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Home > Archive>Volume 48, Issue 4, 2021 >60-65. DOI:10.12143/j.ztgc.2021.04.008
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Development of the air DTH hammer drilling bit for high temperature hard rock
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[cstr]
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Institute of Exploration Technology, CAGS, Chengdu Sichuan 611734, China

Clc Number:

P634.4+1

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    Abstract:

    Experimental hot dry rock development wells are drilled under high-temperature and hard rock formation conditions where there are still many technical difficulties in how to achieve efficient drilling. Air DTH hammer drilling technology is one of the effective methods to solve the problems with drilling in hard rock formations. The DTH hammer bit is the key tool for air drilling. Through the application of air DTH hammer drilling technology in the hot dry rock well GH-01 in Gonghe of Qinghai， the paper analyzes and discusses the problems of broken teeth， severe wear and short service life of the air DTH hammer bits. The air DTH hammer drill bit was optimized from several aspects， such as drill bit structure design， drill bit processing material selection， and drill bit cold pressing and tooth fitting technology. The finite element analysis method was used in the optimization process of tooth fitting to simulate and calculate the interference of the cold-pressing tooth fitting process， and according to the results of analysis and calculation， the optimal interference of tooth fitting was determined. The optimized structure， materials， and processing of the DTH hammer bit can provide some reference for the development of air DTH hammer bits suitable for drilling high-temperature hard rock， improve the comprehensive drilling efficiency of air DTH hammer drilling， and provides technical support and reserve for the development of hot dry rock.

