一、一种新的高效碎岩方法——回转冲击钻进（论文文献综述）
杨道合[1]（2012）在《科学超深钻井过程中碎岩方法与孕镶金刚石取心钻头的预研究》文中进行了进一步梳理科学钻探是为地学研究目的而实施的钻探,是人类获取地球内部信息最有效、最直观的方法,它是通过科学探测地壳岩石圈、生物圈、水圈的组织结构、物质成分、形成机理等进行各类研究。大陆科学钻探通过提高对深部地质的研究程度,进而可以解决人类面临的资源（如油气、固体矿产、地热）、灾害（如地震、火山）以及环境（如陨石撞击、核废料处理）等问题。此外,大陆科学钻探入地与卫星上天一样,需要高新技术支撑与巨额资金投入,能够取得享誉世界的重大科技成果,体现国家综合实力,提高国际形象。科学超深钻是一个系统工程,涉及的研究领域很广,针对实施过程中可能会碰到的一些问题,国内外可供借鉴的实例有限。目前,对超深井中深部高温高压条件下岩石的物理力学性质及该条件下破岩机理的研究国内开展很少,国外己做过一定的工作,但可查资料较少。因此深入研究该条件下金刚石钻进结晶岩的碎岩机理、钻头胎体与岩石摩擦磨损特性显得非常必要；科学超深井钻探的核心技术是钻探取心技术,要求机械钻速高、回次进尺长、取心效果好、钻柱轴向震动小、功耗低以及对井壁扰动小等,而要达到这个要求,必须根据深部岩石的物理力学性质提出一整套钻头选型方案及钻进规程,设计适用于深部岩层的钻采工具。因此2008年中国地质大学（武汉）工程学院相关课题组承担了《深部探测技术与实验研究专项》第五项目《大陆科学钻探选址与钻探实验》（编号SinoProbe-05）的第六课题《科学超深井钻探技术方案预研究》（SinoProbe-05-06）中的《科学超深钻碎岩方法与工具的预研究》课题研究。本文选题以该课题为依托,主要研究内容有：调研岩石力学性质随围压和温度的变化规律,确定岩石在不同条件下的可钻性级别；提出适用于13000m以深超深井,不同井段钻进所采用的钻头技术方案。总结高温条件下孕镶金刚石钻头与岩石的摩擦特性；研究孕镶金刚石取心钻头不同端部形状的破岩机理,为设计适用于超深钻的孕镶金刚石取心钻头结构设计提供理论支持。通过本文的研究与结果分析,在一定程度上将有助于我国深部钻探计划的开展,并在理论上提供一定的支持与参考。我国即将实施的科学超深钻井底温度为400℃左右,孔底压力达160-280MPa,围压为124.8MPa左右。通过调研国内外有关深钻、超深钻、地热井方面的钻井技术资料,尤其是前苏联科拉超深井（SG-3）、德国KTB和我国大陆科钻一井的钻井资料,深入了解高温高压下岩石的物理力学特性及钻进特性,井底高温高压环境对钻头的要求与影响。通过了解与分析所用钻具的工作特性,提出科学超深钻不同井段可以采用的碎岩方法和工具。其中孕镶金刚石取心钻头适合钻进可钻性级别较高的结晶岩地层,是深部取心钻探的首选。所以,孕镶金刚石取心钻头的设计与制作是超深钻探项目研究的一个重要内容。在超深井的深部井段,井底处于高温高压环境,在这种条件下如何提高孕镶金刚石取心钻头的质量与钻进效果、什么样的钻头端部形状更容易破岩、高温条件下钻头胎体与岩石具有怎样的摩擦磨损特点等问题都成了设计钻头时必须考虑的因素。论文从摩擦磨损的基本理论入手,根据深井钻进用孕镶金刚石钻头常用胎体配方用热压法制作规格为8.5mm×8.5mm×15mm的空白胎体试样和金刚石胎体试样,在MG-2000摩擦磨损试验机上,按20℃、100℃、200℃、300℃、400℃、500℃的环境温度、载荷p=400N,转速n=400r/min的钻进条件做磨擦磨损试验,运用扫描电子显微镜（SEM）观察胎块和摩擦轨迹的形貌,用电子称测量磨损量,研究了胎体在不同温度条件下的摩擦磨损规律。测试结果表明：摩擦系数与岩石的类型有着密切的联系,在胎体成分相同的情况下,试验用砂岩的摩擦系数小于试验用花岗岩。环境温度对岩石的影响明显,当环境温度达400℃时,无论使用哪一种胎体,试验用砂岩均会在两分钟以内成块状破裂。环境温度对摩擦系数与摩擦功的影响也较大,即在不同的胎体与岩石的磨损组合条件下,随着温度的升高,摩擦系数和摩擦功总体上呈减小趋势。磨损量与磨损行程成正比关系,无论是空白胎体还是添加金刚石的胎体试样,与试验用花岗岩和试验用砂岩的干摩擦,均存在相同的规律,即随着温度的升高,磨损量总体呈上升趋势。当环境温度超过400℃时,含金刚石胎体磨损花岗岩试样磨损量急剧上升,但空白胎体磨损量反而减小,表明在高温下胎体的成分差异对磨损量影响较大。温度越高试验用砂岩对胎体的研磨性较强。空白胎体与岩石的磨损机理主要以粘着磨损与表面疲劳磨损为主。当磨损行程与环境温度升高后空白胎体会在表面摩擦热的作用下出现粘着现象。粘着有利用于胎体中的固体自润滑相（石墨）向岩石表面转移,在一定范围内减少磨损量。所以空白胎体与岩石的磨损机制以粘着磨损与表面疲劳磨损的混合形式。金刚石胎体与岩石的磨损机理为磨粒磨损、粘着磨损和表面疲劳磨损的混合模式。磨损的磨粒为金刚石切削的岩屑与脱落的金刚石,它会在磨损界面中切削胎体的金属表面使磨损量增大。随着磨损行程与环境温度的增加,金刚石胎体出现剥落即疲劳磨损。所以说金刚石胎体的磨损机制为硬质项切削与磨粒磨损,并且在时间与温度的作用下表面出现粘着磨损、疲劳磨损失效的趋势。孕镶金刚石取心钻头的设计包括很多方面,端部形状设计是钻头设计中的一个重要组成部分。论文在分析孕镶金刚石钻头和PDC钻头的破岩机理基础上,总结出优化钻头端部形状的三种方法：改变形状增加唇面切削岩石的自由面、减小唇面面积增加单颗金刚石上的钻进比压和使用超硬材料增强破岩效果。选取具有代表性的三种唇面形状的孕镶金刚石取心钻头,分别为平底形、含AKTM的平底形和轮齿形,利用数值模拟技术模拟了同等钻进规程条件下钻进岩石的情况。分析结果表明：同样钻进规程条件下,钻头的钻进速度从小到大分别为：平底钻头、AKTM钻头、轮齿钻头。钻进过程中岩体总体升温不明显,温度值基本没多少变化,仅在井底与井壁的极小范围内出现少量的温度集中。平底钻头、AKTM钻头金刚石端部温度比胎体温度相对较高,轮齿钻头金刚石根部温度比金刚石端部高一些,每个扇形块上与旋转切向方向同向的前边缘的胎体与金刚石温度高于后边缘的金刚石和胎体,轮齿钻头唇面温度高于其它两种钻头唇面温度。破岩过程中,岩石破碎区周围的等效应力值比较大,距离岩石破碎区越远应力值相应减小。平底钻头、AKTM钻头在破碎第一层岩石时,与钻头旋转切向力同向一侧的扇形块前边缘金刚石应力值较大,随着钻进的进行,应力值趋于一致,轮齿钻头唇面上的应力一直比较平均。台架试验和野外钻进试验一直被用做检测钻头钻进效果的最有效手段。本文用热压法制做了规格均为Φ75/49mm的平底孕镶金刚石取心钻头、含AKTM切削齿的孕镶金刚石取心钻头和轮齿钻头,三者采用相同的胎体配方,对三种钻头分别进行了室内台架试验和两次野外钻进试验。首先对所钻岩样和地层做了薄片分析和力学性能测试,确定了它们的矿物成分、结构构造和可钻性等级。台架与野外钻进试验结果表明：平底钻头与AKTM钻头台钻对比试验表明,在钻进规程P=2.5KN,n=222r/min时,AKTM钻头的钻速是平底钻头的2倍,表明AKTM聚晶体起到了像复合片那样的剪切碎岩作用。两次野外试验结果表明,按平均机械钻速由高到低排序：轮齿钻头>AKTM钻头>平底钻头,试验结果与数值模拟试验结果一致。总体来说,本文通过调研资料、理论分析、数值模拟和大量的试验,基本实现了研究的目的。但由于个人经验和试验条件所限,论文中许多地方未能尽如人意,不足之处主要表现在：超深钻井深部地层岩石可钻性具有不可预知性,实际钻进过程中将会遇到各种各样的岩层与突发因素,最终的钻进工艺和钻具组合需根据现场实际情况而定。做高温高压条件下钻头胎体与岩石的摩擦磨损试验时,由于摩擦磨损试验机的使用条件限制,无钻井液循环和压力加载装置,属于高温条件下胎体与岩石的干摩擦,这与超深井井底的实钻情况相差很远,得出的摩擦磨损规律具有一定的参考作用,但还需在超深钻井过程中进一步检验。需要对试验机继续加以改进,使其能够真实的模拟井底高温高压环境。另外,本文仅做了孕镶金刚石钻头胎体与岩石的摩擦磨损试验,钻井过程中还要用到PDC钻头、牙轮钻头等其它类型钻头,建议后续工作中做一些针对这些钻头的摩擦磨损试验,揭示不同温度压力条件下它们的磨损规律。孕镶金刚石取心钻头的设计包括很多内容,端部形状设计为其中一个方面,应综合考虑胎体与所钻岩层的适应性。模拟钻头钻进岩石时,只考虑到钻压、温度与钻速对钻进,过程的影响,后续研究工作中应加入井底围压、钻井液循环等边界条件的影响。
汤凤林[2]（1983）在《一种新的高效碎岩方法——回转冲击钻进》文中研究说明回转冲击钻进是近年来发展起来的一种新方法,它在中硬岩石、特别是在坚硬岩石中钻进时显示出了很大的优越性。由于夜坚硬岩石中使用金刚石回转冲击钻进方法取得了令人满意的结果,因此近年来在国外很受重视,发展较快。
