专业文献阅读报告--液动锤.doc

本科生毕业设计（论文）专业文献阅读报告传统的绳索取心式液动锤缺点：上下一体式，口径小（钻孔直径D95mm，液动锤直径d74mm），冲击功小（W30J）。而且冲击功要通过几米长的岩心外管传到钻头，冲击功损失大，传递效率低：)/()31.0)(1(2121GGGGk（1）式中：1G冲锤产生的重力；G2被冲击件的重力；k冲击波损失系数，与冲击传递距离，冲洗液密度与粘度有关。从上面的式子可知：在G1一定情况下，被冲击部分重力及长度越大，越小。绳索取心液动锤的岩心管长度不超过3m，距正规绳索取心的89m还很大，使液动锤和绳索取心技术的高效性大打折扣。另外，当提取岩心时，液动锤部分也一并被提出孔外，做了一部分无用功。针对以上所述，提出如下设想来解决传统的绳索取心式液动锤的不足：采用大口径贯通式液动锤，中间套绳索取心的“贯通式绳索取心液动锤”。该复合钻具结构如图1所示。绳索取心系统置于贯通式液动锤内，悬挂装置座于液动锤的上部台阶上，起悬挂和封隔作用，保证液流通过液动锤，其间可设一特定轴承使绳索取心系统不随液动锤转动。液动锤下部接专门设计的长寿命取心金刚石钻头或取心牙轮钻头。液动锤上部可用钻铤加压，钻铤适当位置设一绳索取心弹卡接头。此设想有以下几个优点：钻具结构简化，部件由SSC系列钻具的50多件减至20多件，增强了钻具的安全性。对钻杆要求低。绳索取心内管长度不受限制，岩心管可加长至89m，取心间隔长。冲击功直接作用于钻头，损失小，冲击钻进的优势得以发挥。结构和工艺合理。总结：由于石油，地热，水文水井等钻孔直径D大于等于152mm，使得贯通式液动锤的结构空间成为可能。液动锤又叫潜孔液动冲击器，由于它的结构和工作原理比较独特，所以具有结构简单，适用深孔硬岩钻进等优点，在水文水井，地热井，油气井以及科学钻探中都得到了良好的应用。但目前液动锤存在单次冲击能传递效率低，多依靠经验设计，工作不稳定等缺点，所以，本文从潜孔冲击锤产生的应力波入手，对应力波的传播过程和波在传播过程中能量传递效率的变化以及波在三维空间中的传播特征做一些分析，以便对潜孔冲击锤的设计提供一些使用理论。钻探子工程是中国大陆科学钻探工程的核心与关键，是其他工程进行的基础和前提，是否能够孙里完成5000m科学钻探的施工，将直接影响中国大陆钻探工程的进度和其他目标的实现。为了使大陆科学钻探工程顺利进行，创造性地使用了“液动潜孔锤+螺杆马达+绳索取心”即“三合一”组合钻具。实践结果表明：液动锤钻进在中硬至坚硬岩层中的技术经济指标均优于常规回转钻进，并且利于防止孔斜和减轻岩心卡堵。主要研究思路：详见图1.1。冲击回转钻进的工作原理：液动冲击器安装在钻头和钻铤之间。钻进过程中，液动冲击器利用高压水或泥浆做为动力介质，推动冲击锤和活塞往复运动，连续不断地冲击钻头，它产生较高频率的冲击载荷直接作用于钻头，冲击功再以应力