4000 m交流变频电驱岩心钻机的研制及其 在地热井的工程应用 被引量：17

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作者 刘凡柏 高鹏举 +6 位作者 任启伟 沈怀浦 臧臣坤 李文秀 汤小仁 伍晓龙 高明帅 《探矿工程（岩土钻掘工程）》 2018年第10期40-46,共7页

为满足深部找矿、科学钻探以及新能源勘探等对深孔取心钻探装备的需求,开展了4000m地质岩心成套技术装备研究。4000m地质岩心钻机回转系统采用顶驱系统,实现高转速下取心钻进;在井架底部设计有转盘回转系统,可进行大扭矩低转速钻进以应... 为满足深部找矿、科学钻探以及新能源勘探等对深孔取心钻探装备的需求,开展了4000m地质岩心成套技术装备研究。4000m地质岩心钻机回转系统采用顶驱系统,实现高转速下取心钻进;在井架底部设计有转盘回转系统,可进行大扭矩低转速钻进以应对不同的工况需求;钻机塔架和升降系统能进行长立根提下钻,可缩短提下钻作业时间;钻机的电传电控系统采用了目前国际先进的全数字交流变频技术及自动化、智能化控制技术、计算机控制技术、现场总线通讯和程序控制技术等,实现回转系统的无级调速和司钻的智能化控制。研制的4000m交流变频电驱岩心钻机在天津东丽湖地热调查井(CGSD-01井)中应用,初步验证了其技术性能,具有操作简便、安全性与可靠性高、使用成本低等优点。本文介绍了4000m交流变频电驱岩心钻机的项目来源、国内外研究现状、总体技术方案、主要结构及特点、主要技术参数、野外生产试验应用等情况。 展开更多

关键词 4000m岩心钻机 交流变频 垂直升降井架 电顶驱 电驱转盘 绞车 地热井

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5000米地质岩心钻机主绞车设计 被引量：6

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作者 高鹏举 董耀 +7 位作者 刘凡柏 李文秀 任启伟 伍晓龙 汤小仁 赵远 王晓赛 陈剑铭 《探矿工程（岩土钻掘工程）》 2020年第4期40-45,共6页

为应对深地探测工程对特深孔地质钻探装备提出的新要求,“十三五”国家重点研发计划立项开展5000 m地质岩心钻机的研发。作为钻机核心部件的主绞车,需要满足自动化、智能化钻探需求。在调研了主绞车的研究发展现状基础上,借鉴石油钻机... 为应对深地探测工程对特深孔地质钻探装备提出的新要求,“十三五”国家重点研发计划立项开展5000 m地质岩心钻机的研发。作为钻机核心部件的主绞车,需要满足自动化、智能化钻探需求。在调研了主绞车的研究发展现状基础上,借鉴石油钻机绞车的结构,确定了本主绞车运行参数及方案,并对关键零部件进行了设计与选型,完成了主绞车的设计。经过验算,主绞车运行参数能满足特深孔岩心钻探工艺的要求,并可以在地热、浅层油气探采等领域进行应用拓展。 展开更多

关键词 深部钻探 岩心钻机 绞车 交流变频 自动送钻

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钻探参数实时采集系统研制与应用 被引量：6

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作者 汤小仁 孟义泉 +1 位作者 訾兵 梁日旺 《探矿工程（岩土钻掘工程）》 2020年第6期46-53,共8页

钻探参数实时采集系统研制的目的是向钻探技术及管理人员提供直观的钻探实时参数,通过该系统可全天候的掌握钻探工况。钻探参数采集的方法是通过传感器采集压力、转速、位移、流量、液位等物理参数,使用配套的软硬件设备进行数据转换和... 钻探参数实时采集系统研制的目的是向钻探技术及管理人员提供直观的钻探实时参数,通过该系统可全天候的掌握钻探工况。钻探参数采集的方法是通过传感器采集压力、转速、位移、流量、液位等物理参数,使用配套的软硬件设备进行数据转换和处理,在人机交互界面显示直观的工程参数。该系统根据野外现场不同工作环境可以使用互联网、GPRS终端或者北斗卫星终端把现场实时工程数据无线传输至远程服务器上,用户通过手机或电脑即可查看到现场的实时或历史工程数据。采用本系统可以预防和减少钻探事故,为事故处理提供数据支撑,为实现钻探自动化、智能化提供基础数据。 展开更多

关键词 钻探参数实时采集 数据采集 传感器 地质云

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凸包型仿生耦合金刚石钻头模拟分析 被引量：4

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作者 王建强 李国民 +1 位作者 汤小仁 简崇林 《探矿工程（岩土钻掘工程）》 2012年第1期77-79,84,共4页

