检索结果-内蒙古大学图书馆

1993年

作者：张献振

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土壤动物爪趾仿生PDC钻头研制与试验研究

土壤动物爪趾仿生PDC钻头研制与试验研究

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作者：张献振吉林大学

学位级别：硕士

我国从上世纪80年代初就开始引进PDC钻头，到90年代后国内各大油田开始使用PDC钻头，并取得良好效果。近些年以来，PDC钻头也在地质钻探行业中得到了较广泛的应用，但主要用于钻进软到中硬的均质地层，还不太适宜钻进坚硬地层。近年来... 详细信息

我国从上世纪80年代初就开始引进PDC钻头，到90年代后国内各大油田开始使用PDC钻头，并取得良好效果。近些年以来，PDC钻头也在地质钻探行业中得到了较广泛的应用，但主要用于钻进软到中硬的均质地层，还不太适宜钻进坚硬地层。近年来国内外钻井工作者开始逐步研究PDC在不同地层中的切削齿的最佳结构和最佳布齿设计，使PDC钻头更好的为地质钻探行业服务。 PDC切削齿是PDC钻头的基本切削单元，其结构性能的优劣对PDC钻头的钻进效果有着决定性的影响。国内外一直非常重视新型切削齿的研究，利用切削齿形态的不同，已经开发出多种新产品，比较有代表性的有双刃切削齿、预倒角边缘加强齿、覆盖保护层切削齿、复合结构齿等。在某些特定条件的应用下，这些特种形态结构的切削齿工作性能有明显的提高。本文主要从仿生学的角度对地质钻探用PDC切削齿及钻头进行了研究。通过对土壤动物东方蝼蛄的爪趾进行较系统地总结分析，将土壤动物蝼蛄爪趾的生物学原理应用在金刚石复合片钻头切削齿的设计上。通过Solidworks软件中的Simulation模块静力分析得出PDC仿生切削齿的刃角一般在50°-70°之间比较适宜。刃角过大，则切削齿吃入地层的深度不够，从而影响钻进效率；刃角过小，切削齿自身的抗弯强度不足，易发生提前损坏。因此选择一个适当的刃角有利于提高钻头的钻进效率和使用寿命。根据前人的经验，对PDC切削齿的切割和与钻头基体的焊接进行了详细的研究，以适宜的刃角设计了三齿型和四齿型PDC切削齿。钻头的布齿结构采用了奇偶齿交错分布的设计，奇齿切削出岩石的峰和谷正好被偶齿的谷和峰所切削，从而增加岩石的体积破碎。在松原油页岩矿区对研制的PDC仿生爪趾钻头进行了钻进试验。结果表明，在夹有白云岩的致密性泥页岩地层，PDC仿生爪趾钻头钻进效率很高，平均机械钻速为2.82m/h，是硬质合金钻头的2倍多；寿命高达227米，大大降低换钻头次数。采用仿生爪趾金刚石复合片钻头，在一个钻孔就可以节省大约36小时的时间，提高了施工效率，相当于提高15336元的产值，极大的增加了施工单位的整体效益。

关键词： PDC钻头土壤动物爪趾仿生设计钻进试验

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自学之路

自学之路

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1991年

作者：张献振王芸张锡智

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热压碳化钨基复合胎体材料性能试验

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吉林大学学报（地球科学版） 2013年第1期43卷 207-211页

作者：马银龙孙友宏高科刘宝昌张献振李小洋吉林大学建设工程学院长春130026 吉林大学超硬材料国家重点实验室长春130012 中煤科工集团西安研究院西安710077

为了提高碳化钨(WC)基复合胎体材料的性能,在烧结压力为13 MPa、升温时间为6min、保温时间为5min的情况下,采用真空热压烧结的方法制备了金刚石钻头所用的10种不同比例WC基胎体材料试样30块,并对试样进行了洛氏硬度(HRC)、抗弯强度(σ)... 详细信息

为了提高碳化钨(WC)基复合胎体材料的性能,在烧结压力为13 MPa、升温时间为6min、保温时间为5min的情况下,采用真空热压烧结的方法制备了金刚石钻头所用的10种不同比例WC基胎体材料试样30块,并对试样进行了洛氏硬度(HRC)、抗弯强度(σ)等性能测试。通过试验数据分析研究了WC、663青铜(ZQSn663)、锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)与胎体材料HRC和σ的关系。结果表明:WC质量分数对胎体的HRC和σ的影响是主要因素,胎体的HRC和σ具有内在联系,HRC高的胎体σ往往也高;在胎体配方中各个成分的含量都应得到控制才能保证胎体的性能优良,各成分的质量分数控制为:w(WC)<59.1%,w(ZQSn663)>25%,3%