刘家荣[3]（2010）在《复杂地层桩孔钻进工艺及机具研究》文中进行了进一步梳理在复杂地层内（易偏斜的岩石层、卵砾石层、易塌孔缩孔的淤泥层、流砂层）及缺水无水地区进行桩孔施工始终是困扰我国桩孔施工领域的难题,相关地层的施工工艺设备及钻具的研究与生产也代表一个国家的桩工机械领域的发展水平。我国地域辽阔,人口众多,人口、资源分布不均匀,物流需求量大,交通基础设施薄弱,高速铁路、高速公路、城市轨道交通建设等需要进行大量的桩孔施工,很多地区的地层是由岩石、卵砾石、流砂、淤泥、回填等易坍塌地层构成的,很多地区根本没有施工用水,因此,对复杂地层和无水地区的桩孔施工工艺进行研究显得尤为迫切和必要。本文针对复杂地层中桩孔施工效率低和无水地区施工难的问题,从工艺和机具上进行了系统的研究,取得了以下几方面的研究成果:1、通过对破岩刀具和整体钻头的研究实验,解决了回转钻进工艺在岩石层钻进时刀具使用寿命和钻具成本问题,使得在入岩桩孔的施工中采用各种滚刀具有技术上、经济上的可行性,继而在旋挖钻进工艺中应用滚刀钻进。2、通过对岩石层、卵砾石层、漂石层钻进时普遍采用的冲击钻进工艺的研究,在大口径桩孔钻进中采用冲击回转反循环钻进工艺,解决了冲击钻进工艺扩孔率大、混凝土浪费严重、钻进效率低的问题。3、无循环钻进工艺是我国现在和将来桩孔施工领域的主要工艺,通过对无循环钻进工艺及机具的研究,解决了我国桩孔施工在无水地区、卵砾石、淤泥、流砂层进行桩孔钻进的问题,解决旋挖钻进工艺与全套管跟管钻进、全套管护壁钻进特殊工艺和特殊钻具配套使用的问题。解决了全套管钻进工艺及机具在岩石层钻进工艺和技术问题。
孙梓航[4]（2017）在《超声波振动频率对花岗岩破碎规律影响的研究》文中研究指明随着矿产资源勘探深度的增加,复杂地层与难钻地层钻遇率升高,硬岩层所占比例越来越大,现有钻探技术已不能完全满足当今钻井作业需求。尤其是在硬岩地层的钻进中,常规钻探方法存在钻头寿命短、钻进效率低、钻探成本高的技术问题。因此,亟须研究一种高效碎岩技术来解决这一钻进难题,从而提高钻进效率,降低钻进成本。本文针对上述钻进难题,提出采用超声波振动辅助碎岩的方法。超声波振动的频率较高,可以达到硬岩的固有频率,岩石在共振条件下会产生较大的振幅,此时岩石内部裂纹裂隙极易发育、扩展及贯通,造成岩石破碎难度的大幅度下降。但是,随着岩石力学性能劣化现象的产生,其固有频率的下降规律以及其本身的固有频率范围还有待测试研究。因此,进行超声波振动频率对硬岩破碎规律的研究很有意义,通过研究岩石的破碎规律,一方面可以估算硬岩的固有频率,另一方面可以确定岩石频率的改变规律,用以确定超声波振动频率的加载范围及加载方式,为超声波振动辅助硬岩钻进提供理论指导及技术支持。本文的研究对象为花岗岩,以试验研究为基础,辅以理论分析及数值模拟分析的研究手段,开展超声波振动频率对硬岩破碎规律的研究。本论文的主要研究内容及成果如下:（1）结合断裂力学理论和共振碎岩理论,从理论上分析超声波振动下岩石破碎的机理。建立超声波振动力学模型,开展超声波振动频率对岩石破碎影响规律的分析。研究结果表明在固有频率范围之内对岩石进行振动加载能更有利于岩石的破碎,系统的阻尼越强则对振动的抑制效果越强。（2）采用ANSYS/WORKBENCH软件对模型进行了有限元模拟分析。研究岩石内部裂纹参数对模型模态频率、谐响应频率、应力强度因子以及应力应变变化规律的影响。研究发现裂纹的走向、尺寸、数量均会造成岩石颗粒模型的模态频率降低的现象,并且岩石应力、应变的峰值随着振动频率的增加呈现先增大后降低的趋势,在振动频率为35KHz时出现最大值。（3）研制了超声波振动试验台,对花岗岩样品进行超声波振动试验,并对试验前、后的花岗岩样品进行核磁共振检测以及单轴抗压强度测试。观察不同试验条件下花岗岩样品孔隙度、孔径分布、T2谱图以及单轴抗压强度的变化情况,分析超声波振动频率对岩石力学性能的影响规律。试验中发现花岗岩样品的核磁测试结果与其单轴抗压强度的结果相吻合,并且采用孔隙度表征岩石的损伤程度,能较好的反映出岩石抗压强度的强弱;花岗岩样品的固有频率在30KHz和35KHz之间,但更加接近30KHz。（4）研制微钻试验台,选择频率为20KHz的超声波换能器进行超声波振动回转钻进先导性试验。对比适当频率的超声波振动回转钻进方法与常规钻进方法的差异,并总结钻进压力对超声波振动回转钻进方法的影响规律。在钻进试验中发现,随着钻压的增大,钻进速度的增大幅度呈先增加后减小的趋势,增幅范围在13.93%38.11%之间。
孙吉伟[5]（2019）在《适用于坚硬致密地层的孕镶金刚石钻头唇面结构设计》文中指出随着地质钻探深度的不断增加,钻遇坚硬致密岩层的可能性越来越大。孕镶金刚石钻头在坚硬致密岩层中钻进时,一方面由于岩石的强度大、压入硬度高,金刚石压入岩石的深度很小,导致孕镶金刚石钻头只能以表面磨损破碎的方式碎岩,钻进效率低;另一方面,岩石的研磨性弱并且钻头产生的细岩屑对钻头胎体的磨损小,导致钻头中的金刚石不能及时出刃,容易出现“打滑”现象。针对孕镶金刚石钻头在坚硬致密岩层中出现的“打滑”和钻进效率低的问题,通过单颗金刚石压入岩石全过程的室内实验,定量分析了孕镶金刚石钻头在坚硬致密岩层中钻进时的碎岩机理。从岩石单位体积破碎能耗、“自由切削面”和“局部体积破碎”角度出发,提出了利用岩石局部体积破碎以增加钻进效率的思路,并提出了掏槽式超前齿结构和低位齿结构相结合的唇面结构设计方案。然后,以钻头水口流速、掏槽齿强度、低位压头直径以及岩脊最优尺寸为设计依据,推倒出了相应的计算公式并做了相应模拟,最后设计了φ36-18孕镶金刚石钻头。然后,用COMSOL软件对所设计钻头的水口进行了流速模拟,验证了钻头尺寸设计的合理性。通过室内微钻实验平台,设计了对比试验,即平底钻头和新唇面钻头在花岗岩中以相同钻速0.5m/h、相同转速300r/min下钻进1m。结果表明:新唇面结构钻头的平均钻压约为平底钻头钻压的1/2倍;新唇面结构钻头在钻进中产生的岩屑粒径约为平底钻头产生岩屑粒径的2-5倍,说明所设计钻头唇面能在较小钻压和较小扭矩下实现体积破碎。最后对比了两种钻头的磨损状况并做了相应分析,为钻头的进一步设计提供了依据。
楼日新[6]（2007）在《复杂地层潜孔锤跟管钻进技术研究》文中指出复杂地层的钻进与取样问题一直是地矿勘探、工程勘察、岩土工程施工中的一个技术难题。由于复杂地层结构松散、无规律包裹砂卵砾石、砾石大小不均、换层频繁、软硬悬殊、颗粒级配悬殊等，存在钻进、保护孔壁、取心这三大难题，常规的钻探技术难以满足施工要求。复杂地层钻探技术先后经历了锤击跟管取芯钻进和金刚石取芯钻进两个重要阶段。现有的砂卵石层SM胶金刚石钻进取样技术解决了一些稍复杂地层的钻进与取样问题，但至今，仍无法适应较复杂的地层，钻孔质量和钻进效率仍处于低水平状态。论文主要从复杂地层钻探的适应性、钻进方式、钻进冲洗介质、钻进取心工具等方面开展研究工作，对于不同类型的复杂地层，提出了相适应的钻进与取样新技术、新方法。通过研究取得了以下主要成果和结论：（1）采用应力波理论，分析了潜孔锤跟管钻进碎岩过程及影响因素。对潜孔锤跟管钻进过程中的跟管钻压、套管自重、潜孔锤冲击功、跟管钻进速度、跟管深度、扩孔口径和钻进中的钻压值进行了理论推导，得出：①潜孔锤跟管钻进速度取决于潜孔锤的冲击功、岩石的单位体积破碎功和凿岩直径三个因素；②在简单和复杂工况条件下的最大跟管深度l0、lmax的计算公式，包括下向垂直孔和水平孔时的最大跟管深度的计算公式；③分析了跟管钻进钻压与机械钻速的相互关系，提出了跟管钻进的钻压以每厘米钻头直径0.5～0.9kN为宜。（2）国内外现有的空气潜孔锤跟管钻进技术主要应用于比较松散、均质、架空不严重及中等可钻性地层，均属全断面跟管钻进，效率虽高，但不能取芯。本文将空气潜孔锤跟管钻进技术和岩芯钻探技术结合，利用前者钻进速度快和护壁效果好、后者具备采集岩芯能力的技术优势，开发了新型的钻进与取样技术方法——空气潜孔锤取芯跟管钻进技术。该技术的主要特点有：①钻具结构采取同步、同心跟管钻进原理；采用中心钻头（唇面）超前套管钻头的阶梯钻进原理；采用双层管和三层管两种结构方法，可以满足的取芯要求；②钻具采用的外管和岩心管均为地质钻探以及石油钻井的标准管材系列，市场货源充足，互换性好；③空气潜孔锤取芯跟管钻进可以取得能够客观反映地层情况（层位、包裹情况等特性）岩心；④发挥潜孔锤钻进效率高的技术优势，采取取芯和跟管一次完成，钻进效率可以大幅度提高；此外，进行了取芯钻头和套管钻头的研制；研究制订了实用、操作性强的空气潜孔锤取芯跟管钻进技术规程。该技术配套采用当前国内地质勘察单位常用的空压机、冲击器、钻杆等，具有通用性和适应性。该技术适合于50m以内浅部复杂地层，特别是Ⅱ类复杂地层钻探取芯。（3）在原有的GJ型扩孔张敛式跟管钻具的基础上，研究开发了冲击式金刚石取芯跟管钻进技术。