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超深孔地质岩心钻探配套泥浆泵的研制 认领 引用 被引量：1
1
作者 李明星 卢春阳 +3 位作者 柴喜元 欧喜生 兰春 曹小华 《地质装备》 2026年第1期10-15,共6页
随着岩心勘探钻孔深度不断加深,钻机向着超深孔能力的方向发展,同时也对配套泥浆泵的能力提出了新的要求。针对超深孔岩心勘探的工艺需求,本文中开发的超深孔地质岩心钻探配套泥浆泵采用了变频调速+两挡变速的传动方案,降低了配套功率约... 随着岩心勘探钻孔深度不断加深,钻机向着超深孔能力的方向发展,同时也对配套泥浆泵的能力提出了新的要求。针对超深孔岩心勘探的工艺需求,本文中开发的超深孔地质岩心钻探配套泥浆泵采用了变频调速+两挡变速的传动方案,降低了配套功率约40%;采用组合式锻件曲轴,保证强度同时简化工艺;采用易拆卸柱塞密封结构,方便维护;采用直通式液力端结构,过流性能好,结构紧凑。该泵研制后进行了性能试验,各项数据达到了行业标准要求,填补了深孔钻探配套泥浆泵的空白,对推动地勘行业的技术升级有重要意义。 展开更多
关键词 超深孔岩心勘探 变频调速 组合锻件曲轴 易拆卸柱塞密封
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国内绿色勘查地质岩心钻探装备进展与发展建议 认领 引用
2
作者 刘蓓 杨可 张雄 《地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2026年第4期687-702,共16页
在生态文明建设深入推进与矿产资源需求持续增长的背景下,研发与推广绿色勘查装备已成为实现地质勘查可持续发展的关键任务。本文系统梳理了国内绿色勘查地质岩心钻探装备的最新进展,重点分析了轻便钻机、便携式钻机、全液压钻机、电传... 在生态文明建设深入推进与矿产资源需求持续增长的背景下,研发与推广绿色勘查装备已成为实现地质勘查可持续发展的关键任务。本文系统梳理了国内绿色勘查地质岩心钻探装备的最新进展,重点分析了轻便钻机、便携式钻机、全液压钻机、电传动/永磁钻机、水平定向钻机、多工艺钻机、冲洗液环保处理装备及低空运载装备等代表性设备的性能特点与适用场景。研究表明,我国已初步构建覆盖“浅孔‐中深孔‐深孔‐特深孔”的绿色勘查岩心钻探装备体系,能够适应复杂地形难进入区、生态脆弱区、植被覆盖区、草原湿地、河湖滩涂等多种场景,并满足矿产勘查、工程勘察、水文水井、科学钻探等各类岩心钻探工程需求。然而,与矿业发达国家相比,我国在自动化(智能化)岩心钻探、小口径定向取心钻探、冲洗液环保处理等高效绿色装备的研发与推广应用方面仍存在差距。为此,本文建议重点加强上述薄弱环节的关键技术攻关与工程实践,同时积极推进低空无人机运载装备在钻探工程中的规模化应用,以降低勘查活动对地表环境的扰动,推动我国地质勘查向绿色、高质量方向发展。 展开更多
关键词 绿色勘查 地质岩心钻探 自动化钻机 冲洗液处理设备 低空运载
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XY-8型立轴钻机电传动数字化升级改造研究 认领 引用
3
作者 臧臣坤 高明帅 +5 位作者 王宇哲 李宽 何磊 宋志亮 孙卫娜 孙军盈 《钻探工程》 2026年第4期154-162,共9页
