4/9/2025, 12:38:49 PM 星期三
首页 > 过刊浏览>2024年第51卷第6期 >14-23. DOI:10.12143/j.ztgc.2024.06.002
PDF HTML阅读 XML下载 导出引用 引用提醒
偏心冲击回转钻进工艺试验研究及其所用钻头的开发
作者:
作者单位:

1.上海市建筑科学研究院有限公司，上海 200032;2.中国地质大学(武汉)工程学院，湖北 武汉 430074;3.西伯利亚联邦大学(Сибирский Федеративный университет)，克拉斯诺雅尔斯克(г.Красноярск) 660095;4.俄罗斯(Россия)，湖北省地震局，湖北 武汉 430064

中图分类号:

P634

基金项目:

国家自然科学基金面上项目“不同结构高压电脉冲钻头的破岩过程与预测模型研究”（编号：42272366）


Experimental research on drilling parameters of eccentric percussion rotary drilling and development of the drill bit used for
Author:
Affiliation:

1.Shanghai Institute of Building Sciences Limited Company, Shanghai200032, China;2.Faculty of Engineering, China University of Geosciences (Wuhan), WuhanHubei430074, China;3.Siberian Federal University, Krasnoyrsk660095, Russia;4.Hubei Province Earthquake Agency, WuhanHubei430064, China

  • 摘要
    • | |
  • 访问统计
    • |
  • 参考文献 [36]
    • |
  • 相似文献 [20]
    • | | |
  • 文章评论
    摘要:

    冲击回转钻进是一种重要的钻进方法，在地质钻探中得到了广泛应用。传统上，冲击回转钻进中冲击脉冲是垂直的，不是偏心的。俄罗斯专家提出利用偏心冲击产生的冲击脉冲来破碎岩石，以提高其破碎效果，这是一个新的理念，是一种创新。试验研究证明了偏心冲击回转钻进中，在岩石中不仅产生垂直正应力，还产生切向剪应力，有利于岩石破碎效果和钻进效率的提高。在偏心距E=1~2 mm冲击脉冲钻进粗粒玄武岩和大理岩条件下，机械钻速和钻头每转进尺比E=0 mm时都有大幅度的提高。此外，还研发了与之配套的偏心冲击回转钻进用钻头，并取得了发明专利，使偏心冲击回转钻进在地质勘探中的效果和作用得到了进一步的加强。建议中国对偏心冲击回转钻进进一步研究。

    Abstract:

    Percussion rotary drilling is an important method of drilling and widely used in geological exploration. Traditionally in percussion rotary drilling application of impact pulse is centric，but not eccentric. Russian experts have put award fragmentation of rock by application of eccentric impact pulse in order to improve the result of the fragmentation. That is a new concept and an innovation. The experimental research has been proved， that in percussion rotary drilling by eccentric impact pules in rock not only vertical normal stress are created， but also tangential shear stress created and it is beneficial to improve the result of rock fragmentation and rising of drilling rate. In drilling dolerite and marble at eccentricity E=1~2mm the mechanical drilling rate and bit penetration per revolution are increased substantially in comparison with E=0mm. Matching with the mentioned above the drill bit for eccentric percussion rotary drilling has been developed and the bit patent obtained， strengthening the result and role of the eccentric percussion rotary drilling further in geological exploration. It is suggested that further research on eccentric percussive rotary drilling should be carried out in China.