研究发现仿生耦合钻头较普通钻头钻进时效提高很多。仿生耦合钻头一方面能使钻头唇面有较高的比压;另一方面能使钻头具有很好的冷却效果,因此在钻探工程中有很好的应用前景。应用数值模拟软件ansys,模拟分析了凸包型非光滑表面对金刚石... 研究发现仿生耦合钻头较普通钻头钻进时效提高很多。仿生耦合钻头一方面能使钻头唇面有较高的比压;另一方面能使钻头具有很好的冷却效果,因此在钻探工程中有很好的应用前景。应用数值模拟软件ansys,模拟分析了凸包型非光滑表面对金刚石钻头性能的影响。对比分析了4种不同非光滑度状况下,钻头在一定的钻压作用下在岩石表面产生滑动摩擦的过程。主要分析了该过程中岩层的等效应力、钻头底唇面的接触摩擦应力和接触压力的变化规律。研究发现,凸包型非光滑表面在一定程度上可以提高钻头的使用寿命和钻进效率。 展开更多

关键词 仿生学 非光滑 凸包 金刚石钻头 模拟分析

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气举反循环双壁钻具流场仿真分析 被引量：3

5

作者 伍晓龙 冯钰琦 +5 位作者 杜垚森 高鹏举 赵远 王晓赛 汤小仁 王庆晓 《钻探工程》 2022年第3期83-91,共9页

气举反循环钻进工艺具有钻进效率高、工艺配套简单、孔内干净等特点,广泛应用于工程实践中。但由于配套的双壁钻具结构设计主要依据经验进行,在理论研究方面不成熟,导致对工程应用中出现的问题缺乏深度分析。文章借助数值模拟研究方法... 气举反循环钻进工艺具有钻进效率高、工艺配套简单、孔内干净等特点,广泛应用于工程实践中。但由于配套的双壁钻具结构设计主要依据经验进行,在理论研究方面不成熟,导致对工程应用中出现的问题缺乏深度分析。文章借助数值模拟研究方法对气举反循环技术中双壁钻杆环形空间与气水混合器两个重要部件的流场速度与压力特征进行数值仿真。结果表明:减少双壁钻杆环形空间的变径或增加变径长度更有利于减少压力损失和能量损耗,气水混合器完全对称的进气孔结构更有利于上返速度的均匀性,减少堵塞问题的发生。研究结果可为气举反循环钻具的设计及解决实际工程问题提供参考。 展开更多

关键词 气举反循环 双壁钻具 双壁钻杆 气水混合器 数值模拟 流场分析

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SDC-2500型煤层气车载钻机桅杆支架的模态分析 被引量：2

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作者 杜垚森 师敏 +4 位作者 赵远 伍晓龙 高鹏举 汤小仁 王晓赛 《钻探工程》 2022年第2期51-57,共7页

煤层气车载钻机桅杆是重要的执行机构,桅杆支架是桅杆的重要支撑,其工作振动的稳定性直接决定着桅杆工作的可靠性。采用有限元模态分析方法,对桅杆支架自由振动状态和预应力状态进行模态模拟分析,得到此两种状态下固有频率和模态振型数... 煤层气车载钻机桅杆是重要的执行机构,桅杆支架是桅杆的重要支撑,其工作振动的稳定性直接决定着桅杆工作的可靠性。采用有限元模态分析方法,对桅杆支架自由振动状态和预应力状态进行模态模拟分析,得到此两种状态下固有频率和模态振型数值结果及变化规律,通过对比分析,说明二者的结果很相近,但也存在细微差别,结果表明预应力对桅杆支架的振动影响很小,同时验证了桅杆支架不会产生共振,为支架结构设计提供了支撑,为拓扑优化设计和更深入的动力学分析提供了理论基础,具有十分重要的意义。 展开更多

关键词 煤层气车载钻机 桅杆支架 模态分析 固有频率 模态振型

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深部地热能开发保温管技术研究现状及发展趋势 被引量：1

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作者 杜垚森 封优生 +8 位作者 伍晓龙 师敏 高鹏举 汤小仁 赵远 王晓赛 王庆晓 董向宇 李秀峰 《钻探工程》 2022年第6期138-145,共8页

地热能是一种清洁的可再生能源,用地热能替代高碳能源是减少碳排放的有效途径之一。井下保温管技术是影响地热能开采效率的关键技术之一。本文从保温管的结构、材料、保温材料及制作工艺方面介绍了井下保温管的发展研究现状,指出纳米保... 地热能是一种清洁的可再生能源,用地热能替代高碳能源是减少碳排放的有效途径之一。井下保温管技术是影响地热能开采效率的关键技术之一。本文从保温管的结构、材料、保温材料及制作工艺方面介绍了井下保温管的发展研究现状,指出纳米保温材料与真空油管的融合将是未来的发展趋势,真空纳米保温管是用于深部地热能开采的首选,同时也指出了真空纳米保温管的基础结构因素对保温性能的影响机制是研究的重点,为优化保温管的制作工艺、降本增效提供参考。 展开更多

关键词 地热能 保温管技术 真空纳米保温管 真空油管 研究现状 发展趋势

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全回转套管钻进套管柱的力学模型优化分析 被引量：1

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作者 杜垚森 伍晓龙 +3 位作者 高鹏举 汤小仁 王晓赛 赵远 《四川建筑科学研究》 2022年第4期58-63,71,共7页