针对传统立轴式岩心钻机存在的劳动强度大、安全风险高、频繁倒杆易致孔壁失稳及钻进参数无法实时获取等问题,本文以XY-8型钻机为对象,提出了一种低成本、高性能的数字化升级改造方案。该方案遵循“主体保留、功能增强、数字改造”原则... 针对传统立轴式岩心钻机存在的劳动强度大、安全风险高、频繁倒杆易致孔壁失稳及钻进参数无法实时获取等问题,本文以XY-8型钻机为对象,提出了一种低成本、高性能的数字化升级改造方案。该方案遵循“主体保留、功能增强、数字改造”原则,采用交流变频电机实现回转与提升系统的无级调速,重构了液压盘式制动系统;构建了包含小电机自动送钻、伺服泵控送钻及无动力盘刹送钻的多模式协同送钻体系,有效解决了传统油缸给进行程受限的问题;开发了基于PLC的机电液一体化控制平台,实现了各执行机构的逻辑互锁与参数闭环控制。样机测试表明:改造后钻机速度控制误差不超过±1.5%,钻压控制误差不超过±5%,制动响应时间缩短至0.3 s,单位进尺与待机能耗分别降低约29%和75%,改造成本较新购同性能设备降低约25%。本研究为海量存量立轴钻机的数字化转型提供了可复制的工程路径,为深部找矿与地质装备数字化提供技术支撑。 展开更多
关键词 立轴钻机 数字化改造 电传动 自动送钻 变频驱动 机电液一体化 闭环控制 地质勘探
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低温钻机液压系统的研制 认领 引用
4
作者 孙卫娜 刘颖毅 +6 位作者 黄东帅 刘璐 黄江涛 薛善忠 高明帅 宋志亮 孙军盈 《地质装备》 2026年第2期1-6,27,共6页
为满足极寒地区矿产资源勘查及科学钻探的需求,研制了一种低温钻机。根据钻机在-40℃极端环境下的实际工况和使用需求,重点研制了与之配套的液压系统。本文主要论述了低温钻机液压系统的回路组成和工作原理,针对冰层精细钻进、低温环境... 为满足极寒地区矿产资源勘查及科学钻探的需求,研制了一种低温钻机。根据钻机在-40℃极端环境下的实际工况和使用需求,重点研制了与之配套的液压系统。本文主要论述了低温钻机液压系统的回路组成和工作原理,针对冰层精细钻进、低温环境的适应性优化和极寒环境的全天候作业能力做了详细的介绍。现场应用表明,该液压系统在极端低温下性能稳定可靠,各项性能指标均达到了设计要求。低温钻机具有工作效率高、自动化程度高、环境适应性强等特点,满足了极寒地区资源勘探的使用要求。 展开更多
关键词 低温钻机 液压系统 精细钻进 低温优化 全天候作业
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基于XY-8型钻机的分体与集成驱动模式设计优化及对比研究 认领 引用
5
作者 高明帅 王悦 +5 位作者 臧臣坤 薛善忠 郭海波 韩菲 王宇哲 熊君 《地质装备》 2026年第3期1-7,共7页
随着新一轮找矿突破行动的推进,以及战略性矿产资源勘探向深部拓展,对深孔钻探装备在钻进参数数字化、绿色节能以及人机友好等方面提出了更高的要求。目前国内固体矿产勘探装备以XY系列机械立轴钻机和全液压岩心钻机为主,这些钻机在钻... 随着新一轮找矿突破行动的推进,以及战略性矿产资源勘探向深部拓展,对深孔钻探装备在钻进参数数字化、绿色节能以及人机友好等方面提出了更高的要求。目前国内固体矿产勘探装备以XY系列机械立轴钻机和全液压岩心钻机为主,这些钻机在钻进参数数字化以及绿色节能方面与国外先进水平还有较大差距。本文主要以XY-8型钻机为基础,分别对提升和回转两个动作进行了分体和集成驱动模式的探索和优化,通过采用交流变频电传动技术,结合多种电液信以及传感技术实现了多项钻进参数的数字化显示和存储,研制出XY-8DB型和XY-8DG型数字化立轴式岩心钻机。这两款型钻机具备先进的司钻控制模式,在显著改善一线人员作业环境的同时提高了钻探的科学性。同时通过对两种钻机的技术特点、作业模式、成本以及适用场景等方面进行对比分析,得出采用集成驱动模式与分体式驱动相比具有数字化水平高、装机功率低、一次性采购投入少等优点。 展开更多
关键词 XY-8型岩心钻机 交流变频驱动 优化设计 数字化