该技术特点为：①组合张敛式扩孔钻头对称分布并呈锥形；②钻具承压和承扭能力足以满足常规钻进要求；③两级钻头的同轴度好，导向和扶正相辅相成，不会造成钻孔弯曲；④泄漏通道的设置在满足扩孔钻头冷却和冲刷要求的同时，不会造成孔底钻头缺少必要的冷却液体；⑤在悬挂腔设计了调节圈，通过加减调节圈确保悬挂机构承受钻具重力，消除了收敛爪异常受力情况；⑥设计了排沙系统，避免颗粒物质滞留钻具内部，确保钻具张敛性能的可靠性。冲击式金刚石取芯跟管钻进方法适合在复杂地层钻探。该方法可减少孔内事故，降低材料消耗，提高钻进效率和钻探工程质量；简化钻孔结构；可为处理孔内事故提供条件。（4）国内外现有的气动潜孔锤跟管钻进技术存在四个方面的问题：第一，钻具的规格、系列不完善；第二，钻具设计不完善；第三，钻具的制造技术如材料选择、热处理工艺不能满足要求；第四，设备配套、施工操作规程亟待提高。小湾电站锚固和支护工程地形陡峻、地层情况较为复杂。锚固施工成孔困难的地层主要有崩塌堆积体和受构造、风化卸荷作用影响而破碎的基岩。针对小湾水电站的这一地层特点和原有技术存在的问题，设计开发出了二种类型的气动潜孔锤偏心跟管钻具。这两种偏心跟管钻具的特点有：①依靠中心钻头和偏心扩孔钻头实现二级破岩、设计合理的排渣系统使排渣顺畅以及与具有足够冲击功的冲击器相适配等；②具有中心钻头起导向作用的偏心跟管钻具结构对于地层复杂的小湾电站更有利于孔斜的预防，从而更大限度地满足工程设计的要求；③钻具在结构上设计用键来传递扭矩，加之选用了高强度的材料，采用了特殊的热处理工艺，合理的固齿工艺，确保了钻具寿命；④联接销系统为相互自锁的结构，保证了中心钻头与导正器之间连接具有良好的可靠性，解除了掉钻之忧。同时，针对工程特点提出了钻机、空压机、潜孔锤合理选择原则和配套型号；对钻机进行了合理的改进；编制出了具有施工指导意义的潜孔锤跟管钻进工艺规范。（5）套管的起拔速度直接影响着锚索的施工效率。针对工程实际，研制了起拔力为650KN的系列液压拔套管设备，其主要技术特点有：①系列液压拔管机结构简单，体积小、重量轻，装拆、操作方便；②操作台与液压泵站分开设置，适合于搬运、迁移困难的边坡工程使用；③充分考虑了在陡坡上套管起拔的实际问题，底座和油缸采用铰接；④一台设备可起拔多种规格的套管，形成系列。（6）潜孔锤跟管钻进技术在二郎山龙胆溪滑坡整治堆积体工程、黄金坪电站坝基覆盖层钻进成孔与灌浆试验工程、雅砻江官地水电站左岸边坡锚索工程等近十个工程的复杂地层钻进成孔和取样中应用了研制的偏心跟管钻具、液压拔管机和工艺操作规程，取得了好的钻进成孔效率和取样质量。在一定程度上解决了深厚覆盖层、卵石层、堆积体成孔与取样技术难题，有创新性。
朴金石[7]（2010）在《贯通式潜孔锤钻进过程优化研究》文中认为贯通式潜孔锤反循环钻进技术是一种先进的钻探方法,适用于复杂地层中的地质勘探以及各类钻孔工程。本文采用理论研究和生产性试验相结合的研究方法,建立了该方法钻进过程中的数学模型以及在钻进过程中的合理控制方法。首先,通过分析各种加载条件下岩石的破坏特征、动力学分析、裂纹扩展、破岩体积以及累积损伤与冲击次数关系等,确定了贯通式潜孔锤反循环钻进技术的破岩机理、以及各种因素对钻速的影响。其次,利用扫描电子显微镜（SEM）对风动潜孔锤钻井的硬质合金钻头柱齿的磨损状况进行了详细观察,并综合以往的研究结果,提出了风动潜孔锤钻井钻头球齿的新的磨损机理和劣化机理。根据钻头磨损机理,对于合理控制实际钻进,论文以可控制钻进参数建立了钻头磨损函数和钻进过程的数学模型,讨论每个优化指标的钻进参数之间的关系。根据对影响风动潜孔锤钻速的主要因素的详细分析和神经网络基础理论研究,利用野外生产性试验资料,建立了预测风动潜孔锤钻速的BP神经网络。最后,在利用神经网络法预测钻速和钻头磨损函数基础上,分析了钻进参数对钻井技术-经济指标的影响,提出了合理控制钻进过程的指标参数。总之,论文给出了一种优选钻进参数的方法,旨在将贯通式潜孔锤反循环钻进技术引入油气勘探开发钻井领域,为解决当前油气勘探开发领域所面临的低压、低渗、低产油气藏的高效开发问题和提高复杂地层、深井硬岩地层钻进速度等难题提供有利技术支持。
吴银柱[8]（2007）在《硬岩非开挖钻进摆动式潜孔锤定向机构的研究》文中研究说明在硬岩中进行非开挖铺管是一国际性难题,其主要难点是如何在钻进过程中改变钻头行进轨迹,作者在分析了目前非开挖硬岩钻进导向技术的基础上,做了以下研究:（1）分析了目前国内外在非开挖硬岩地层钻进中采用的导向技术的优缺点,指出了硬岩非开挖钻进采用碎岩效率较高潜孔锤钻进技术是最佳方式和手段。（2）对气动潜孔锤在非开挖钻进中定向机理进行了分析,指出了了存在的问题和不足。分析了钻杆的工作原理及破坏机理。（3）针对非开挖硬岩地层气动潜孔锤钻进方式,首次提出并设计了摆动式潜孔锤定向机构,连接在钻杆和气动潜孔锤之间。钻杆不回转或很慢回转,其主要是传递轴向压力,利用气体驱动潜孔锤定向机构摆动,从而带动潜孔锤摆动,避免潜孔锤导向锤头冲击过程中卡死。分析并给出了该机构的设计理论依据和设计过程,重点讨论了设计思路和方案,同时叙述了其工作原理。对机构中的关键技术和技术难点进气孔和出气孔的打开和关闭做了详细分析和论证。（4）利用UG NX软件绘制了摆动式定向机构三维结构图,并通过大型通用力学有限元分析软件ANSYS对摆动式定向机构关键部件的力学效应进行了静力分析和模态模拟仿真研究。利用ADAMS软件进行了工作动态模拟仿真分析,了解和验证了摆动式定向机构的可行性,确保该机构的合理性和可行性。（6）针对摆动式潜孔锤定向机构,提出了与之配套的导向钻头一些具体设计要求,并设计了两种方案的潜孔锤导向钻头。（7）设计加工了摆动式定向机构样机,并进行了试验,试验表明该机构是可行的,能够很好的实现摆动功能,达到了预期设计的目的。综上所述研究表明:提出和设计的摆动式定向机构,与气动潜孔锤配套使用,为非开挖硬岩钻进导向技术难题和关键技术提供了一种新的途径和方式。
李鹏[9]（2017）在《月岩取心钻头及其低作用力高效能钻进特性研究》文中研究说明与地质勘探采样相比,月球钻取采样探测的作业环境、作业对象以及作业条件都存在极大差异,这对采样执行单元的钻进能力和钻进效能提出了更高需求。钻进能力体现在月面环境下,利用探测器给定的有限能力,取心钻头对可钻性等级不低于VI级岩石的钻进突破能力,以及对非确知月壤的适应能力和取心能力。钻进效能是指钻进突破月岩功能的实现程度,以及突破月岩所需的综合代价。受月球重力环境、探测器轻量化设计需求的影响,采样机构能提供的用于破碎月岩的作用力有限。此外,受真空环境、辅助排屑介质以及返回时间窗口的限制,月岩钻进过程中既缺少用于散热的空气对流,又没有充足的热传导时间,散热环境十分恶劣。因此,需要针对月岩钻进过程,合理设计取心钻头构型、匹配钻进规程,有效控制月岩破碎负载,从根本上降低钻进温升,实现低作用力条件下的高效能钻进。本课题以月岩为钻进对象,依次开展了1)单元切削刃直线切削模拟月岩力学特性分析与研究;2)模拟月岩切削破碎行为数值模拟与本构参数匹配;3)低作用力高效能岩石钻进取心钻头设计;4)模拟月岩冲击钻进负载特性研究及试验验证。开展单元切削刃直线切削模拟月岩力学特性分析与研究,以可钻性等级为评价依据,筛选地质岩石作为模拟月岩样本;开展钻头钻进轨迹分析,将进转比与单刃切削深度等价;基于Mohr-Coulomb剪切破碎失效准则,通过载荷分离处理,建立模拟月岩的单元切削刃直线切削力学模型。获得不同切削规程/构型参数对模拟月岩破碎负载的影响规律,并基于切削负载试验,修正模拟月岩切削破碎模型中的当量摩擦系数。开展模拟月岩切削破碎负载特性数值模拟及参数匹配,以岩石碎屑作为构建模拟月岩仿真模型的最小微元,建立模拟月岩二维/三维切削破碎离散元模型;基于PB、CCD试验设计方法,以切削负载为宏观响应,分别对两个离散元模型进行本构参数匹配;通过切削负载试验,验证仿真模型准确性。通过数值模拟,获得了不同切削深度和切削角度时,模拟月岩破碎行为及负载特性变化趋势,验证了理论模型中关于密实核区的存在假设。面向月岩低作用力高效能钻进需求,开展月岩取心钻头构型设计研究,以月壤排屑取心功能为设计目标,确定带有取心阻隔结构的球面螺旋型月岩取心钻头基体构型;以岩石钻进特性为设计依据,确定尖角立刃的钻头切削刃构型;根据钻头构型几何解析方程,将单刃碎岩理论模型拓展至回转钻进过程,建立模拟月岩钻进破碎负载预测模型;基于钻进负载特性试验,分析钻头五个构型参数（前倾角、侧倾角、尖角高度、尖角位置系数、尖角跨距）对岩石破碎负载特性的影响趋势;以钻进负载最小为目标,开展月岩取心钻头构型参数设计与优选,并验证优选后的取心钻头钻进效能。通过研究获得一种能够以较低破碎载荷被增系数钻进岩石的月岩取心钻头构型,且该钻头在钻进月壤时仍具备较高的排屑/取心能力。开展冲击辅助破碎的模拟月岩钻进负载特性研究,以钻取采样机构冲击传动链为分析对象,建立冲击锤与钻杆碰撞等效模型、冲击应力在细长钻杆中传递的理论模型;基于岩石弹性变形假设,建立模拟月岩单刃动载侵入破碎力学模型;根据不同工作阶段下的岩石切削破碎形式,建立模拟月岩的切削冲击破碎负载预测模型,并将该模型拓展至岩石冲击钻进过程。通过研究获得由钻具传递至月岩取心钻头上的入射应力函数,求解出岩石冲击破碎区包络边界,并得到钻进规程参数（冲击频率、进尺速率、回转转速）对岩石冲击钻进负载的影响趋势。通过开展月岩取心钻头及其低作用力高效能钻进特性研究,获得回转/冲击钻进模式下的模拟月岩破碎行为及其负载特性,并研制一种能够在低作用力条件下实现月岩高效能钻进的取心钻头,为探月工程三期取心钻头产品设计提供备选方案,为面向月岩高效钻进的在轨作业规程设置提供技术支持。