介绍了桩基全回转套管钻进工艺的基本原理和优点,分析了套管在工作过程中失效的原因,其中力学因素为核心因素,总结了套管柱力学分析的研究现状,针对缺少系统合理的套管柱力学模型问题,以钢管静压桩理论为基础,提出了一种较为合理的套管... 介绍了桩基全回转套管钻进工艺的基本原理和优点,分析了套管在工作过程中失效的原因,其中力学因素为核心因素,总结了套管柱力学分析的研究现状,针对缺少系统合理的套管柱力学模型问题,以钢管静压桩理论为基础,提出了一种较为合理的套管柱力学模型研究思路:通过试验的方法模拟套管钻进时的工作状态,得出相应的修正系数,优化钢管静压桩力学模型,从而得出更加合理的套管柱的力学模型。 展开更多

关键词 套管钻进 套管柱 力学模型 钢管静压桩理论 试验研究

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车装全液压钻机桅杆模态分析及拓扑优化

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作者 杜垚森 和国磊 +12 位作者 冯起赠 赵远 师敏 宋志彬 朱芝同 刘晓林 许本冲 秦如雷 马汉臣 伍晓龙 高鹏举 汤小仁 王晓赛 《钻探工程》 2022年第3期70-75,共6页

车装全液压钻机具有自动化程度高、工艺适用范围广、机动性好及施工效率高等优点,因此被广泛应用于煤层气抽采井、水井等钻井施工。桅杆作为钻机的重要构件,支撑着动力头的回转钻进工作,桅杆工作振动的稳定性对钻机工作的可靠性具有十... 车装全液压钻机具有自动化程度高、工艺适用范围广、机动性好及施工效率高等优点,因此被广泛应用于煤层气抽采井、水井等钻井施工。桅杆作为钻机的重要构件,支撑着动力头的回转钻进工作,桅杆工作振动的稳定性对钻机工作的可靠性具有十分重要的影响。通过对桅杆进行模态分析,明确了桅杆的固有频率和模态振型,结果表明桅杆可能发生共振现象;通过对桅杆进行拓扑优化分析,并且根据桅杆的实际功能,得到优化模型,静力分析和模态分析结果均表明优化效果显著,满足结构强度要求且避免了共振的发生。桅杆的有限元分析,为桅杆的结构设计提供了理论支撑,同时提供了一种现代机械结构设计方法,具有一定的参考意义。 展开更多

关键词 车装全液压钻机 桅杆 模态分析 拓扑分析 固有频率 共振

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“羊D1”油气勘探井井控装置的连接设计 被引量：1

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作者 汤小仁 王庆晓 古卫鹏 《探矿工程（岩土钻掘工程）》 2016年第12期63-67,共5页

在地质勘探钻井中一般不需要进行井口压力控制。辽西金羊盆地"羊D1"钻井采用地质勘探井的钻井工艺方法进行油气勘探,需要预备有井口压力控制措施。地质钻井设备和井控装置如何耦合是本文讨论的重点。以该井为例,介绍了用全液... 在地质勘探钻井中一般不需要进行井口压力控制。辽西金羊盆地"羊D1"钻井采用地质勘探井的钻井工艺方法进行油气勘探,需要预备有井口压力控制措施。地质钻井设备和井控装置如何耦合是本文讨论的重点。以该井为例,介绍了用全液压岩心钻机全孔金刚石绳索取心钻进工艺施工油气勘探井的施工工艺。钻进中综合考虑了YDX-6型全液压岩心钻机平台的下方空间尺寸、井身结构设计以及本钻井的井口压力控制等要求,选择和设计了一套满足小口径取心钻探施工要求的井控装置。 展开更多

关键词 油气勘探井 井控 全液压岩心钻机 金刚石绳索取心钻进 防喷器

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钻井利器的故事之“全液压岩心钻机”

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作者 薛倩冰 王晓赛 +6 位作者 樊广月 伍晓龙 汤小仁 杜垚森 王庆晓 董向宇 高鹏举 《钻探工程》 2024年第4期172-176,共5页

钻机作为钻探工程中最重要的地面设备,是当之无愧的钻井利器。全液压岩心钻机是岩心钻机的主要发展方向。本文从科普的角度,介绍了岩心钻机在破岩过程中提供压力和旋转运动的主要作用,类比杠杆分析液压传动的工作原理,回顾了立轴式手把... 钻机作为钻探工程中最重要的地面设备,是当之无愧的钻井利器。全液压岩心钻机是岩心钻机的主要发展方向。本文从科普的角度,介绍了岩心钻机在破岩过程中提供压力和旋转运动的主要作用,类比杠杆分析液压传动的工作原理,回顾了立轴式手把钻机、立轴式油压钻机到全液压岩心钻机的发展历程,阐述模块化轻便岩心钻机的特点及适合绿色勘查要求的优越性,并指出全液压岩心钻机的智能化、高效化、绿色化的发展方向。 展开更多

关键词 岩心钻机 全液压 轻便化 模块化 智能化 绿色勘查

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