    参考文献
    [1] 汤凤林，赵荣欣，周欣，等.深部钻进用新型复合片钻头的试验研究[J].钻探工程，2023，50（1）：39-48.TANG Fenglin， ZHAO Rongxin， ZHOU Xin， et al. Experimental research on a new generation PDC bit used for deep drilling[J]. Drilling Engineering， 2023，50（1）：39-48.
    [2] 汤凤林，Нескоромных В.В.，宁伏龙，等.金刚石钻进岩石破碎过程及其与规程参数关系的研究[J].钻探工程，2021，48（10）：43-55.TANG Fenglin， NESKOROMNYH V.V.， NING Fulong， et al. Research on the rock fragmentation process and its relationship with drilling parameters in diamond drilling[J]. Drilling Engineering， 2021，48（10）：43-55.
    [3] 汤凤林，赵荣欣，Нескоромных B. B.，等.PDC钻头钻进岩石破碎过程及其与钻进规程参数关系的分析研究[J].钻探工程，2024，51（1）：5-14.TANG Fenglin， ZHAO Rongxin， NESKOROMNYH V. V.， et al. Analytical research on the rock fragmentation process and its relationship with drilling parameters in PDC bit drilling[J]. Drilling Engineering， 2024，51（1）：5-14.
    [4] 胡郁乐，张惠，王稳石，等.深部岩心钻探关键技术[M].武汉：中国地质大学出版社，2018.HU Yule， ZHANG Hui， WANG Wenshi， et al. Key Technologies in Deep Core Drilling[M]. Wuhan： China University of Geosciences Press， 2018.
    [5] 汤凤林，Чихоткин A.B.，段隆臣，等.关于利用系统论方法设计金刚石钻头的分析研究[J]．探矿工程（岩土钻掘工程），2020，47（1）：13-19.TANG Fenglin， CHIKHOTKIN V.F.， DUAN Longchen， et al. Analytical research on design of diamond drill bits with the system theory approach[J]. Exploration Engineering （Rock Soil Drilling and Tunneling）， 2020，47（1）：13-19.
    [6] 朱恒银，王强，杨展，等.深部地质钻探金刚石钻头研究与应用[M].武汉：中国地质大学出版社，2014.ZHU Hengyin， WANG Qiang， YANG Zhan， et al. Research and Application of Diamond Bit for Deep Geological Drilling[M]. Wuhan： China University of Geosciences Press， 2014.
    [7] 朱恒银，王强，杨凯华，等.深部岩心钻探技术与管理[M].北京：地质出版社，2014.ZHU Hengyin， WANG Qiang， YANG Kaihua， et al. Deep Core Drilling Technology and Management[M]. Beijing： Geological Publishing House， 2014.
    [8] 汤凤林，沈中华，段隆臣，等.深部各向异性硬岩钻进用新型金刚石钻头试验研究[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2017，44（4）：74-79.TANG Fenglin， SHEN Zhonghua， DUAN Longchen， et al. Experimental research on new type diamond bit for drilling in deep hard anisotropic rocks[J]. Exploration Engineering （Rock Soil Drilling and Tunneling）， 2017，44（4）：74-79.
    [9] 汤凤林，沈中华，段隆臣，等.关于切削型多节式刮刀钻头的分析研究[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2017，44（6）：88-92.TANG Fenglin， SHEN Zhonghua， DUAN Longchen， et al. Analytical research on cutting type multitier wing bit[J]. Exploration Engineering （Rock Soil Drilling and Tunneling）， 2017，44（6）：88-92.
    [10] Нескоромных В.В.， Головченко А.Е.， Попова М.С. Модернизация породоразрушающего инструмента для ударно-вращательного бурения， реализующего внецентренное приложение ударных импульсов[J]. Известия высших учебных заведений Геология и разведка， 2019（5）：64-69.
    [11] Нескоромных B.B.， Попова M.C.， Головченко A.E.， et al. Методика управления процессом бурения и экспериментальные исследования сил сопротивления при бурении долотами с резцами PDC[J]. Записки Горного Института， 2020，245：539-546.
    [12] Нескоромных В.В. Головченко антон евгеньевич （RU） буровое долото для ударно-вращательного бурения： 2018118680[P]. 2018-05-21.
    [13] Нескоромных B.B. Результаты экспериментальных исследований разрушения горных пород внецентренными ударными импульсами[J]. Геология и разведка， 1999（6）： 115-120.
    [14] Головченко А.Е. Исследования зависимости угла перекоса забоя от эксцентриситета приложения удара[J]. Проблемы геологии и освоения недр， 2018，2：497-499.
    [15] Опарин В.Н.， В Тимонин.В， Карпов В.Н. Количественная оценка эффективности процесса разрушения горных пород при ударно-вращательном бурении скважин[J]. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых， 2016（6）：60-74.
    [16] Тимонин В.В.， Карпов В.Н. Оценка процесса разрушения горных пород при ударно-вращательном бурении скважин[J]. Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук， 2016，2（3）：172-176.
    [17] Васильев А.Н.， Шишляев В.В.， Кирильченко А.В. Внедрение ударно-вращательного способа бурения и эффективных методов геолого-промысловых исследований при разведке метаноугольных месторождений[J]. Разведка и охрана недр， 2014（1）：45-49.
    [18] Нескоромных В.В.， Попова М.С.， Л Баочанг. Влияние среды призабойной зоны скважины на эффективность разрушения горной породы резцом PDC[J]. Известия Томского политехнического университета. Инженеринг георесурсов， 2021，332（9）：119-127.
    [19] Нескоромных В.В.， Попова М.С.， Чихоткин А.В. Методика проектирования долот с резцами PDC， учитывающая динамические процессы резания-скалывания горной породы и сопротивление среды[J]. Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и море， 2020（4）： 14-17.