贺立军[10]（2010）在《新型全液压多功能锚杆钻机关键技术的研究》文中研究指明锚杆钻机是锚杆支护工程施工的关键设备之一,影响着支护质量的好坏与支护速度的快慢。不同的支护工程应选择不同型号的锚杆钻机,目前国产的锚杆钻机形式单一,多为分体式,扭矩偏小,机体笨重,移动不便,而国外进口的锚杆钻机虽功能及性能先进,但价格昂贵。随着电气液压技术在工程机械领域的应用,研究一款新型多功能的液压锚杆钻机,能适应岩土锚固工程中各种施工需要,具备全液压履带行走,大扭矩,能实现液压冲击回转钻进等特点,该课题已成为国民基础设施建设中的迫切需要。针对这一状况,湖北傲蓝德特种专业工程有限公司及武汉蓝海兴业工程机械有限公司决定共同投资研究和开发新型全液压多功能锚杆钻机,本论文就是来源于该研究项目课题,本人为该项科研项目负责人之一。多功能锚杆钻机的关键技术研究是指新型锚杆钻机的功能及结构设计、全机的液压系统设计和冲击回转钻进的液压系统油路的仿真等。论文主要研究内容包括岩土锚固工程的应用及冲击回转特点分析、锚杆钻机的功能及结构设计和部件有限元分析、整机液压系统设计及基于冲击回转的液压系统油路的仿真、钻机的研制及试机等。本论文首先对锚杆钻机的发展历史和国内外的研究现状进行了分析,总结了锚杆钻机的发展方向。并对国内锚固工程施工领域内的国内外多款锚杆钻机进行了详细的市场调研,收集并分析了各类锚杆钻机的特点,找出国内锚杆钻机与国外锚杆钻机的差距,提出了开发新型全液压多功能锚杆钻机的研究方法及路线。其次在新型多功能锚杆钻机研制之前,对其国内锚固工程领域的应用市场及冲击回转钻进的相关理论进行了研究和分析。通过对岩土锚固工程特点及应用了解,总结了岩土锚固工程的特点有：柔性可调、超前预支护、施工快捷、深层控制、主动控制、随机补强及经济性好。锚固工程的应用范围有：地下洞室岩体加固、边坡稳定、深基坑支护、坝基及坝体加固和抗浮结构等。以上研究目标旨在为拟研制的多功能锚杆钻机进行市场定位。通过对冲击回转钻进的机理及影响冲击回转钻进因素的研究,总结出冲击回转钻进以及其它各种形式的机械钻进方式,都是基于同一个岩石破碎的过程,即利用钻具吃入岩层,将岩块分离成岩石小颗粒,并对冲击回转切削作用下的岩石所表现出的物理性质与机械性质进行了分析。总结了影响冲击回转钻进效果的主要因素有地层岩土性质、钻具、扭矩、转速、给进压力、冲击器的性能、冲洗介质等。以上小节旨在为新型多功能锚杆钻机使用冲击回转钻进技术进行必要的理论分析。通过对国外多款多功能锚杆钻机的研究,总结了其共同的特点,即：1、通常配有顶部回转冲击动力头装置；2、功率大,扭矩大、钻孔速度快；3、通常配有自动钻杆拆卸装置；4、外型尺寸小、多角度施工；5、多种钻探工艺选择；6、操作简单、可靠性高。总结了多功能锚杆钻机施工用途：即：1、地质工程中斜面锚固；2、基坑支护中板桩锚固；3、铁路填土地基的拉杆锚固；4、管棚施工；5、地基的钻孔注浆；6、隧道施工的止水及岩盘加固等注浆作业；7、隧道施工中探测和排放涌水及瓦斯；8、勘察钻探和岩芯取样；9、找水及水井钻进。通过对以上研究确定了我们拟研制的多功能锚杆钻机设计要求：1、新型锚杆钻机具备的功能有：各类锚固工程钻孔施工（含地下厂房中顶拱锚索施工特殊钻孔功能）、地基及地质勘察施工、灌浆与高压灌浆施工、找水及水井钻进施工、微型桩钻孔施工。2、新型锚杆钻机能实现的钻探工艺有：液压冲击回转钻进工法、空气潜孔锤钻进工法、全套管钻进工法、取芯钻进工法、长螺旋干式钻孔工法、泥浆正循环钻进工法等。在功能设计合理的基础上,完成了对新型多功能锚杆钻机的结构设计,该设计包括钻机的钻架及其变幅机构分析与设计、钻机的动力头分析与设计、钻机的给进及起拔机构分析与设计、钻杆的夹持及拧卸机构分析与设计、钻机的行驶及底盘机构分析与设计、钻机的操作台分析与设计。钻机变幅机构由立面摆动、滑移伸缩以及旋摆3个部分组成,立面摆动机构可以实现钻机的塔架在立面内由平行摆动到垂直姿态；滑移伸缩机构可以实现钻机塔架相对于滑架直线滑移1000mm；旋摆机构可以实现六角头摆动柱绕着其轴线旋转0°-180。,并且也可以实现钻架沿自身轴线方向摆动移动角度,即为±15°。动力头选用大扭矩的冲击回转式的动力头。给进及起拔机构采用液压缸-链条倍速给进方式,给进行程长达3500mm,给进力可达51.5KN,起拔力可达110KN。钻杆的夹持及拧卸机构采用全液压式的机构,操作方便、快捷。行驶及底盘机构采用发动机驱动的履带式行走装置,爬坡能力为0-30°,行驶速度为0-4.6km/H。操作台设计能够满足操纵方便、占用空间小的要求。另一方面,考虑到顶部冲击回转钻进大臂的受力工况较复杂,采用COSMOS/Works软件对滑架、大臂及摆动柱进行了有限元分析。分析结果显示各部分的安全系数均超过了最低系数,表明结构是安全的,为样机的试制提供了可行性依据。整机的液压系统设计也是新型多功能锚杆钻机的关键技术。在对钻机液压系统的设计中,完成了对整台钻机的基本回路即压力控制基本回路、方向控制基本回路、速度流量控制基本回路的分析和设计；并对钻机的回转油路、履带行走油路、给进油路、调整油路、辅助油路进行了分析和设计,在完成以上所有设计后,进行了液压系统的主要元器件液压缸、动力头液压马达、液压泵选择及液压辅助元器件滤油器、液压油箱、管路、液压介质的计算与选择。该项研究解决了使用德国欧钻公司冲击动力头与液压系统及结构匹配的难题,并借用AMESim软件对液压系统进行可行性及可靠性分析。本次研究引入了模块化及个性化设计理念,该科研课题试制了两台样机,两台样机的主体结构基本相同,其中一台是采用国产无冲击回转动力头,其最大扭矩为12000Nm,另一台采用德国欧钻公司冲击回转动力头,其最大扭矩为12200Nm。其创新设计思路是多功能锚杆钻机可以根据客户不同需求,配备不同的动力头,以满足各种施工要求。在样机的试制过程中,通过对动力头的特性综合分析,采用与其性能相匹配的液压元器件及动力系统总装。在对国产动力头钻机的工业试机过程中,在四川西昌官地电站右岸导流洞的顶部锚索钻孔施工中对顶部锚索施工进行了测试,在四川西昌官地电站右岸高边坡防护工程中施工中对深孔大扭矩的要求进行了测试,在贵州董青电站进场公路爆破孔施工中对大直径垂直钻孔功能进行了测试,在广西某基坑抢险工程中自钻锚杆支护施工中对钻机移动、多角度,多方位要求进行了测试。以上试机的主要施工参数有施工角度-90。-+90。,钻孔直径110m-150m,钻孔深度10m-40m,钻孔数量12-300个,主要穿越的地层流沙岩、石灰岩、白云岩。通过以上试机,表明了该新型全液压多功能钻机设计合理,具有钻孔速度快、移动及操作方便、能满足特殊要求及多功能等特点,达到本次科研项目的研究目标。尽管论文对多功能全液压锚杆钻机进行了较深入的研究,但仍有一些问题有待进一步探讨和研究：1、对顶部液压冲击回转钻进技术钻进机理分析和研究,虽然前人已经做的比较详细,但是随着施工工艺的多样化,需要进一步开展相关的实验研究；2、样机采用两种动力头,由于时间有限,仅完成了对国产动力头钻机的试机,进口动力头钻机由于样机刚完成销售,还未收集相关试机数据,没有对两种动力头的性能做出详细的分析研究,找出两种动力头的差距,以便进行国产冲击回转动力头的研究,解决冲击回转动力头的核心技术问题；3、对于选用德国欧钻冲击回转动力头的样机,因为存在一定冲击振动,可以运用有限元对钻机的主要构件进行模态分析,以便更好的指导样机的设计。本文的创新点有：1、该新型多功能锚杆钻机具有创新性,其最大的特点有：液压履带行走功能,最大扭矩12000Nm,施工角度可全方位调节。2、本次研究引入了模块化及个性化设计理念,试制了两台样机,两台样机的主体结构基本相同,其中一台是采用国产无冲击回转动力头,价格便宜,另一台采用德国欧钻公司冲击回转动力头,价格较贵,为多功能锚杆钻机配备不同的动力头满足各种施工要求提供了一个思路；3、以科研为生产服务原则,开发了我国第一台配备欧钻公司大扭矩冲击回转动力头的新型全液压多功能锚杆钻机,在性能接近国际同类产品的前提下,使用户购机成本直接下降了60%,使本项科研具有良好的经济效益。
