【導讀】沖擊回轉(zhuǎn)鉆進技術(shù)的設(shè)想始于歐洲。從上世紀五十年代開始，在。美國，加拿大和前蘇聯(lián)才研制出幾種具有實用意義的液動沖擊器。液動沖擊器是液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆探的關(guān)鍵設(shè)備。隨著中國現(xiàn)代化建。高的要求，所以，加速液動沖擊器的研究勢在必行。理和結(jié)構(gòu)特點，并提出了計算液動沖擊力和沖擊頻率的方法。并針對液動沖擊器的關(guān)鍵零件—沖錘彈簧進行了詳細的。本文主要作了以下工作：。1）詳細闡述了液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆探；4）閥式反作用液動沖擊器的性能分析和參數(shù)計算。原始文獻和第一手資料為原則。版，都必須注明出處或加以注釋。凡轉(zhuǎn)引文獻資料，應如實說明。引用和注釋，應力求客觀、公允、準確。偽注、偽造、篡改文獻和數(shù)據(jù)等，均屬學術(shù)不端行為致。3)著錄參考文獻能起索引作用。說學位申請者的課程考試通過了，但論文在答辯時被評為不合格，那么就不會授予他學位。核心期刊審核時間一般為4個月，須經(jīng)過初審、復審、終審三道程序。國家級期刊主管單位是國家部門或直屬部門。

　　

【正文】 561 ?????， 2．工作極限載荷 jp ：因為是 I 類載荷： jp ? Npn 9156? 3．彈簧材料直徑 d 及彈簧中徑 D 與有關(guān)參數(shù)： 根據(jù) jp 與 D 條件，從表 11219 得： d D jp jf ，dp 16 90 10405 877 n： 74877 ??? ，ppn d 按照表 11210 取標準值 n= 5．總?cè)?shù) 1n ： 1n =n+2=+2= 6．彈簧剛度 ，p ： mmNnpp d /, ???， 7．工作極限載荷下的變形量 jF ： mmnfF jj ???? 8．節(jié)距 t： mmdnFt j ????? 9．自由高度 0H ： mmdntH 3 7 ??????? ，取標準值 380mm 10．彈簧外徑 2D ： mmdDD 1061690 ????? 第三章 ГВМС5 液動錘 27 11．彈簧內(nèi)徑 1D ： mmdDD 7416901 ????? 28 12．螺旋角 ? ： rc t a na rc t a n ????? Dt? 13．展開長度 L： mmDnL 4118 os os 01 ?????? ? 驗算 1．最小載荷時的高度 1H ： mmppHH 0380101 ????? ， 2．最大載荷時的高度 nH ： mmppHH nn 63800 ????? ， 3．極限載荷時的高度 jH ： mmppHH jj 053800 ????? ， 4．實際工作行程 h： mmHHh n ????? 5．工作區(qū)范圍： 62148915 6。014801 ???? jnj FFFF 6．高徑 比 b： ??? DHb b,不必穩(wěn)定性驗算。 第四章 液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進的發(fā)展展望 4． 1 液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進的發(fā)展方向 液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進在地質(zhì)勘探鉆進今發(fā)展很快。從當前國內(nèi)外情況來 29 看，今后應從下列幾個方面進行研究和完善。 1．向小口徑發(fā)展 適應地質(zhì)巖心鉆探推廣小口徑的趨勢，沖擊器也應向小口徑方面發(fā)展。實踐平明，小口徑?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進具有較高的技術(shù)經(jīng)濟指標。如前所述，用 Г— 7 型沖擊器配用 ГЙЙ74МЬ 鉆頭鉆進 76 毫米的鉆孔，比普通金剛石鉆進和硬合金鉆進，機械鉆速增長 80 一 100％，回 次長度增加 30 一 50％，效率提高 30 一 60％。 2．擴大沖擊回轉(zhuǎn)鉆進深度 液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進的深度受送水管路能量損失及沖擊器沖擊功的大小所限。