    [20] Нескоромных B.B.， Попова M.C.， Зотов З.Г.， et al. Алгоритм управления системой алмазного бурения[J]. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов， 2022， 333（2）：81-89.
    [21] Hескоромных B.B.， Попова М.С. Разработка методики управления процессом бурения на основе комплексного анализа критериев[J]. Записки Горного института， 2019，240： 701-710.
    [22] Hескоромных B.B.， Попова М.С.， Л Баочанг. Разрушение горных пород при бурении скважин алмазным буровым инструментом[M]. Красноярск： Для личного использования， 2020.
    [23] Нескоромных В.В.， Попова М.С.， Харитонов А.Ю. Влияние сил сопротивления на глубину резания-скалывания горной породы алмазным резцом[J]. Известия Томского политехнического университета.Инжиниринг георесурсов， 2020，331（10）： 40-48.
    [24] Третьяк А.Я.， Попов В.В.， Гроссу А.Н.， et al. Борисов/инновационные подходы к конструированию высокоэффективного породоразрушающего инструмента[J]. Горный информационно-аналитический бюллетень， 2017，（8）：225-230.
    [25] Кубасов B.B. Повышение эффективности бурения геологоразведочных скважин в твердых породах путем модернизации матрицы алмазного породоразрушающего инструмента[D]. Москва： ВПО Российский государственный геологоразведочный университет имени Серго Орджоникидзе， 2015.
    [26] Богатырева Г.П. Оценка перспективности структурирования металломатричныхалмазных буровых коронок наноалмазами[C]//Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент-техника и технология его изготовления и применения： Сб . Киев： Iнститут надтвердих матерiалiв iм. В.М. Бакуля НАН Украïни， 2011： 97-102.
    [27] Нескоромных B B， Петенёв П П， ПНеверов A， et al. Разработка и экспериментальные исследования особенностей работы алмазной коронки для бурения в твердых анизотропных горных породах[J]. Известия Томского политехнического университета， 2015， 326（4）： 30-40.
    [28] Будюков Ю.Е.， Кубасов В.В.， Спирин B.И. Характер износа алмазной коронки[C]/Приоритетные направления развития науки и технологий： тезисы докладов Ⅹ Ⅴ Ⅱ научно-технической конференции Тула. Издательство， Инновационные технологии， 2015： 89-92.
    [29] Кубасов В.В. Исследование износа алмазнцх коронок[J]. Горный информвционно-аналитический бюллетень （научно-аналитический журнал）， 2015，4：6-11.
    [30] Третьяк A.A. Теоретическое обоснование， разработка конструктивных параметров и технологии бурения скважин коронками， армированными алмазно-твердосплавными пластинами[D]. Новочеркасск： Южно-Российский государственный политехнический университет， 2017.
    [31] Третьяк A.A. Разработка современных конструкцийкоронок， армированных алмазно-твердосплавными пластинами и технология их использования[D]. Новчеркасск： ЮРГТУ， 2012.
    [32] Третьяк А.А.др И. Буровые коронкиармированныеалмазно- твердосплавными пластинами[M]. Новчеркасск： Издательство 《Политехник》， 2015.
    [33] Третьяк А.А.др И. Конструкция буровых коронок армированные алмазно-твердосплавными пластинами сучетом схемы разрушения забоя скважины[J]. Строительство нефтяных и газовыхскважин на море исуше， 2015（6）：9-12.
    [34] Кубасов В.В.дри. Новые технологии повышения работоспособности алмазного породщразрушающего инструмента[J]. Экономика Ⅹ Ⅹ Ⅰ века. инновации， инвестиции， образование， 2013（5）：50-53.
    [35] Третьяк A.A. Техногогиябурения скважин коронками，армированными алмазно-твердосплавными пластинами[M]. Новчеркасск： Издательство Политехник， 2016.
    [36] Нескоромных B.B.， Попова M.C. Разработка алмазного инструмента с применением данных компьютерного моделирования и результатов системных исследований[J]. Инженер нефтяник， 2018（3）：18-23.
    引证文献
    网友评论
    网友评论
    分享到微博
    发 布
引用本文

汤凤林,赵荣欣,Нескоромных B. B.,等.偏心冲击回转钻进工艺试验研究及其所用钻头的开发[J].钻探工程,2024,51(6):14-23.
TANG Fenglin, ZHAO Rongxin, NESKOROMNYH V. V.,et al. Experimental research on drilling parameters of eccentric percussion rotary drilling and development of the drill bit used for[J]. Drilling Engineering, 2024,51(6):14-23.

复制
分享
文章指标
  • 点击次数:75
  • 下载次数: 1695
  • HTML阅读次数: 31
  • 引用次数: 0
历史
  • 收稿日期:2024-03-25
  • 最后修改日期:2024-07-12
  • 录用日期:2024-07-29
  • 在线发布日期: 2024-12-04
  • 出版日期: 2024-11-10
文章二维码
今日访问量：6873 总访问量：10375784   津ICP备19010518号-1  

津公网安备12011002024030号
地址：河北省廊坊市金光道77号 邮政编码：065000 电话：0316-2096324
网址：http://www.tkgc.net/ E-mail：tkgc@mail.cgs.gov.cn
钻探工程 ® 2025 版权所有技术支持：北京勤云科技发展有限公司