二、一种新的高效碎岩方法——回转冲击钻进（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种新的高效碎岩方法——回转冲击钻进（论文提纲范文）
（1）科学超深钻井过程中碎岩方法与孕镶金刚石取心钻头的预研究（论文提纲范文）
| 作者简介 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 选题的背景与意义 |
| §1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 高温高压下岩石的力学特性研究现状 |
| 1.2.2 常温常压条件下金刚石钻进岩石破碎机理的研究现状 |
| 1.2.3 高温高压条件下金刚石钻进岩石破碎机理的研究现状 |
| 1.2.4 高温条件下钻头胎体与岩石的摩擦特性 |
| 1.2.5 孕镶金刚石钻头唇面形状对破岩效果的影响 |
| §1.3 本文的主要内容与研究思路 |
| 1.3.1 主要内容 |
| 1.3.2 研究思路 |
| 第二章 超深孔钻进井底环境对钻头的要求和影响 |
| §2.1 超深井钻井的井底工作环境 |
| 2.1.1 温度 |
| 2.1.2 压力 |
| §2.2 高温高压条件下岩石的物理力学性质 |
| 2.2.1 温度对岩石物理力学性能的影响 |
| 2.2.2 围压对岩石物理力学性能的影响 |
| 2.2.3 高温高压条件下岩石特性 |
| 2.2.4 高温高压条件下岩石破碎特点 |
| §2.3 深孔钻进对钻头的影响与要求 |
| §2.4 本章小结 |
| 第三章 目前科学超深钻钻井工艺及钻头的分析 |
| §3.1 科学深井钻探技术 |
| 3.1.1 钻深部结晶岩时的取心特点 |
| 3.1.2 取心方式 |
| 3.1.3 动力驱动方式 |
| 3.1.4 井底动力冲击回转钻进系统 |
| 3.1.5 井底动力扭力冲击回转钻进系统 |
| §3.2 科学深钻用钻头 |
| 3.2.1 科学深钻用钻头的特殊性 |
| 3.2.2 常用钻头及表现 |
| 3.2.3 各类钻头与钻具的耐温情况 |
| §3.3 不同井段钻进所采用的钻头方案 |
| 3.3.1 岩石的可钻性及其分级 |
| 3.3.2 钻头选型考虑的因素 |
| 3.3.3 钻头选择方案 |
| §3.4 本章小结 |
| 第四章 高温条件下钻头胎体与岩石的摩擦磨损特性 |
| §4.1 胎体与岩石摩擦磨损特征与机理 |
| 4.1.1 胎体磨粒磨损特点 |
| 4.1.2 胎体磨粒磨损机理 |
| §4.2 试验目的与意义 |
| §4.3 试验设计及试验方法选择 |
| 4.3.1 试验方案 |
| 4.3.2 胎体试样制备 |
| 4.3.3 试验用岩样 |
| 4.3.4 试验设备介绍 |
| 4.3.5 试验过程 |
| §4.4 试验分析及结论 |
| 4.4.1 环境温度对摩擦系数与摩擦功的影响 |
| 4.4.2 环境温度对磨损量的影响 |
| 4.4.3 空白胎体磨损机理分析 |
| 4.4.4 含金刚石胎体磨损机理分析 |
| §4.5 本章小结 |
| 第五章 孕镶金刚石取心钻头端部形状分析 |
| §5.1 金刚石钻头的破岩机理 |
| 5.1.1 孕镶金刚石钻头破岩机理 |
| 5.1.2 复合片切削刃的破岩机理 |
| 5.1.3 金刚石钻头端部形状优化理论 |
| §5.2 孕镶金刚石钻头数值分析 |
| 5.2.1 有限元方法与求解分析 |
| 5.2.2 DYNA建模过程与求解 |
| 5.2.3 结果分析 |
| §5.3 本章小结 |
| 第六章 室内与野外钻进试验 |
| §6.1 室内与野外钻进用岩样分析与测试 |
| 6.1.1 钻进用岩石的矿物鉴定 |
| 6.1.2 钻进用岩石类别的测试 |
| §6.2 室内台架试验结果分析 |
| §6.3 第一次野外钻进试验及结果分析 |
| §6.4 第二次野外钻进试验及结果分析 |
| §6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| §7.1 论文的主要创新点 |
| §7.2 论文的主要研究成果 |
| §7.3 展望与建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（3）复杂地层桩孔钻进工艺及机具研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文选题 |
| 1.2 选题背景及研究意义 |
| 1.2.1 选题背景 |
| 1.2.2 研究意义 |
| 1.3 国外研究现状 |
| 1.3.1 回转钻进 |
| 1.3.2 无循环施工工艺和机具 |
| 1.3.2.1 全套管钻进工艺 |
| 1.3.2.2 旋挖钻进施工法 |
| 1.3.3 长螺旋钻进工艺 |
| 1.4 国内研究现状 |
| 1.4.1 冲击钻进 |
| 1.4.1.1 冲击钻进工艺 |
| 1.4.1.2 冲击钻进机具 |
| 1.4.2 回转钻进工艺及机具 |
| 1.4.2.1 泵吸反循环钻进工艺 |
| 1.4.2.2 气举反循环钻进工艺 |
| 1.4.2.3 射流反循环钻进工艺 |
| 1.4.2.4 泵举反循环钻进 |
| 1.4.2.5 反循环施工工艺 |
| 1.4.2.6 回转钻进用钻具的设计现状 |
| 1.5 旋挖钻进工艺和机具的研究现状 |
| 1.5.1 旋挖钻进机具方面的研究现状 |
| 1.5.1.1 旋挖斗 |
| 1.5.1.2 短螺旋钻头 |
| 1.5.1.3 筒钻 |
| 1.5.2 旋挖钻进桩孔施工工艺的研究现状 |
| 1.5.2.1 在淤泥层、流砂层施工工艺 |
| 1.5.2.2 卵砾石层施工工艺 |
| 1.5.2.3 冻土层施工工艺 |
| 1.5.3 本文的研究内容 |
| 第2章 滚刀钻头及钻进工艺的研究 |
| 2.1 滚刀 |
| 2.1.1 滚刀的钻进破岩机理 |
| 2.2 滚刀钻头的水力学设计 |
| 2.3 焊齿滚刀的研究 |
| 2.3.1 焊齿滚刀的设计研究 |
| 2.3.2 滚刀的失效型式的研究 |
| 2.3.2.1 轴承 |
| 2.3.2.2 密封 |
| 2.3.2.3 滚刀轴承的润滑 |
| 2.3.2.4 滚刀钻头的失效形式 |
| 2.3.2.5 轴承的失效形式 |
| 2.3.3 刀具布置的优化和平衡 |
| 2.3.3.1 刀具的布置 |
| 2.3.4 焊齿滚刀厂内密封实验 |
| 2.3.5 滚刀试验情况 |
| 2.3.6 小结 |
| 第3章 冲击回转反循环工艺及机具的研究 |
| 3.1 大口径冲击回转工艺方法的选择与确定 |
| 3.2 结构及主要技术参数 |
| 3.3 钻头设计原则 |
| 3.3.1 对钻进参数的分析 |
| 3.3.2 针对实验的改进 |
| 3.4 结果分析 |
| 3.5 冲击回转钻进减少钻孔斜度的原理 |
| 3.6 岩石破碎是冲击和回转的联合作用 |
| 3.6.1 岩石破碎是在两种载荷的作用下完成 |
| 3.6.2 冲击回转钻进是斜冲击破碎岩石 |
| 3.6.3 小结 |
| 第4章 无循环钻进工艺和机具在复杂地层钻进的研究 |
| 4.1 全套管钻进工艺工作原理 |
| 4.1.1 全套管护壁钻进优点 |
| 4.1.2 全套管护壁钻进缺点 |
| 4.1.3 全套管护壁钻进适用范围 |
| 4.2 在卵砾石层、淤泥层、流砂层的施工工艺和机具 |
| 4.2.1 套管钻进的几种工艺方法 |
| 4.2.1.1 用旋挖钻机进行套管施工工艺 |
| 4.2.1.2 双动力头旋挖钻机下套管工艺 |
| 4.2.1.3 振动锤施工套管的工艺 |
| 4.2.1.4 搓管机施工套管的钻进工艺 |
| 4.2.1.5 全套管回转钻机钻进工艺 |
| 4.2.2 底部扩孔下套管钻进工艺 |
| 4.2.3 牙轮扩孔钻头的设计与使用 |
| 4.2.4 捞砂斗扩孔钻头的设计与使用 |
| 4.2.5 螺旋扩孔钻头的设计与使用 |
| 4.2.6 实验结果 |
| 4.3 长螺旋钻钻进、套管护壁钻进工艺及机具的研究 |
| 4.3.1 螺旋钻钻头的设计 |
| 4.3.1.1 螺距S 及螺旋面的倾角a |
| 4.3.1.2 转速 |
| 4.3.1.3 临界转速 |
| 4.3.1.4 长螺旋钻具的结构设计 |
| 4.3.1.5 实验结果 |
| 4.4 卵砾石层钻进工艺与机具 |
| 4.4.1 切削盘内置式筒钻钻进工艺 |
| 4.4.2 卵砾石层钻进工艺及复合式螺旋钻头 |
| 4.4.3 在漂石层钻进的卵砾石取心工艺及机具 |
