvestyle.Anditadvancesthemeasurethataccountthewallopandconcussionfrequency.Overpasstheanalysis,itindicatethatthefluidmoveimpulsionimplementofcounteractiveofvalvestyleisthesamewiththeterranethatwhoserigidityismiddleorupwards.Besidesitshouldaccretionthearrangequantityofsloptothebestofitsabilitiesandadhibitsclashspringofthegreaterlimittoexerttheexcellenceofimpulsionimplement.Italsomakesdetailedanalyzedaccountandcheckingcomputationsinallusiontothekeypartoftheimpulsionimplement,andanalysesthetechniceconomyeffetoftheimpulsionimplement.Thetextdomianlythesework:1)expoundcircumgyratedrillingoffluidmoveconcussionparticular.2)introducediversifiedimpulsionimplementparticular.3)analyseorkingprincipleandframecharacteristicoffluidmoveimpulsionimplementofcounteractiveofvalvestyle.4)capabilityanalysisandparameteraccountoffluidmoveimpulsionimplementofcounteractiveofvalvestyle.Keywords:fluidmove,circumgyrate,drilling,counteractive,concussionimplementI目录摘要.1Abstract.2第一章液动冲击回转钻探.II11概述.II12冲击回转钻进的实质和特点.III13冲击回转钻进的应用范围.IV14冲击回转钻进的发展概况.515液动冲击回转钻在地质岩心钻探中技术经济效益.7第二章液动冲击器.921冲击器的种类.922反作用式液动冲击器.16221反作用式液动冲击器的结构原理.16222反作用式液动冲击器的结构特点.1623阀式反作用液动冲击器性能分析及参数计算.17231功率特性及活塞冲锤运动特性分析.17232参数计算.1724本章小结.23第三章5型液动锤.24315型液动锤工作原理及特点.2432冲锤弹簧设计和计算.253.2.1原始条件的确定.25322参数计算：.263.2.3验算.28第四章液动冲击回转钻进的发展展望.2841液动冲击回转钻进的发展方向.2842基础理论方面的重大课题.3143应用研究.31第五章液动锤的仿真分析.32致谢.36参考文献.37II第一章液动冲击回转钻探11概述采用冲击回转钻进技术的设想始于欧洲。18671887年期间，一些企图代替钻杆冲击钻的潜孔式液动冲击器相继出现，1887年在英国曾授予德国沃·布什曼以新钻井方法的专利，其技术核心就是利用泵供给的液能驱动液动冲击器对回转着的钻头进行连续冲击，从而实现冲击回转钻进。从本世纪五十年代开始，在美国、加拿大和苏联才研制出几种具有实用意义的液动冲击器。海湾石油公司和壳牌石油公司对比进行过研究，其目的主要是应用于石油钻井及排除卡钻等，故直径较大，冲击锤有重达300kg者，且冲击频率较低。在地质矿产钻探方面国外研究最有成效的是苏联，从19001905年间即开展对液动冲击回转钻进技术的研究，但直到1970年才开始逐步在生产实践中得到应用，其间历经约七十年。匈牙利在六十年代研制了直径从48到160mm的五种双作用液动冲击器，其特点是组装在一专用拖车上并配有相应的泵、除砂器、取心工具、钻头和处理事故工具等，以便能够灵活运输，在施工矿区或工地为好几台钻机服务。当某台钻机遇到坚硬地层需要进行冲击回转钻时，可以及时运来“全套”的附属机具进行施工，而后又可以灵活地运往其他机台的孔段服务。匈牙利的这种液动钻探设备不但在地质矿山钻探中使用，其较大口径的液动冲击器也用于水井钻和工程施工钻探。日本对液动冲击钻的研究约有十余年的历史，比较成功的例子为利根公司研制的wH120N型双作用式液动冲击器，其最大的特点是采用气液作为工作介质。