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高端钻探装备耦合故障演化机理建模研究 认领 引用
6
作者 张鑫 厉曈曈 +2 位作者 赵湉 王仕强 王文权 《仪器仪表标准化与计量》 2026年第4期5-7,共3页
高端钻探装备是机械、电气、液力、控制等多子系统深度耦合的复杂系统,其故障存在跨系统级联与耦合协同放大效应。为此,本文提出一种基于状态变量和速率变量的耦合故障演化机理建模方法,包括边界界定、耦合故障机理建模、耦合演化过程... 高端钻探装备是机械、电气、液力、控制等多子系统深度耦合的复杂系统,其故障存在跨系统级联与耦合协同放大效应。为此,本文提出一种基于状态变量和速率变量的耦合故障演化机理建模方法,包括边界界定、耦合故障机理建模、耦合演化过程分析三个层次。以钻井泵为例,建立了液力端-动力端耦合故障模型与动力端热-振耦合失稳模型,验证了模型对耦合故障的叠加效应、协同诱发效应、正反馈放大效应的表征能力,为钻探装备耦合故障预测性维护提供了理论支撑。 展开更多
关键词 钻探装备 耦合故障 机理建模 钻井泵
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顶驱式岩心钻机在小秦岭金矿田3500 m特深孔施工应用 认领 引用 被引量：1
7
作者 葛晓华 胡吉祥 +3 位作者 翟育峰 林大伟 孙飞飞 姜晓 《钻探工程》 2026年第1期111-116,共6页
为探明小秦岭金矿田深部成矿规律,在地质条件复杂的小河断裂带部署了一口3500 m科学钻孔。施工面临断层泥缩径、破碎带坍塌、高地应力卡钻等严峻挑战,孔内事故频发,传统钻探技术难以满足要求。本文介绍了XD-40DB型交流变频顶驱式岩心钻... 为探明小秦岭金矿田深部成矿规律,在地质条件复杂的小河断裂带部署了一口3500 m科学钻孔。施工面临断层泥缩径、破碎带坍塌、高地应力卡钻等严峻挑战,孔内事故频发,传统钻探技术难以满足要求。本文介绍了XD-40DB型交流变频顶驱式岩心钻机的成功应用,依托其智能化集成控制、18 m长行程给进、精准动力调控等核心技术优势,结合优化的五开钻孔结构、多套针对性冲洗液体系及精细化参数调控,形成了一套适用于特深孔复杂地层的综合施工技术。该技术有效克服了孔壁失稳和卡钻等难题,终孔孔深3491.90 m,平均岩心采取率97.18%,圆满完成地质任务。研究成果不仅为小河断裂控矿机制研究提供了关键地质数据,更验证了顶驱式岩心钻机在深部复杂地层勘探中的卓越性能与核心支撑作用,为我国同类特深孔钻探工程提供了重要的技术示范和实践经验。 展开更多
关键词 顶驱式岩心钻机 深部探测 特深孔 复杂地层 小秦岭金矿田
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基于激光熔覆的钻机配油套内壁涂层制备及性能研究 认领 引用
8
作者 张清青 王钦伟 +3 位作者 吴鑫鑫 阮绍刚 赵学渝 古毓建 《激光杂志》 CAS 北大核心 2026年第2期255-260,共6页
针对钻机配油套内壁的离心浇铸铜合金存在工艺难度大、成品率低,且铜-钢线膨胀系数差异过大带来的产品尺寸问题,采用激光熔覆技术在配油套内壁熔覆一层/多层合金涂层,提高产品的减磨耐磨性能。选用正交试验法,以激光功率、扫描速度和送... 针对钻机配油套内壁的离心浇铸铜合金存在工艺难度大、成品率低,且铜-钢线膨胀系数差异过大带来的产品尺寸问题,采用激光熔覆技术在配油套内壁熔覆一层/多层合金涂层,提高产品的减磨耐磨性能。选用正交试验法,以激光功率、扫描速度和送粉量为关键变量,制备了多组无气孔、裂纹且熔覆质量优异的熔覆层。应用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射、能谱等手段对涂层进行了组织、成分和物相的表征分析,结合显微维氏硬度计和摩擦磨损试验机对熔覆层进行了硬度和耐磨性测试。结果表明:配油套内壁熔覆层的平均维氏硬度为HV187.4,SP560熔覆层的摩擦系数与Cu接近,具备良好的减磨耐磨性能,可作为一种提高钻机配油套产品质量的优选方案。 展开更多
