钻孔作业中反向扩孔气动冲击器尾气携岩特性 被引量：4

1

作者 徐海良 李旺 +1 位作者 赵宏强 徐绍军 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期121-126,共6页

建立了由反向扩孔气动冲击器排气孔到后封头的排屑流场,运用计算流体力学理论和FLUENT仿真软件研究了冲击器工作过程中尾气的携岩特性。基于冲击器的结构和工作原理,对气固两相排屑流场进行了数值仿真模拟,进而得到流场的气相特性以及... 建立了由反向扩孔气动冲击器排气孔到后封头的排屑流场,运用计算流体力学理论和FLUENT仿真软件研究了冲击器工作过程中尾气的携岩特性。基于冲击器的结构和工作原理,对气固两相排屑流场进行了数值仿真模拟,进而得到流场的气相特性以及岩屑颗粒运动轨迹和浓度分布规律。结果表明:冲击器排气孔尾气进入排屑流场后流速降低,流场压力由入口到出口逐渐降低;岩屑颗粒向流场底部聚集,颗粒平均浓度沿着远离入口方向变化不大,最大浓度沿着远离入口方向逐渐下降,最终趋于平稳。分析了钻进速度和尾气流量对携岩特性的影响,结果表明:随着钻进速度的增加尾气携岩能力下降,额定工作压力0.8 MPa时钻进速度应小于12.6 m/h;随着尾气质量流量的增加携岩能力提高,施工时应该在保证冲击器工作性能的情况下适当增加尾气质量流量。 展开更多

关键词 气体钻井 反向扩孔 气动冲击器 排屑流场模型 携岩特性 气固两相流 数值模拟

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反向扩孔气动冲击器内活塞结构的仿真研究与优化设计 被引量：3

2

作者 徐海良 陈旺 +1 位作者 赵宏强 徐绍军 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1293-1298,共6页

分析了反向扩孔气动冲击器工作原理,运用牛顿运动定律、热力学能量守恒定律、定常流动能量方程、波动理论等建立活塞运动的数学模型——冲击器性能(钻头获得的冲击能和破岩的有效功率)与内活塞结构参数的函数关系.利用Matlab数学软件对... 分析了反向扩孔气动冲击器工作原理,运用牛顿运动定律、热力学能量守恒定律、定常流动能量方程、波动理论等建立活塞运动的数学模型——冲击器性能(钻头获得的冲击能和破岩的有效功率)与内活塞结构参数的函数关系.利用Matlab数学软件对反向扩孔气动冲击器活塞运动的数学模型进行数值求解.对影响反向扩孔气动冲击器性能的各内活塞结构参数进行了详细的仿真分析,得到了各结构参数与气动冲击器性能之间的关系.钻头所获的冲击能和破岩有效功率会随着内活塞外径、内活塞长度、内活塞前端到钻头的距离的增大而减小. 展开更多

关键词 反向扩孔气动冲击器 内活塞 数学模型 结构参数 性能

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反向扩孔气动冲击器的计算机仿真与优化研究 被引量：2

3

作者 徐海良 李峰 +1 位作者 赵宏强 徐绍军 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第12期101-107,共7页

分析了反向扩孔气动冲击器工作原理,并对活塞进行运动和动力学分析,建立活塞运动的微分方程组;对工作过程中冲击器内三个气腔的容积和压力变化规律进行分析,建立活塞在不同运动阶段期间三个气腔的容积和压力变化方程组,以及活塞在不同... 分析了反向扩孔气动冲击器工作原理,并对活塞进行运动和动力学分析,建立活塞运动的微分方程组;对工作过程中冲击器内三个气腔的容积和压力变化规律进行分析,建立活塞在不同运动阶段期间三个气腔的容积和压力变化方程组,以及活塞在不同运动阶段期间三个气腔间气体质量交换的流量方程组。通过上述研究建立反向扩孔气动冲击器工作过程的数学模型和仿真方法。研究冲击器的性能参数与结构参数之间的理论关系,在此基础上建立冲击器的优化设计方法,为反向扩孔气动冲击器的应用提供理论支持。 展开更多