| 4.4.3.1 钻进工艺 |
| 4.4.3.2 设计依据 |
| 4.4.3.3 取芯筒钻实验使用情况实验结果 |
| 4.4.4 小结 |
| 第5章 微风化、完整坚硬岩层施工工艺及机具研究 |
| 5.1 局部空气反循环钻进工艺原理 |
| 5.2 施工工艺 |
| 5.2.1 孔壁条件 |
| 5.2.2 设备的安装 |
| 5.2.3 钻进工艺参数 |
| 5.3 空气回转转换盘（气笼头） |
| 5.4 局部气举反循环全断面钻进钻头 |
| 5.4.1 刀具的选择与分布设计 |
| 5.4.2 钻头的水力学设计 |
| 5.4.3 储渣筒和排渣管的设计 |
| 5.5 实验结果 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 本文的主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 博士学习期间发表论文情况及科研项目 |
（4）超声波振动频率对花岗岩破碎规律影响的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 冲击载荷碎岩 |
| 1.2.2 声波碎岩及共振碎岩 |
| 1.2.3 超声波振动碎岩 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 岩石破碎理论研究 |
| 2.1 应力强度因子及断裂韧性 |
| 2.2 振动频率 |
| 2.3 超声波碎岩物理模型与数学分析 |
| 2.3.1 超声波碎岩物理模型 |
| 2.3.2 超声波振动作用下岩石胁迫运动过程的数学分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 岩石模型的数值模拟分析 |
| 3.1 模态分析及谐响应分析 |
| 3.1.1 模态分析及谐响应分析基本理论 |
| 3.1.2 模拟分析参数及结果 |
| 3.2 岩石模型振动加载分析 |
| 3.3 岩石颗粒模拟分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 超声波振动试验研究 |
| 4.1 试验台研制 |
| 4.1.1 超声波换能器简介 |
| 4.1.2 试验台设计 |
| 4.2 振动试验 |
| 4.2.1 岩石样品的制备及选取 |
| 4.2.2 试验方案 |
| 4.2.3 试验设备及参数 |
| 4.3 核磁共振试验 |
| 4.3.1 核磁共振原理 |
| 4.3.2 弛豫现象 |
| 4.3.3 试验方法 |
| 4.4 单轴抗压试验 |
| 4.5 试验结果及分析 |
| 4.5.1 超声波振动试验 |
| 4.5.2 核磁共振试验 |
| 4.5.3 单轴抗压试验 |
| 4.5.4 孔隙结构特征与力学性能的关系 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 室内钻进试验 |
| 5.1 试验台设计改造 |
| 5.2 超声波振动钻进试验 |
| 5.2.1 试验方案 |
| 5.2.2 试验设备及试验参数 |
| 5.3 钻进试验结果及分析 |
| 5.4 数值模拟 |
| 5.4.1 模型建立 |
| 5.4.2 数值模拟结果及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间取得的科研成果 |
| 一、作者简介 |
| 二、在学期间取得的科研成果 |
| 三、参加的学术活动 |
| 四、参加的科研项目 |
| 致谢 |
（5）适用于坚硬致密地层的孕镶金刚石钻头唇面结构设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外地质岩心深部钻探钻头的研究现状 |
| 1.2.1 钻头胎体配方方面的国内外研究现状 |
| 1.2.2 钻头制作工艺方面的国内外研究现状 |
| 1.2.3 钻头唇面结构设方的国内外研究现状 |
| 1.3 孕镶金刚石钻头的碎岩机理 |
| 1.3.1 孕镶金刚石钻头“磨削磨损”原理 |
| 1.3.2 孕镶金刚石钻头的微体积破碎原理 |
| 1.4 研究内容与科学问题 |
| 1.5 技术路线与研究方案 |
| 1.6 本章小结 |
| 2 孕镶金刚石钻头的设计理论与方法 |
| 2.1 坚硬致密岩层的物理力学特点分析 |
| 2.1.1 深部地层岩石的受力状况 |
| 2.1.2 深部岩石矿物组成 |
| 2.2 孕镶金刚石钻头在坚硬致密岩石中的碎岩机理研究 |
| 2.3 孕镶金刚石钻头唇面结构设计原则 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 孕镶金刚石钻头唇面结构设计 |
| 3.1 金刚石钻头唇面结构方案设计 |
| 3.1.1 掏槽式超前齿结构设计 |
| 3.1.2 低位齿结构设计 |
| 3.2 钻头唇面结构尺寸设计 |
| 3.2.1 钻头水口流速 |
| 3.2.2 掏槽式超前齿结构的强度 |
| 3.2.3 低位齿和岩脊的最优尺寸 |
| 3.3 超前齿和低位齿结构钻头的水口模拟 |
| 3.3.1 流态的判断 |
| 3.3.2 钻头水口模拟步骤 |
| 3.3.3 钻头水口模拟结果与分析 |
| 3.4 新唇面结构钻头存在的问题 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 室内微钻实验 |
| 4.1 实验 |
| 4.1.1 钻头制备 |
| 4.1.2 实验设备 |
| 4.1.3 实验方法 |
| 4.2 实验结果与分析 |
| 4.2.1 环形岩脊形成 |
| 4.2.2 体积破碎结果与分析 |
| 4.2.3 钻头钻进参数分析 |
| 4.3 钻头磨损 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论和建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（6）复杂地层潜孔锤跟管钻进技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题依据及研究意义 |
| 1.2 国内外研究概况、水平及发展趋势 |
| 1.3 课题的研究内容和重点要解决的问题 |
| 1.4 课题研究采用的研究方法和技术路线 |
| 1.5 取得的主要研究成果 |
| 第2章 潜孔锤跟管钻进理论 |
| 2.1 潜孔锤钻进理论分析 |
| 2.1.1 潜孔锤凿入分析 |
| 2.1.2 入射波形对凿入效率的影响 |
| 2.1.3 应力波能量计算 |
| 2.2 潜孔锤跟管钻进理论 |
| 2.3 潜孔锤跟管钻进中钻压的讨论 |
| 第3章 气动潜孔锤跟管取芯钻探技术 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 空气潜孔锤取芯跟管钻具 |
| 3.2.1 钻具设计原则 |
| 3.2.2 钻具结构原理 |
| 3.2.3 钻具主要技术参数 |
| 3.3 空气潜孔锤取芯跟管钻进规程 |
| 3.3.1 设备和器具 |
| 3.3.2 潜孔锤取芯跟管钻进工艺 |
| 3.4 潜孔锤取心跟管钻进试验 |
| 3.4.1 试验条件 |
| 3.4.2 试验情况简介 |
| 3.4.3 试验取得的技术经济效果 |
| 3.5 本章结论 |
| 第4章 冲击式金刚石取心跟管钻进技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 设计原则 |
| 4.3 跟管钻具 |
| 4.3.1 钻具结构原理 |
| 4.3.2 钻具的改进 |
| 4.3.3 主要技术参数 |
| 4.4 液动冲击器 |
| 4.5 取心钻具 |
| 4.6 冲击式金刚石取心跟管钻具 |
| 4.6.1 钻具规格和组合方法 |
| 4.6.2 钻具主要技术参数 |
| 4.7 冲击式金刚石取心跟管钻进 |
| 4.7.1 设备和工具 |
| 4.7.2 钻具配置 |
| 4.7.3 跟管钻进原理 |
| 4.7.4 操作规程 |
| 4.8 冲击式金刚石扩孔接力跟管钻进 |
| 4.8.1 钻具配置 |
| 4.8.2 操作规程 |
| 4.9 生产试验情况 |
| 4.9.1 狮子坪水电站试验情况 |
| 4.9.2 溪洛渡水电站试验情况 |
| 4.9.3 试验结果及分析 |
| 4.10 本章结论 |
| 第5章 气动潜孔锤跟管钻进成孔技术 |
| 5.1 小湾电站工程地质条件及支护设计概况 |
| 5.2 现有潜孔锤跟管钻进技术应用效果 |