关键词：碳化钨基复合材料金刚石钻头热压烧结

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PDC锚杆钻头回转钻进的力学特性与试验

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煤田地质与勘探 2019年第2期47卷 207-211,216页

作者：张幼振张宁张献振中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077

针对煤矿巷道锚固孔快速精准钻进的施工需求,通过建立PDC锚杆钻头回转钻进力学模型,对其主要力学影响因素进行了理论分析。结果表明:PDC切削齿轴向力随压入深度的增大而增大,随切入角的增大表现出先减小后增大的趋势;当煤系岩石摩擦系数... 详细信息

针对煤矿巷道锚固孔快速精准钻进的施工需求,通过建立PDC锚杆钻头回转钻进力学模型,对其主要力学影响因素进行了理论分析。结果表明:PDC切削齿轴向力随压入深度的增大而增大,随切入角的增大表现出先减小后增大的趋势;当煤系岩石摩擦系数f为0.20～0.43时,可得最优切入角为15.0°～18.3°,此时在相同压入深度条件下轴向力和切向力最小。并进一步结合煤系岩石的力学特性,提出了PDC切削齿作用下的岩石破碎条件,得出不同压入深度时轴向力和切向力的关系。利用自主研发的钻进试验台对模拟岩样进行了钻进试验,试验结果验证了PDC锚杆钻头回转钻进力学模型的正确性。研究结果为PDC锚杆钻头优化设计,锚固孔钻进效率与精度的提高,以及钻进轴向力和切向力的变化预测等提供了理论依据。

关键词：回转钻进 PDC锚杆钻头力学模型钻进试验

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弧角型PDC钻头在青龙煤矿中的应用研究

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金刚石与磨料磨具工程 2015年第4期35卷 66-69页

作者：张献振王传留刘刚中煤科工集团西安研究院有限公司西安710077

针对贵州能化集团下属青龙煤矿复杂地层条件,采用分层错峰布齿,选用弧面型PDC切削齿,并调整PDC切削参数,研制了ф113mm的弧角型PDC钻头,并进行了现场钻进试验。结果表明:与矿上现用ф113mm三翼内凹型PDC钻头相比,弧角型PDC钻头总进尺达... 详细信息

针对贵州能化集团下属青龙煤矿复杂地层条件,采用分层错峰布齿,选用弧面型PDC切削齿,并调整PDC切削参数,研制了ф113mm的弧角型PDC钻头,并进行了现场钻进试验。结果表明:与矿上现用ф113mm三翼内凹型PDC钻头相比,弧角型PDC钻头总进尺达到170m,提高提高了30%以上;钻进效率大致相同,为15m/h。观察使用后的钻头,发现弧角型PDC钻头属于正常磨损,而三翼内凹型钻头PDC切削齿发生崩片居多,进一步说明弧角型PDC钻头在青龙煤矿中更具有适应性。

关键词：弧角型 PDC 钻头复杂地层抗冲击性能

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随钻掏穴增透技术在瓦斯抽采穿层钻孔中的应用

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煤矿机械 2019年第9期40卷 148-150页

作者：张朋高晓亮张献振中煤科工集团西安研究院有限公司

针对穿层钻孔煤层段扩孔掏穴施工时需要二次下钻、施工工序复杂、施工周期长等问题,研制了一种随钻扩孔掏穴PDC钻头,并在九里山矿进行了现场试验,钻头累计施工钻孔2个,累计孔深48m,煤层段掏穴扩孔施工17.4m,累计出煤量约20t。试验结果表... 详细信息

针对穿层钻孔煤层段扩孔掏穴施工时需要二次下钻、施工工序复杂、施工周期长等问题,研制了一种随钻扩孔掏穴PDC钻头,并在九里山矿进行了现场试验,钻头累计施工钻孔2个,累计孔深48m,煤层段掏穴扩孔施工17.4m,累计出煤量约20t。试验结果表明:在穿层钻孔施工时,随钻扩孔掏穴PDC钻头可实现穿层钻孔与煤层段扩孔掏穴的一次性施工,简化了施工工序,缩短了施工周期,使用效果良好。