关键词 激光熔覆 配油套 涂层制备 性能研究
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我国铀矿钻探装备主要进展和发展建议 认领 引用
9
作者 李柏军 曾令 +1 位作者 侯江楠 王康 《钻探工程》 2026年第1期4-12,共9页
铀资源是重要的战略资源和能源矿产,针对铀矿钻探装备难以满足新时代安全、绿色、高效钻探要求的现状,本文系统梳理了21世纪以来我国铀矿钻探装备的发展历程。结合国内外装备对比,指出了当前行业存在的核心问题:砂岩铀矿勘查钻探施工仍... 铀资源是重要的战略资源和能源矿产,针对铀矿钻探装备难以满足新时代安全、绿色、高效钻探要求的现状,本文系统梳理了21世纪以来我国铀矿钻探装备的发展历程。结合国内外装备对比,指出了当前行业存在的核心问题:砂岩铀矿勘查钻探施工仍以自动化程度低的立轴钻机为主,劳动强度大、安全风险高;地浸采铀钻探装备体系不完善,效率与能耗矛盾突出;特殊地形区装备进场困难,冲洗液固控技术落后。针对这些瓶颈,本文提出了未来3年发展建议,包括:开展立轴钻机及钻塔的自动化与数字化升级改造;研发难进入地区高效低成本施工装备;深化智能冲洗液固控技术研究;加强全液压钻机、绳索取心工艺等先进成熟技术装备的引进与推广。本研究为推进我国铀矿钻探装备换代升级提供了科学依据和技术路线,对推动地质钻探行业技术进步具有重要参考价值。 展开更多
关键词 铀矿钻探 钻探装备 立轴钻机 顶驱钻机 地浸采铀 固控设备
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1500型履带式多功能钻机的研制与应用 认领 引用
10
作者 杨贺国 程林 +2 位作者 刘建辉 刘宁 王克虎 《地质装备》 2026年第4期8-13,共6页
为了满足施工队伍对钻机多用性、便捷性、高效性率和经济性的要求,研制了1500型履带式多功能钻机。本文介绍了该钻机的结构特点、创新性和试验应用情况。钻机采用机械式主机、液压履带底盘、液压起落塔、液压调平、液压驱动泥浆泵的机... 为了满足施工队伍对钻机多用性、便捷性、高效性率和经济性的要求,研制了1500型履带式多功能钻机。本文介绍了该钻机的结构特点、创新性和试验应用情况。钻机采用机械式主机、液压履带底盘、液压起落塔、液压调平、液压驱动泥浆泵的机械和液压相结合的方案,钻机结构紧凑,操作方便,采用长轴驱动机械式动力头,传动效率高,配备了大排量离心泵和高压变量泵,可实现自由切换。该钻机采用柴油机动力,具有转速调节范围宽、低速回转扭矩大、运输方便、起落塔速度快、起下钻时间短、钻井效率高、工人劳动强度低、施工成本低的优点。钻机在山西兴县煤矿勘探孔和生产孔施工中稳定可靠,钻进效率高,受到用户好评。 展开更多
关键词 煤田勘探 履带式多功能钻机 钻进效率
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内置卡盘式双电机电驱动力头设计 认领 引用
11
作者 房展豪 《煤炭技术》 CAS 2026年第7期175-179,共5页
针对电驱钻机设计了一种内置卡盘式双电机电驱动力头,通过对差速器原理的逆运用,以实现两电机无需保持同转速也可同时同步输出扭矩,有效提高多电机情况下的整体效率。详细介绍了电驱回转器的总体方案、关键部件设计以及使用方法。摒弃... 针对电驱钻机设计了一种内置卡盘式双电机电驱动力头,通过对差速器原理的逆运用,以实现两电机无需保持同转速也可同时同步输出扭矩,有效提高多电机情况下的整体效率。详细介绍了电驱回转器的总体方案、关键部件设计以及使用方法。摒弃了传统的容易漏油故障率高的液压动力源,采用快响应的电机为动力源,回转效率更高、扭矩更大,可以实现后部加杆且将卡盘与回转器集成一体式,且结构更简单,提高安全性与可靠性。 展开更多