| 5.2.1 应用气动潜孔锤跟管钻进技术 |
| 5.2.2 原有常规气动潜孔锤跟管钻进技术存在的问题 |
| 5.2.3 完善和发展气动潜孔锤跟管钻进技术的新内容 |
| 5.3 跟管钻具的研制 |
| 5.3.1 原有跟管钻具存在的主要问题 |
| 5.3.2 新型钻具的设计原则 |
| 5.3.3 新型偏心跟管钻具扩孔机构设计 |
| 5.3.4 新型跟管钻具的制造 |
| 5.3.5 DPA型单偏心跟管钻具研制 |
| 5.3.6 带中心钻头的单偏心(SPA型)跟管钻具研制 |
| 5.4 套管起拔设备的研究 |
| 5.4.1 液压拔管机设计 |
| 5.4.2 液压拔管机的主要技术参数 |
| 5.5 设备选型与机具配套 |
| 5.5.1 设备选型与机具配套的基本原则 |
| 5.5.2 潜孔锤选型 |
| 5.5.3 锚索孔施工钻机选型 |
| 5.5.4 空气压缩机选型 |
| 5.6 潜孔锤跟管钻进技术规程 |
| 5.6.1 钻孔结构方案 |
| 5.6.2 潜孔锤跟管钻进工艺流程 |
| 5.6.3 施工工艺 |
| 5.6.4 钻进中注意事项 |
| 5.6.5 钻进中特殊情况处理 |
| 5.7 跟管钻进技术在小湾电站试验与应用情况 |
| 5.7.1 岩土工程公司A锚索施工情况 |
| 5.7.2 岩土工程公司B锚索施工情况 |
| 5.7.3 气动潜孔锤跟管钻进技术应用结果及效益评述 |
| 5.8 本章结论 |
| 第6章 工程应用实例 |
| 6.1 潜孔锤跟管钻进技术在二郎山龙胆溪滑坡整治工程中的应用 |
| 6.1.1 工程概况 |
| 6.1.2 工程地质及水文地质条件 |
| 6.1.3 堆积体预应力锚索跟管钻进施工 |
| 6.1.4 堆积体潜孔锤跟管钻进中特殊情况下的工艺措施及其效果 |
| 6.2 潜孔锤跟管钻进技术在黄金坪电站坝基灌浆工程钻进成孔中的应用 |
| 6.2.1 工程概况 |
| 6.2.2 浅层钻进成孔与灌浆试验 |
| 6.2.3 深层钻进成孔与灌浆试验 |
| 6.2.4 钻进成孔与帷幕灌浆试验结果 |
| 6.3 潜孔锤跟管钻进技术在雅砻江官地水电站边坡预应力锚索工程中的应用 |
| 6.3.1 工程概况 |
| 6.3.2 锚孔造孔 |
| 6.3.3 预应力锚索体制作与安装 |
| 6.3.4 锚索注浆 |
| 6.3.5 预应力锚索张拉 |
| 6.3.6 预应力锚索工程验收结果 |
| 6.4 本章结论 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表论文及科研成果 |
（7）贯通式潜孔锤钻进过程优化研究（论文提纲范文）
| 内容摘要 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 国内外研究状况和发展 |
| 1.3 论文研究的目的及意义 |
| 1.4 论文研究的内容 |
| 本章小结 |
| 第2章 贯通式潜孔锤反循环连续取心钻进技术 |
| 2.1 贯通式潜孔锤反循环钻进工艺 |
| 2.2 贯通式潜孔锤钻进破岩原理 |
| 本章小结 |
| 第3章 贯通式潜孔锤钻进破岩理论研究 |
| 3.1 静压、冲击破岩特点分析 |
| 3.2 岩石在冲击外在作用下的破碎发展过程 |
| 3.3 静压、冲击破岩的力学分析 |
| 3.4 静压、冲击破岩的损伤断裂分析 |
| 本章小结 |
| 第4章 冲击回转钻进条件下硬质合金钻头柱齿磨损机理 |
| 4.1 钻头磨损机理理论基础 |
| 4.2 硬质合金的性质 |
| 4.3 利用打扫电子显微镜（SEM）详细观察 |
| 4.4 潜孔锤钻头硬质合金柱齿磨损机理 |
| 本章小结 |
| 第5章 钻进过程的数学模型 |
| 5.1 关于建立钻进过程中的数学模型的先前研究 |
| 5.2 钻头磨损函数 |
| 5.3 在各种优化指标的极值求解中合理的回程钻进时间的存在 |
| 5.4 在孕镶金刚石钻头回转钻进过程中，每个优化指标的钻井规程参数之间的关系 |
| 本章小结 |
| 第6章 利用神经网络预测风动潜孔锤钻速 |
| 6.1 神经网络理论基础 |
| 6.2 BP 人工神经网络及算法 |
| 6.3 利用BP 神经网络预测风动潜孔锤钻速 |
| 6.4 基于钻头磨损函数及神经网络，钻进参数对风动潜孔锤钻速的影响分析 |
| 6.5 钻进参数对风动潜孔锤钻井技术-经济指标的影响分析 |
| 本章结论 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 论文的创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 攻读博士期间发表的论文及其他成绩 |
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| Abstract |
（8）硬岩非开挖钻进摆动式潜孔锤定向机构的研究（论文提纲范文）
| 提要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 非开挖技术简介 |
| 1.2 研究的目的、意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 研究的主要内容 |
| 第二章 气动潜孔锤在硬岩非开挖定向钻进中的机理分析 |
| 2.1 气动潜孔锤钻进技术 |
| 2.2 气动潜孔锤在非开挖钻进中定向机理分析 |
| 2.3 本章结论 |
| 第三章 摆动式潜孔锤定向机构分析与设计 |
| 3.1 摆动式潜孔锤定向机构方案设计及依据 |
| 3.2 摆动式定向机构工作原理及理论分析 |
| 3.3 摆动式潜孔锤定向机构的设计 |
| 3.4 摆动机构关键部件的分析 |
| 3.5 摆动定向机构的UG NX 设计 |
| 3.6 本章结论 |
| 第四章 摆动式定向机构关键部件的 |
| 4.1 有限元法和ANSYS 软件 |
| 4.2 摆动式定向机构关键部件的结构及工况 |
| 4.3 输出轴及中轴几何模型及有限元模型的建立 |
| 4.4 输出轴及中轴的静力学分析 |
| 4.5 输出轴和中轴的模态分析 |
| 4.6 本章结论 |
| 第五章 摆动式潜孔锤定向机构动态仿真分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 ADAMS 的软件 |
| 5.3 摆动式定向机构动态仿真分析 |
| 5.4 本章结论 |
| 第六章 摆动式气动潜孔锤造斜钻头设计 |
| 6.1 气动潜孔锤的碎岩机理 |
| 6.2 造斜钻头的结构设计分析 |
| 6.3 摆动式气动潜孔锤造斜钻头 |
| 6.4 本章结论 |
| 第七章 摆动式潜孔锤定向机构样机试验 |
| 7.1 样机的技术参数 |
| 7.2 样机的试验方案 |
| 7.3 样机的试验设备和试验现场 |
| 7.4 本章结论 |
| 第八章 结论与今后的工作 |
| 1 结论 |
| 2 创新点 |
| 3 今后的工作 |
| 参考文献 |
| 博士期间发表的学术论文 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 致谢 |
（9）月岩取心钻头及其低作用力高效能钻进特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 月面采样技术研究现状 |
| 1.2.2 月面钻进采样特殊性分析 |
| 1.2.3 取心钻头构型设计综述 |
| 1.2.4 岩石钻进破碎机理研究现状 |
| 1.2.5 国内外研究现状简析 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第2章 模拟月岩单刃切削负载建模及试验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 月岩及模拟月岩力学特性分析 |
| 2.2.1 月岩的性质及其可钻性等级 |
| 2.2.2 月岩钻进特性影响因素分析 |
| 2.2.3 模拟月岩甄选及其力学特性分析 |
| 2.3 岩石钻进控制参数分析 |
| 2.4 岩石正交切削破碎负载建模 |
| 2.5 单元切削刃直线切削负载建模 |
| 2.6 单刃直线切削负载特性测试平台研制 |
| 2.7 模拟月岩直线切削负载特性试验研究 |
| 2.7.1 单刃直线切削负载模型参数标定 |
| 2.7.2 岩石直线切削负载特性试验验证 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 模拟月岩切削破碎行为数值模拟及参数匹配 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 离散元仿真本构参数匹配方法 |