关键词 反向扩孔气动冲击器 数学模型 结构 性能 优化

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气动冲击器研究现状及发展趋势 被引量：11

4

作者 陈丽霞 刘清友 单代伟 《石油矿场机械》 2007年第6期19-22,共4页

阐述了气动冲击旋转钻井用气动冲击器国内外近期的研究现状,以及各类冲击器的结构和性能参数,并提出了气动冲击器的发展趋势。

关键词 冲击旋转钻井 气动冲击器 现状 发展趋势

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集束式扩孔气动冲击器排屑性能的仿真研究 被引量：1

5

作者 徐海良 周永兴 +2 位作者 徐聪 赵宏强 徐绍军 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第18期236-242,共7页

为了研究集束式扩孔气动冲击器的排屑性能。建立了其排屑流场模型,运用计算流体力学理论和FLUENT仿真软件,对气固两相流场进行仿真计算,并进一步分析冲击器不同钻进速度和尾气质量流量对其排屑能力的影响,得到排屑流场气相特性规律,岩... 为了研究集束式扩孔气动冲击器的排屑性能。建立了其排屑流场模型,运用计算流体力学理论和FLUENT仿真软件,对气固两相流场进行仿真计算,并进一步分析冲击器不同钻进速度和尾气质量流量对其排屑能力的影响,得到排屑流场气相特性规律,岩屑分布规律,不同钻进速度和入口气相质量流量下的颗粒浓度分布。研究结果表明:冲击器排气孔尾气进入排屑流场后流速降低,流场压力由入口到出口呈梯度分布且逐渐降低;岩屑颗粒向流场底部聚集,颗粒平均浓度沿着远离入口方向变化不大,最大浓度沿着远离入口方向逐渐下降,最终趋于平稳;施工时最大钻进速度应低于8.4m/h,增大尾气质量流量排屑能力增强。 展开更多

关键词 气固两相流 颗粒浓度 排屑流场 集束式扩孔气动冲击器 数值模拟

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气体流动阻力损失对反向扩孔气动冲击器性能的影响

6

作者 徐海良 李旺 +1 位作者 赵宏强 徐绍军 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期1198-1205,共8页

为了研究反向扩孔气动冲击器内部气体流动阻力损失对其性能的影响,在简化复杂的气路基础上,从其结构和工作原理出发,分析了冲击器工作过程中气体流动所产生的压力损失;在有压力损失的条件下,研究冲击器气腔内气体变化特性,建立了冲击器... 为了研究反向扩孔气动冲击器内部气体流动阻力损失对其性能的影响,在简化复杂的气路基础上,从其结构和工作原理出发,分析了冲击器工作过程中气体流动所产生的压力损失;在有压力损失的条件下,研究冲击器气腔内气体变化特性,建立了冲击器的工作过程数学模型;根据数学模型,应用MATLAB程序进行计算机仿真运算,得到了冲击器工作过程中压力损失曲线,以及压力损失条件下活塞运动特性和各腔压力变化规律.研究结果表明:气体流动阻力损失影响冲击器破岩效率,使得冲击器活塞运动末速度从5.05 m/s下降到4.22 m/s,冲击频率从5.00 Hz下降到4.28 Hz;冲击器尾气压力仅为0.140 MPa,低于设计值0.185 MPa,影响冲击器尾气排屑. 展开更多

关键词 反向扩孔气动冲击器 气体流动 压力损失 计算机仿真

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物探钻井气动冲击器的发展研究 被引量：1

7

作者 王晓凤 潘文厚 杨茂君 《物探装备》 2008年第1期18-21,共4页

冲旋钻井技术是一种新型、高效钻进硬地层的方法。本文论述了冲击旋转钻井技术在石油钻探中应用的技术优势,探讨了冲击旋转钻井工具的发展现状及存在的问题。阐述了影响冲击旋转钻井技术发展的主要因素,提出了气动冲击器用于物探钻井开... 冲旋钻井技术是一种新型、高效钻进硬地层的方法。本文论述了冲击旋转钻井技术在石油钻探中应用的技术优势,探讨了冲击旋转钻井工具的发展现状及存在的问题。阐述了影响冲击旋转钻井技术发展的主要因素,提出了气动冲击器用于物探钻井开发方面存在的问题和研究方向。 展开更多

