大型基础孔的钻进工艺及设备研究

摘要

随着矿井建设的大型化，成井速度的快速化，国内现有的竖井钻机已不能满足矿建的需要。于是，本文对大型基础孔的钻进设备——ASl2／800强力竖井钻机进行了设计开发，并对钻进工艺作了研究。主要完成工作如下： 首先，根据国内竖井钻机的钻进情况，吸收AS9／500和L40／800竖井钻机的优点，并结合目前比较好的钻井工艺对ASl2／800强力竖井钻机总体方案进行了创新设计。比如采用可移动井架与龙门吊同轨道，降低排浆扬程；采用接卸方便、压气排浆通畅的牙嵌式接头双壁钻杆；采用结构紧凑、传扭能力强、全液压多马达多点驱动的转盘并第一次采用油缸起架的安装方式等。 接着，在根据钻井实践和阅读文献的基础上，确定了钻机主参数的计算方法，并对ASl2／800强力竖井钻机的钻进主参数和系统主参数进行了计算，为各主要部件的设计和钻进工艺的制定提供理论依据。 其次，结合ASl2／800强力竖井钻机，对钻井法凿井的钻进工艺提出了自己的见解，第一次以可变操作工艺的名词诠释了在钻井的实际操作过程中，如何合理地选择钻进参数如钻压、钻头转速、钻进速度以及空压机风量和泥浆循环量之间的关系，并且分析了钻进异常如掉钻、卡钻、坍帮、井斜以及泥包钻头等产生的原因，提出了预防和处理措施，给实际钻井施工人员提供理论指导。 最后，结合AS9／500及L40／800竖井钻机及这两种钻机的现场使用情况并争求具有钻机使用经验的用户意见的基础上对ASl2／800强力竖井钻机的关键性部件的功用及结构作了设计分析，从而指出钻机设计是一系统性工程，每一部件在其中都起着牵一发而动全身的功效。 大型基础孔钻进设备及钻进工艺的研制，即ASl2／800强力竖井钻机的设计，必将给矿山建设带来强大的动力，为竖井钻机的发展树立一新的里程碑。

目录

文摘

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1绪论

1.1 课题来源、研究目的及意义

1.2 基础孔开凿方法

1.3 基础孔的开凿设备—竖井钻机

1.4 本文的主要工作

2竖井钻机的总体方案设计

2.1 主要性能指标

2.2 方案论述

2.3 本章小结

3钻机主参数的设计计算

3.1 钻机主参数

3.2 钻进主参数的计算及选用

3.3 主要系统参数的计算

3.4 本章小结

4钻机工艺研究

4.1 钻井法

4.2 钻井破岩原理及破岩刀具

4.3 钻进工艺

4.4 钻进异常及处理

4.5 本章小结

5竖井钻机关键部件设计

5.1 钻机概貌

5.2 关键部件设计分析

5.3 井架的安装就位方法

5.4 本章小结

6结论与展望

6.1 研究结论

6.2 研究展望

致谢

参考文献