| 3.2.1 模拟月岩碎屑形貌观测及粒径级配 |
| 3.2.2 岩石颗粒仿真本构模型建立 |
| 3.2.3 离散元本构参数匹配方法 |
| 3.3 变切削深度下的二维切削负载仿真模型参数匹配 |
| 3.3.1 岩石离散元二维仿真模型 |
| 3.3.2 基于PB试验的二维模型本构参数敏感度分析 |
| 3.3.3 岩石二维模型切削负载响应面分析 |
| 3.3.4 岩石二维仿真模型本构参数优选 |
| 3.4 变切削角度下的三维切削负载仿真模型参数匹配 |
| 3.4.1 岩石离散元三维仿真模型 |
| 3.4.2 基于PB试验的三维模型本构参数敏感度分析 |
| 3.4.3 岩石三维模型切削负载响应面分析 |
| 3.4.4 岩石三维仿真模型本构参数优选 |
| 3.5 切削负载仿真模型试验验证及破碎行为仿真分析 |
| 3.5.1 切削负载仿真模型试验验证 |
| 3.5.2 变切削深度下的岩石破碎行为仿真分析 |
| 3.5.3 变切削角度下的岩石破碎行为仿真分析 |
| 3.6 基于有限元方法的切削破碎负载特性比对 |
| 3.6.1 切削负载特性有限元仿真 |
| 3.6.2 岩石切削特性数值模拟方法对比分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 低作用力高效能模拟月岩钻进取心钻头设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 低作用力高效能月岩取心钻头方案设计 |
| 4.2.1 取心钻头设计依据 |
| 4.2.2 带阻隔环和尖角立刃的取心钻头方案设计 |
| 4.3 低作用力高效能月岩取心钻头构型参数设计 |
| 4.3.1 取心钻头钻进负载建模 |
| 4.3.2 切削刃镶嵌姿态试验研究 |
| 4.3.3 取心钻头参数设计 |
| 4.4 回转钻进负载特性试验研究 |
| 4.4.1 岩石钻进负载特性测试条件设计 |
| 4.4.2 回转钻进负载特性试验验证 |
| 4.5 月壤排屑取心特性仿真分析及试验验证 |
| 4.6 取心钻头钻进效能对比验证与分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 模拟月岩冲击钻进负载特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 冲击作动及其传递特性研究 |
| 5.2.1 冲击驱动机构参数设计 |
| 5.2.2 冲击锤冲击碰撞钻具过程建模 |
| 5.2.3 冲击应力在取心钻具中的传递特性分析 |
| 5.3 岩石冲击切削破碎负载建模 |
| 5.3.1 冲击切削耦合阶段岩石破碎负载建模 |
| 5.3.2 力控切削阶段岩石破碎负载分析 |
| 5.3.3 位控切削阶段岩石破碎负载分析 |
| 5.4 模拟月岩切削冲击破碎负载特性试验验证 |
| 5.5 模拟月岩冲击钻进负载特性试验研究 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（10）新型全液压多功能锚杆钻机关键技术的研究（论文提纲范文）
| 作者简介 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题依据和研究意义 |
| 1.2 锚杆钻机的国内外研究现状 |
| 1.2.1 锚杆钻机的国内外研究现状 |
| 1.2.2 锚杆钻机的类型及基本性能分析 |
| 1.2.3 多功能钻机的市场调研 |
| 1.3 发展趋势及存在问题 |
| 1.3.1 国内多功能锚杆钻机与国外产品的差距及问题 |
| 1.3.2 国内多功能锚杆钻机的发展方向 |
| 1.4 本文研究内容和技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 本章小结 |
| 第二章 岩土锚固工程的应用及冲击回转钻进技术破岩机理分析 |
| 2.1 岩土锚固技术的应用及钻孔设备的要求 |
| 2.1.1 岩土锚固工程应用的特点 |
| 2.1.2 岩土锚固技术的应用及对钻孔设备的要求 |
| 2.2 冲击回转钻进技术的钻进机理分析 |
| 2.2.1 冲击回转钻进简介 |
| 2.2.2 冲击回转钻进的力学模型 |
| 2.2.3 冲击钻进时冲击应力波的产生与传递 |
| 2.2.4 冲击回转钻进时的岩土力学性质分析 |
| 2.3 冲击回转钻进效果的影响因素分析 |
| 2.3.1 地层岩土性质 |
| 2.3.2 钻具 |
| 2.3.3 扭矩 |
| 2.3.4 转速 |
| 2.3.5 给进压力 |
| 2.3.6 冲击器性能 |
| 2.3.7 冲洗媒质对钻进速度的影响 |
| 本章小结 |
| 第三章 新型多功能锚杆钻机的结构分析与设计 |
| 3.1 多功能锚杆钻机功能分析 |
| 3.1.1 多功能锚杆钻机的特点 |
| 3.1.2 多功能锚杆钻机的施工用途 |
| 3.2 新型多功能锚杆钻机功能及结构的设计 |
| 3.2.1 新型多功能锚杆钻机功能的分析与设计 |
| 3.2.2 新型多功能锚杆钻机的主要技术参数选择 |
| 3.2.3 新型多功能锚杆钻机结构的分析与设计 |
| 本章小结 |
| 第四章 基于有限元法的钻机主要构件的特性研究 |
| 4.1 有限元法的基本知识 |
| 4.1.1 有限元的发展 |
| 4.1.2 有限元法的基本思想 |
| 4.2 Solid Works及COSMOS/Works简介 |
| 4.2.1 SolidWorks简介 |
| 4.2.2 COSMOS/Works软件介绍 |
| 4.2.3 COSMOS/Works分析过程 |
| 4.3 钻机主要构件的特性研究 |
| 4.3.1 滑架的有限元分析 |
| 4.3.2 主臂-摆动柱的有限元分析 |
| 本章小结 |
| 第五章 新型多功能锚杆钻机液压系统设计 |
| 5.1 液压系统基本回路 |
| 5.1.1 压力控制基本回路 |
| 5.1.2 方向控制基本回路 |
| 5.1.3 速度流量控制基本回路 |
| 5.2 新型多功能锚杆钻机液压系统重要油路分析 |
| 5.2.1 回转油路 |
| 5.2.2 履带行走油路 |
| 5.2.3 给进油路 |
| 5.2.4 调整油路 |
| 5.2.5 辅助油路 |
| 5.3 液压元件选择与设计计算 |
| 5.3.1 液压缸选择计算 |
| 5.3.2 动力头液压马达选择 |
| 5.3.3 液压泵选择 |
| 5.4 液压辅件选择计算 |
| 5.4.1 滤油器的选择 |
| 5.4.2 液压油箱选择 |
| 5.4.3 管路的选择 |
| 5.4.4 液压介质的选择 |
| 5.5 基于AMESim的液压系统仿真 |
| 5.5.1 AMESim软件的简介 |
| 5.5.2 钻机液压油路仿真 |
| 本章小结 |
| 第六章 锚杆钻机的试制及工业试机 |
| 6.1 锚杆钻机的试制 |
| 6.2 新型多功能锚杆钻机的工业试机 |
| 本章小结 |
| 第七章 结论与建议 |
| 7.1 主要结论与认识 |
| 7.2 本文的主要创新点 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
四、一种新的高效碎岩方法——回转冲击钻进（论文参考文献）
- [1]科学超深钻井过程中碎岩方法与孕镶金刚石取心钻头的预研究[D]. 杨道合. 中国地质大学, 2012(03)
- [2]一种新的高效碎岩方法——回转冲击钻进[J]. 汤凤林. 地质科技情报, 1983(04)
- [3]复杂地层桩孔钻进工艺及机具研究[D]. 刘家荣. 中国地质大学（北京）, 2010(08)
- [4]超声波振动频率对花岗岩破碎规律影响的研究[D]. 孙梓航. 吉林大学, 2017(09)
- [5]适用于坚硬致密地层的孕镶金刚石钻头唇面结构设计[D]. 孙吉伟. 中国地质大学(北京), 2019(02)
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- [7]贯通式潜孔锤钻进过程优化研究[D]. 朴金石. 吉林大学, 2010(08)
- [8]硬岩非开挖钻进摆动式潜孔锤定向机构的研究[D]. 吴银柱. 吉林大学, 2007(03)
- [9]月岩取心钻头及其低作用力高效能钻进特性研究[D]. 李鹏. 哈尔滨工业大学, 2017(01)
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