关键词 气动冲击器 冲旋钻井技术 破岩效率 井壁保护

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基于排屑性能的扩孔气动冲击器设计方法

8

作者 徐海良 周永兴 +1 位作者 徐聪 赵宏强 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期844-849,共6页

为了提高硬质地层中扩孔气动冲击器的排屑性能,基于岩屑颗粒在排屑流场中的临界流速原则,运用计算流体力学理论和Fluent仿真软件,研究了一种与排屑性能相关的扩孔气动冲击器设计方法,并将该设计方法在反向扩孔气动冲击器上进行应用.得... 为了提高硬质地层中扩孔气动冲击器的排屑性能,基于岩屑颗粒在排屑流场中的临界流速原则,运用计算流体力学理论和Fluent仿真软件,研究了一种与排屑性能相关的扩孔气动冲击器设计方法,并将该设计方法在反向扩孔气动冲击器上进行应用.得到设计前后冲击器排屑流场内气相速度分布规律,岩屑颗粒速度及轨迹变化情况和环路内岩屑颗粒浓度分布情况.研究结果表明:反向扩孔气动冲击器排屑流场环路内岩屑颗粒临界流速为6.02 m/s,采用该设计方法能够有效地增加反向扩孔气动冲击器的排屑性能,使得排屑流场环路内气流速度增加到10 m/s左右,岩屑颗粒在排屑流场的停留时间减短,流场内颗粒浓度分布范围由0~100 kg/m3下降到0~4 kg/m3. 展开更多

关键词 扩孔气动冲击器 排屑性能 设计方法 气固两相流 数值模拟

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反向扩孔气动冲击器长距扩孔性能研究

9

作者 赵宏强 李旺 +1 位作者 徐海良 徐绍军 《凿岩机械气动工具》 2016年第2期29-36,共8页

为了改善反向扩孔气动冲击器长距离扩孔性能,从其结构和工作原理出发,建立工作过程数学模型和由冲击器排气孔到其后封头的排屑流场模型,运用微分数值求解和有限元方法,对其工作过程和气固两相流场进行仿真计算,并进一步优化长距扩孔时... 为了改善反向扩孔气动冲击器长距离扩孔性能,从其结构和工作原理出发,建立工作过程数学模型和由冲击器排气孔到其后封头的排屑流场模型,运用微分数值求解和有限元方法,对其工作过程和气固两相流场进行仿真计算,并进一步优化长距扩孔时冲击器钻头结构参数,得到冲击器性能随扩孔距离变化曲线,排屑流场出口岩屑浓度分布规律和不同钻头结构参数时流场出口最大颗粒浓度变化情况。研究结果表明:随着扩孔距离的增长,应该增大冲击器入口压力;钻头排气孔直径D=28 mm、排气孔角度β=16°和出屑口直径d_1=60 mm时排屑流场岩屑浓度低于5%,岩屑能够顺利排出孔外。 展开更多

关键词 钻头结构参数 岩屑浓度 反向扩孔气动冲击器 数值模拟

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气动冲击器碟形弹簧损坏原因的分析比较

10

作者 陈其能 徐珊杰 《凿岩机械气动工具》 北大核心 1992年第3期35-40,共6页

分析讨论了三种型号气动冲击器碟形弹簧所受的各种外力,计算出各种情况下这些碟形弹簧的最大工作应力。通过对不同型号碟形弹簧的不同受损情况的研究和比较,找出碟形弹簧损坏的原因,由此提出改进冲击器的设计,使碟形弹簧免受损坏的办法。

关键词 气动冲击器 弹簧 破坏 碟形

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WQ-75A型气动潜孔冲击器的电算模型的建立及其应用 被引量：4

11

作者 马克新 《世界采矿快报》 1999年第1期42-44,共3页

根据WQ－75A型冲击器结构原理，将其视为一热力系统，以气体热力学和动力学理论为基础，建立了冲击器动力过程数学模型，并为计算机模拟气动冲击暴动力过程和分析动力参数提供了理论依据和方法。