目前沖擊回轉(zhuǎn)已鉆深 800 一 900 米，增大送水泵的能力、增大沖擊器的沖擊功可進一步擴大其鉆進的深度。當然，細小孔徑也可減小對水泵和沖擊器能力的要求，相對地擴大了鉆進孔深。例如蘇聯(lián)用 КГСГ76 和КГСГ9— 59 型小口徑?jīng)_擊器在金屬礦鉆進孔深已達 800 一 1200 米。如進一步增加沖擊功則可鉆到 1500 米或更深。 3．與分層鉆進配套 根據(jù)不同巖層選擇硬合金或者金剛石沖擊回轉(zhuǎn)鉆進。在生產(chǎn)實際中，巖層變化多端，不宜固定使用一種鉆進方法。所以應有不同的鉆頭和不同的沖擊器，并分層定出合理的鉆進工藝。 4．使沖擊器能用于泥漿鉆進 現(xiàn)在大多數(shù)沖擊器只適用于清水鉆進，這就大大限制了沖擊回轉(zhuǎn)鉆進的推廣和使用。在這個問題上，應該一方面研制可用于泥漿的沖擊器，另一方面，應積極改變泥漿性質(zhì)，使用低同相或無固相泥漿，同時還應研究整套泥漿的凈化設(shè)備。 5．提商采心率 在一些較為復雜的地層，為了提高沖擊回轉(zhuǎn)鉆進的采心率，可設(shè)計特 殊 30 的雙層巖心管和噴反裝置。例如，在蘇聯(lián)已采用 CCK 型的和 KCCK 型繩索取心鉆縣與 ГС— 50 型液動沖擊器配用，取得了較好效果。 6．擴大沖擊回轉(zhuǎn)的使用范圍 沖擊回轉(zhuǎn)鉆不僅在地質(zhì)部門可以應用，還可有效地應用于煤田、冶金，采礦，水電等部門，不僅可用于地質(zhì)勘探孔，而且更便于鉆進工程施工鉆孔。 在當隊沖擊因轉(zhuǎn)鉆進中還必須注意研究解決下列問題： 1．研制新型的適合不同需要的沖擊器。如結(jié)構(gòu)不同，直徑不同，頻率不同的沖擊器等。 2．研制高效能、多品種的沖擊回轉(zhuǎn)用的鉆頭。沒有優(yōu)良的鉆頭，不可能推廣和發(fā)展沖 擊回轉(zhuǎn)鉆進方法。應 適應不同要求研制硬合金鉆頭、金剛石鉆頭及牙輪鉆頭。 3 研究沖擊回轉(zhuǎn)鉆進的井底碎巖機理和制訂完善的鉆進工藝 4．研制專用水泵。水泵是液動沖擊回轉(zhuǎn)的動力源?，F(xiàn)用水泵原為洗井面設(shè)計，因此滿足不了沖擊回轉(zhuǎn)鉆進的需要，勉強使用既限制了沖擊器的能力，又加劇了水泵的磨損。應該研制沖擊回轉(zhuǎn)的專用水泵。蘇聯(lián)研制的 НВ320／ 100(排量為 320 升／分，最大泵壓為 100 公斤／厘米 2)型水泵就是供沖擊回轉(zhuǎn)鉆進使用的。 有關(guān)風動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進，當前還多用于礦山開采及水井鉆進，服從于空氣洗井鉆進的某些規(guī)律。從當前的情況看，應在風動沖擊回 轉(zhuǎn)鉆進中，研究推廣空氣泡沫劑，以解決粉塵飛揚和井內(nèi)含水曾排粉等問題。實踐證明，風動沖擊器的鉆進效率與風壓成正比增長，因此，研制高壓大風量助空壓機是當務之急。當然還須進一步研制適合于地質(zhì)勘探鉆進用的沖擊器和鉆頭，以及合理的鉆進工藝規(guī)范，不斷擴大風動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進在地質(zhì)巖心鉆 31 探中的應用。 4． 2 基礎(chǔ)理論方面的重大課題 1．予壓應力條件下同時施加沖擊和迥轉(zhuǎn)載荷時巖石破碎規(guī)律的深入研究。其主要任務是：揭露具有上述特點的碎巖能耗和碎巖效果之間的聯(lián)系；研究預壓應力、沖擊動載和轉(zhuǎn)這三種載荷的合理數(shù)值以及它們之間與巖石物 理機械性質(zhì)的關(guān)系，尋求合理的定量數(shù)值以指導研制性能優(yōu)越而又經(jīng)濟合理的液動沖擊器；制定經(jīng)濟合四的鉆進參數(shù)；制定我國液動沖擊鉆巖分級表為擬定生產(chǎn)定額的基礎(chǔ)。 應變波理論在沖擊 — 回轉(zhuǎn)碎巖理論研究方面應當是一個重要的內(nèi)容和途徑。目前在這方面的研究可概括為以下內(nèi)容：予壓應力條件下沖擊 — 回轉(zhuǎn)碎巖的基本方程 (對金剛石鉆頭和硬質(zhì)合金鉆頭等 )和能量的傳插；沖擊錘沖擊環(huán)狀斷面巖心管和不同形狀無巖心鉆頭時的應力波形；應力波沿巖心管的傳播和能量損耗的機制。 2．各種類型液動沖擊器力學特性的深入研究。主要任務是設(shè)計和改進液動沖擊器結(jié) 構(gòu)參數(shù)，使其達到既有優(yōu)良的技術(shù)指標又具有合理的經(jīng)濟目的。