关键词：穿层钻孔随钻掏穴 PDC钻头

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穿层瓦斯抽采钻孔用随钻式掏穴钻头设计

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工矿自动化 2019年第8期45卷 88-91页

作者：高晓亮张献振路前海中煤科工集团西安研究院有限公司

为提高穿层钻孔瓦斯抽采效果,目前常采用掏穴钻进技术增大煤层段局部钻孔直径,避免了岩层孔段的无效进尺,但受掏穴钻头结构限制,一般需要在先导钻孔完成后提钻,然后重新下入掏穴钻头进行掏穴钻进,存在工序多、辅助作业时间长的问题。为... 详细信息

为提高穿层钻孔瓦斯抽采效果,目前常采用掏穴钻进技术增大煤层段局部钻孔直径,避免了岩层孔段的无效进尺,但受掏穴钻头结构限制,一般需要在先导钻孔完成后提钻,然后重新下入掏穴钻头进行掏穴钻进,存在工序多、辅助作业时间长的问题。为解决以上问题,采用齿轮齿条结构形式设计了一种随钻式机械掏穴钻头。该钻头在岩层孔段钻进时翼片收回,进入煤层后,利用水力参数的改变推动带齿条的活塞轴向运动,活塞带动带齿轮的翼片旋转并张开,从而进行掏穴钻进;掏穴钻进完成后,翼片缩回,钻头顺利退出钻孔,进行封孔连抽。现场试验结果表明,该钻头能够在岩层段保持闭合时进行先导孔施工,进入煤层后增大泵量时可顺利张开并进行掏穴钻进,增大了煤层孔段钻孔直径,降低了穿层钻孔辅助作业时间,提高了穿层钻孔掏穴施工效率。

关键词：煤炭开采穿层钻孔瓦斯抽采随钻式机械掏穴钻头掏穴钻进

来源：评论

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PDC实钻性能的测试与评价

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金刚石与磨料磨具工程 2018年第3期38卷 86-90页

作者：孙荣军谷拴成石智军张幼振张献振西安科技大学建筑与土木工程学院西安710054 中煤科工集团西安研究院有限公司西安710077

在总结分析国内外有关PDC切削齿性能测试方法的基础上,采用常规检测方法对不同生产厂家的5种PDC产品的磨耗比、冲击韧性和热稳定性进行测试、评价和优选,并对优选出的2种PDC在微钻试验平台上进行实钻性能测试。结果表明:用微钻试验的钻... 详细信息

在总结分析国内外有关PDC切削齿性能测试方法的基础上,采用常规检测方法对不同生产厂家的5种PDC产品的磨耗比、冲击韧性和热稳定性进行测试、评价和优选,并对优选出的2种PDC在微钻试验平台上进行实钻性能测试。结果表明:用微钻试验的钻进效率衰减系数和钻进效率均峰值来评价PDC实钻性能,方法科学,数据准确,结果实用,可作为煤矿用PDC钻头切削齿选型的参考依据。

关键词：微钻试验台聚晶金刚石复合片切削齿实钻性能评价选型研究

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基于电液微钻试验台的聚晶金刚石复合片性能分析

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煤矿机械 2017年第8期38卷 55-57页

作者：张献振王传留居培李锁智中煤科工集团西安研究院有限公司西安710077

利用电液微钻试验台对复合片性能进行评价,将复合片焊接于微钻头基体上,通过模拟真实的钻头钻进环境,利用钻头钻进时效参数来评价复合片的综合性能。对10种不同性能PDC进行了测试,测试表明:O_2综合性能最佳,与常规性能测试的O_1为最佳PD... 详细信息

利用电液微钻试验台对复合片性能进行评价,将复合片焊接于微钻头基体上,通过模拟真实的钻头钻进环境,利用钻头钻进时效参数来评价复合片的综合性能。对10种不同性能PDC进行了测试,测试表明:O_2综合性能最佳,与常规性能测试的O_1为最佳PDC有所出入,电液微钻试验台的实测可以为钻头的PDC选型提供参考。

关键词：聚晶金刚石复合片电液微钻试验钻进时效钻进时效衰减率

来源：评论

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