关键词 气动潜孔冲击器 动力过程 电算法 冲击器

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气动冲击旋转钻进在煤矿硬岩钻进中的应用 被引量：5

12

作者 刘卫亮 《煤矿机械》 北大核心 2019年第2期128-129,共2页

分析了当今煤矿井下施工硬岩钻孔的几种方法,通过对比,着重介绍了采用气动冲击器结合全液压钻机进行气动冲击旋转组合钻进的方法施工硬岩钻孔,同时列举出了该方法的优点,给出了主要参数的计算确定方法,并在现场应用过程中进行了进一步... 分析了当今煤矿井下施工硬岩钻孔的几种方法,通过对比,着重介绍了采用气动冲击器结合全液压钻机进行气动冲击旋转组合钻进的方法施工硬岩钻孔,同时列举出了该方法的优点,给出了主要参数的计算确定方法,并在现场应用过程中进行了进一步的验证,得出了该方法施工硬岩效率较高、经济性好的结果,同时给出了应用该工艺的合理建议,为该工艺的推广奠定了基础。 展开更多

关键词 气动冲击旋转钻进 气动冲击器 硬岩 效率

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煤矿井下硬岩气动冲击回转钻进技术与装备 被引量：2

13

作者 张世阔 王力 +4 位作者 李秀山 豆旭谦 田广生 张振雷 魏涛 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2022年第11期5-8,共4页

针对煤矿井下穿层钻孔钻遇硬岩时钻进效率降低,PDC钻头磨损快、进尺少,影响矿井生产接替等问题,提出了“三专两配套”技术方案,即采用专用钻机、专用空压机、专用管路、配套高效气动冲击器、配套专业化钻孔施工机组。通过改善钻机与工... 针对煤矿井下穿层钻孔钻遇硬岩时钻进效率降低,PDC钻头磨损快、进尺少,影响矿井生产接替等问题,提出了“三专两配套”技术方案,即采用专用钻机、专用空压机、专用管路、配套高效气动冲击器、配套专业化钻孔施工机组。通过改善钻机与工艺的匹配性,提升空压机工作能力,发挥气动冲击器最优工作性能,保障整套技术方案的高效实施,形成了一套完整的煤矿井下硬岩气动冲击回转钻进技术与装备。在淮南潘三矿2121(1)运顺瓦斯治理巷的现场试验结果表明,在含有坚固性系数超过11的石英砂岩坚硬地层中,考察的11个完整钻孔的单孔硬岩段平均机械钻速为15.94 m/h,与采用该技术方案之前的8.48 m/h提高了88%。 展开更多

关键词 煤矿井下 穿层钻孔 硬岩钻进 气动冲击回转 气动冲击器

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开发水压潜孔冲击器的初步构想

14

作者 赖邦钧 罗亮光 《凿岩机械气动工具》 2005年第1期1-4,共4页

介绍了潜孔冲击器的特点和发展趋势,提出了我国开发水压潜孔冲击器的初步构想。

关键词 气动潜孔冲击器 水压潜孔冲击器 能量利用率 凿岩速度

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冲击-回转钻进工艺在超硬岩层中的应用 被引量：20

15

作者 李彦明 《煤矿机械》 北大核心 2011年第3期210-212,共3页

阐述了冲击-回转钻进工艺的原理,分析了影响其钻进效率的几个工艺参数,列出了选用此工艺施工所需的设备。通过气动冲击器在重庆松藻煤矿的应用,证明了在超硬岩层或复杂岩层中钻进时,采用冲击-回转钻进工艺不仅效率高,而且成本更低。