液動沖占器的優(yōu)化研究應當滿足上述主要任務。各種類型液動沖擊器中水錘現(xiàn)象的研究和充分利用顯然是液動沖擊器力學特性的研究內(nèi)容之— 。 4． 3 應用研究 其主要任務是；巖心鉆探、水文水井鉆探、工程鉆探、石油天然氣鉆探液動沖擊器的系列化 (用清水、低固相、無固相和泥漿的沖擊器 )。包括各種繩索取心式、處理孔內(nèi)卡鉆事故用的各種液動沖擊器以及適用于反循環(huán)連續(xù)取心的液動沖擊器等。美國喬伊公司研制的全液壓無閥 HJ— Z 型液壓 32 鑿片機，共沖擊頻率達 200 小次沖擊 HZ 單次功 — 118J。潛孔式液動沖擊器要達指標叢到類似顯然比較困難，也不一定是合理的，但解決相應的配套設(shè)施，例如高能量的泥漿泵和耐高壓的軟管和鉆桿系統(tǒng)必將有助于問題的解決。 深入研制取心工具、打撈工且，適宜于現(xiàn)場使用的有關(guān)儀表，特別是排量表、泵壓表、頻率計等等。 鉆頭的研究也是一個十分重要的方而。我國發(fā)展液動沖擊鉆金剛石鉆頭應當以人孕鑲和聚品類為主。關(guān)丁硬質(zhì)合金鉆頭主要的方向是提高硬質(zhì)合金的性能、鉆頭結(jié)構(gòu)和制造工藝，目的是提高鉆頭壽命。關(guān)于硬質(zhì)合金的物理機械性能，我國株洲硬質(zhì)合金廠近年來研制成功并通過了堅定的下列幾 種新產(chǎn)品問世是十分可喜的，這些新產(chǎn)品的主要性能見表 9 一 1 所示。 這些新型高硬度、高抗彎強度的硬質(zhì)合金的出現(xiàn)是令人鼓舞的、若能運用于液動沖擊，則必將對提高液動沖擊鉆的技術(shù)經(jīng)濟效益產(chǎn)生更加良好的效果。 最后應當組織液動沖擊鉆和相關(guān)鉆進技術(shù)組合的研究。 第五章 液動錘的仿真分析 程序清單： MAIN: MOV DPTR,7F04H。 MOV A,10H MOVX A, 10H INC DPTR MOV A,40H MOVX DPTR,7F00H MOV A,0D6H 33 MOVX @DPTR,A。 MOV SP,60H MOV 20H,00H MOV P2,7EH。 MOV R0,00H MOV R7,55H MOV IE,84H WDIN: JBC ,TRAN AJMP WDIN TRAN: MOV A,20H MOVX @R0,A INC R0 MOV A,21H MOVX @R0,A INC R0 MOV A,22H MOVX @R0,A INC R0 DJNZ R7,WDIN ACALL PDATA MOV R0,00H MOV R7,55H AJMP WDIN A/D 中斷服務程序 PINT1: MOV DPTR,7F01H 34 MOVX A,@DPTR MOV R2,A ANL A,0F0H JNZ PRI。 MOV R1,20H MOV A,R2 ANL A,01H XCHD A,@R1 MOV A,R2 ANL A,0EH SWAP A XCHD A,@R1 MOV @R1,A INC R1 WD4: MOVX A,@DPTR JNB , WD4 SWAP A MOV @R1,A WD3： MOVX A,@DPTR JNB , WD3 XCHD A,@R1 INC R1 WD2： MOVX A,@DPTR JNB , WD2 SWAP A 35 INC R1 MOV @R1,A WD1： MOVX A,@DPTR JNB , WD1 XCHD A,@R1 SETB PSW PRI: RET 36 致謝 本課題在選題及研究過程中得到老師 和 的悉心指導。 二位 老師多次詢問研究進程，并為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點撥 、熱忱鼓勵。 二位老師 一絲不茍的 工作 作風，嚴謹求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時 幾月 ，卻給以終生受益無窮之道。在畢業(yè)設(shè)計期間， 二位老師那深厚的學識，廣博的知識，崇高的人品和敬業(yè)的態(tài)度給我們留下了深刻的印象，在感動之余更激勵了我們不斷學習和進步。 在此，向二位老師表示我最衷心的感謝和最崇高的敬意！ 37 參考文獻 [1]佟功喜，楊引娥 .貫通式繩索取心液動錘鉆具設(shè)想 .探礦工程 ,1999 年增刊 . 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