    Reference
    [1] 曾义金.干热岩热能开发技术进展与思考[J].石油钻探技术，2015，43（2）：1-7.ZENG Yijin. Technical progress and thinking for development of hot dry rock （HDR） geothermal resources[J]. Petroleum Drilling Techniques， 2015，43（2）：1-7.
    [2] 彭新明.我国干热岩地热资源钻采工艺浅议[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2019，46（S1）：167-169.PENG Xinming. Discussion on drilling and production technology of dry hot rock geothermal resources in China[J]. Exploration Engineering （Rock & Soil Drilling and Tunneling）， 2019，46（S1）：167-169.
    [3] 王勇军，代娜，郑宇轩.干热岩钻探关键技术探索[J].山东国土资源，2019，35（2）：64-68.WANG Yongjun， DAI Na， ZHENG Yuxuan. Study on key technologies of dry hot rock drilling[J]. Shandong Land Resources， 2019，35（2）：64-68.
    [4] 刘伟莉，马庆涛，付怀刚.干热岩地热开发钻井技术难点与对策[J].石油机械，2015，43（8）：11-15.LIU Weili， MA Qingtao， FU Huaigang. Difficulties and countermeasures of drilling technology for geothermal development in dry hot rock[J]. China Petroleum Machinery， 2015，43（8）：11-15.
    [5] 冉恒谦，冯起赠.我国干热岩勘查的有关技术问题[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2010，37（10）：17-21.RAN Hengqian， FENG Qizeng. Some technical issues on hot dry rock exploration in China[J]. Exploration Engineering （Rock & Soil Drilling and Tunneling）， 2010，37（10）：17-21.
    [6] 阴文行，冯红喜，左科峰，等.气举反循环钻进技术在干热岩开发中的应用分析[J].地质装备，2017，18（2）：33-37.YIN Wenhang， FENG Hongxi， ZUO Kefeng， et al. Application analysis of air lift reverse circulation drilling technology in dry hot-rock development[J]. Equipment for Geotechnical Engineering， 2017，18（2）：33-37.
    [7] 郑宇轩.青海共和干热岩GR1井钻井工艺技术[J].地质与勘探，2018，54（5）：1038-1045.ZHENG Yuxuan. The drilling technology for the GR1 well in hot-dry rock of Gonghe， Qinghai province [J]. Geology and Exploration， 2018，54（5）：1038-1045.
    [8] 刘海波.空气泡沫潜孔锤钻进技术在大直径基岩深井中的应用试验[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2015，42（5）：31-34.LIU Haibo. Application test of air foam DTH drilling in large diameter deep bedrock well[J]. Exploration Engineering （Rock & Soil Drilling and Tunneling）， 2015，42（5）：31-34.
    [9] 宋继伟，赵华宣，苏宁，等.空气潜孔锤钻进典型事故原因分析及处理措施[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2018，45（5）：22-28.SONG Jiwei， ZHAO Huaxuan， SU Ning， et al. Analysis on the causes of typical accidents of air DTH hammer drilling and the treatment measures[J]. Exploration Engineering （Rock & Soil Drilling and Tunneling）， 2018，45（5）：22-28.
    [10] 谢文苹，路睿，张盛生，等.青海共和盆地干热岩勘查进展及开发技术探讨[J].石油钻探技术，2020，48（3）：77-84.XIE Wenping， LU Rui， ZHANG Shengsheng， et al. Progress in hot dry rock exploration and a discussion on development technology in the Gonghe Basin of Qinghai[J]. Petroleum Drilling Techniques， 2020，48（3）：77-84.
    [11] 刘明博，陈轶平.气动潜孔锤钻进技术在黔东南岩溶地区地源热泵勘探井中的应用[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2019，46（1）：51-55.LIU Mingbo， CHEN Yiping. Application of pneumatic DTH hammer drilling technique in ground source heat pump exploration well in karst area of Southeast Guizhou[J]. Exploration Engineering （Rock & Soil Drilling and Tunneling）， 2019，46（1）：51-55.
    [12] 石永泉.潜孔锤钻进技术[M].成都：西南交通大学出版社，2013.SHI Yongquan. DTH drilling technology[M]. Chengdu： Southwest Jiaotong University Press， 2013.
    [13] 苏长寿，阴文行，冯红喜，等.液动潜孔锤技术应用于干热岩钻井的可行性探讨[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2017，44（3）：14-16，26.SU Changshou， YIN Wenhang， FENG Hongxi， et al. Feasibility study on application of hydraulic hammer technology in hot dry rock drilling[J]. Exploration Engineering （Rock & Soil Drilling and Tunneling）， 2017，44（3）：14-16，26.
    [14] 赵福森，张凯.青海贵德ZR1干热岩井钻进工艺研究[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2016，43（2）：18-23，35.ZHAO Fusen， ZHANG Kai. Research on hot dry rock well drilling technology[J]. Exploration Engineering （Rock & Soil Drilling and Tunneling）， 2016，43（2）：18-23，35.
    [15] 朱海燕，张然.空气锤钎头现状及发展趋势[J].石油矿场机械，2009，38（9）：16-20.ZHU Haiyan， ZHANG Ran. Development of air hammer bit[J]. Oil Field Equipment， 2009，38（9）：16-20.
    [16] 张国榉.凿岩钎具的设计、制造和选用[M].长沙：湖南科学技术出版社，1989.ZHANG Guoju. Design， manufacture and selection of rock drilling tools[M]. Changsha： Hunan Science and Technology Press， 1989.
    [17] 谢志莲.柱齿钎头冷压固齿工艺试验研究[J].湖南有色金属，1992，8（5）：274-276.XIE Zhilian. Experimental study on cold pressing and fixing technology of cylindrical bit[J]. Hunan Nonferrous Metals， 1992，8（5）：274-276.
    [18] 訚耀保，张昌钧，岑斌，等.大直径气动潜孔锤钻头球齿与本体的过盈量分析[J].液压气动与密封，2013，33（12）：17-20.YIN Yaobao， ZHANG Changjun， CEN Bin， et al. Interference analysis of drill and body for large diameter pneumatic DTH hammer[J]. Hydraulics Pneumatics & Seals， 2013，33（12）：17-20.
    [19] 谭卓英，赖海辉.柱齿钻头冷压固齿最佳参数的分析与研究[J].中南矿冶学院学报，1990，21（6）：585-594.TAN Zhuoying， LAI Haihui. Analysis and study of cold-press holding button optimum anrameters of button bit[J]. Journal of Central & South Institute of Mining and Metallurgy， 1990，21（6）：585-594.
    [20] 瞿叶高，卜长根，刘宝林，等.潜孔锤钻头球齿冲击过程数值模拟[J].现代制造工程，2008（4）：10-12，22.QU Yegao， BU Changgen， LIU Baolin， et al. Simulation study of DTH hammer bit insert impact process[J]. Modern Manufacturing Engineering， 2008（4）：10-12，22.
    [21] 瞿叶高，卜长根，刘宝林.网格对潜孔锤钻头球齿冲击过程数值模拟的影响[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2007，34（6）：10-13.QU Yegao， BU Changgen， LIU Baolin. Efect on numerical simulation of DTH hammer bit insert impact process by mesh size[J]. Exploration Engineering （Rock & Soil Drilling and Tunneling）， 2007，34（6）：10-13.
    [22] 罗宏保，李子章，姜昭群，等.冲击挤压跟管钻具的设计与仿真分析[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2013，40（7）：97-99.LUO Hongbao， LI Zizhang， JIANG Zhaoqun， et al. Design of the impact extrusion drilling tool with casing and the simulation analysis[J]. Exploration Engineering （Rock & Soil Drilling and Tunneling）， 2013，40（7）：97-99.
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  • Abstract:691
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History
  • Received:July 24,2020
  • Revised:January 24,2021
  • Adopted:February 09,2021
  • Online: April 10,2021
  • Published: April 10,2021
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