关键词 冲击-回转钻进 钻机 气动冲击器 钻压 转速 气压 流量

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气动矛电算模型的建立及其应用 被引量：1

16

作者 于晓琳 阎明印 郑秀琴 《沈阳工业学院学报》 2003年第4期46-49,共4页

分析气动矛结构原理,以气体动力学和气体热力学理论为基础,建立数学模型,并为电子计算机程序模拟气动矛内部工作的动力过程和分析动力参数提供了理论依据和方法。

关键词 气动矛 数学模型 动力参数 程序模拟 气动冲击器 性能参数 冲击频率 冲击功率 气体动力学

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多工艺冲击回转钻进技术在硬岩钻进中的应用 被引量：6

17

作者 杨冬冬 王四一 《煤矿机械》 北大核心 2018年第1期112-114,共3页

多工艺冲击回转钻进技术是目前解决硬岩钻进的有效工艺方法,具有效率高、成孔质量好、复杂地层适应性强等优点。目前较为成熟的主要是气动和液动2种冲击器。对2种冲击器进行对比分析,从不同角度阐述多工艺钻进方法的特点优势、应用现状... 多工艺冲击回转钻进技术是目前解决硬岩钻进的有效工艺方法,具有效率高、成孔质量好、复杂地层适应性强等优点。目前较为成熟的主要是气动和液动2种冲击器。对2种冲击器进行对比分析,从不同角度阐述多工艺钻进方法的特点优势、应用现状,实际工程实例中出现的问题及解决方案,并对施工中的注意事项做了简要分析介绍,为硬岩地层中的钻进施工提供参考。 展开更多

关键词 硬岩地层 多工艺钻进 气动冲击器 液动冲击器

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控制道及劈高对气动射流元件射流切换的影响 被引量：1

18

作者 孙震 熊青山 刘加旭 《西部探矿工程》 CAS 2007年第9期65-67,共3页

液动射流冲击器冲锤受力具有不受围压影响能在深井工作的优点,而现有气动冲击器单次冲击功大但无法在深孔钻进。为此有必要研究一种新型气动射流冲击器,使之具有二者优点。由于气液物性不同,故新型气动射流冲击器的核心部件——气动射... 液动射流冲击器冲锤受力具有不受围压影响能在深井工作的优点,而现有气动冲击器单次冲击功大但无法在深孔钻进。为此有必要研究一种新型气动射流冲击器,使之具有二者优点。由于气液物性不同,故新型气动射流冲击器的核心部件——气动射流元件的切换性能需进行研究。改变气动射流元件控制道宽度、劈高进行试验,研究其对射流切换性能的影响,结果是控制道宽度较小,元件易实现射流切换;劈高对射流切换影响不大。 展开更多

关键词 气动射流冲击器 气动射流元件 控制道 劈高 切换性能

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喷嘴宽度及劈型对气动射流元件切换性能影响模拟试验研究

19

作者 刘加旭 熊青山 孙震 《凿岩机械气动工具》 2006年第4期36-40,共5页

液动射流冲击器冲锤受力具有不受围压影响能在深井工作的优点,而现有气动冲击器单次冲击功大但无法在深孔中钻进。为此研究一种新型气动射流冲击器,使之具有二者优点。由于气液物性不同,故新型气动射流冲击器的核心部件——气动射流元... 液动射流冲击器冲锤受力具有不受围压影响能在深井工作的优点,而现有气动冲击器单次冲击功大但无法在深孔中钻进。为此研究一种新型气动射流冲击器,使之具有二者优点。由于气液物性不同,故新型气动射流冲击器的核心部件——气动射流元件的切换性能需进行研究。改变气动射流元件喷嘴宽度、劈型进行试验,研究其对射流切换性能的影响,结果是喷嘴宽度较小的凹劈元件易实现射流切换。 展开更多

关键词 气动射流冲击器 气动射流元件 喷嘴宽度 劈型 切换性能

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旋冲钻井技术在石油钻井中的应用 被引量：26

20

作者 王雷 郭志勤 +1 位作者 张景柱 谈献英 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2005年第1期8-10,共3页

旋冲钻井技术近年来已成为石油钻井界广泛关注的热点研究课题,被认为是解决深井硬地层钻进难 题的最有效方法之一,具有良好的应用前景。本文介绍了国内外该项技术近期研究的进展和应用情况,侧重对 DGSC型液动冲击器原理及应用情况进行... 旋冲钻井技术近年来已成为石油钻井界广泛关注的热点研究课题,被认为是解决深井硬地层钻进难 题的最有效方法之一,具有良好的应用前景。本文介绍了国内外该项技术近期研究的进展和应用情况,侧重对 DGSC型液动冲击器原理及应用情况进行了表述。 展开更多

关键词 旋冲钻井 气动冲击器 DGSC型液动冲击器

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