关键词 钻机 动力头 差速器 设计 使用方法
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山地冰川冰下基岩取样用回转冲击式超声波钻 认领 引用
12
作者 来兴文 李冰 +2 位作者 徐良 李亚洲 刘泽君 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CSCD 北大核心 2026年第2期760-770,共11页
针对高海拔山地冰川环境下冰下基岩取样需求,本文提出了一种基于压电驱动原理的回转冲击式超声波钻。首先,基于压电振动理论,设计了半波长压电换能器,并通过模态和谐响应分析进行了验证;其次,研制了总质量仅11.15 kg的钻具原理样机;最后... 针对高海拔山地冰川环境下冰下基岩取样需求,本文提出了一种基于压电驱动原理的回转冲击式超声波钻。首先,基于压电振动理论,设计了半波长压电换能器,并通过模态和谐响应分析进行了验证;其次,研制了总质量仅11.15 kg的钻具原理样机;最后,通过抗压强度为55 MPa石灰岩钻进试验和岩屑粒径对比,研究了占空比、时间间隔、钻压和钻头类型等因素对钻进性能的影响。研究结果表明:在相同转速下,引入冲击作用后,钻进速度提升了58.6%,岩屑粒径也明显增大;占空比越大、时间间隔越小、钻压越大,钻进速度越大;在钻压为107.76 N的条件下,采用硬质合金钻头可以在20 min内钻进32mm,功率仅为158 W,钻进速度显著比金刚石钻头的大。 展开更多
关键词 山地冰川 冰下基岩 取样 回转冲击 压电换能器
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ZY便携式钻机在揭露斜坡单元孕灾条件中的应用 认领 引用
13
作者 唐黔 廖立平 陈中源 《土木工程》 2026年第5期73-80,共8页
为解决传统大型钻探设备在复杂山区斜坡孕灾条件勘查中的应用难题,本文以永州市零陵区为研究区,应用自主研发的ZY-15、ZY-20、ZY-25型便携式钻机,进行覆盖典型斜坡单元的19个钻孔、累计139米的钻探作业。结合钻孔取样及山地工程等手段,... 为解决传统大型钻探设备在复杂山区斜坡孕灾条件勘查中的应用难题,本文以永州市零陵区为研究区,应用自主研发的ZY-15、ZY-20、ZY-25型便携式钻机,进行覆盖典型斜坡单元的19个钻孔、累计139米的钻探作业。结合钻孔取样及山地工程等手段,识别出5类孕灾斜坡结构,揭示了区内易崩易滑地层的分布特征及4种地质灾害成灾模式。结果表明,ZY系列便携式钻机兼具轻量化、高适配性、钻进效率高及绿色勘查的优势,可有效克服复杂地形作业限制。本研究为地质灾害快速勘查提供了新手段,对推动精细化地灾防控具有重要实践意义。 展开更多
关键词 ZY便携式钻机 斜坡单元 孕灾条件 地质灾害勘查 成灾机理
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钻探多参数孔底自动监测仪研制 认领 引用 被引量：4
14
作者 王强 朱恒银 +3 位作者 刘兵 冯建宇 白领国 蔡正水 《地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2025年第1期142-153,共12页
目前,钻探钻进过程中的钻压、转速、扭矩、环空冲洗液压力等参数主要是在地表钻机、泥浆泵等设备及泥浆循环系统处采集,受孔深、孔身轨迹、钻孔结构、泥浆性能、钻具刺漏、钻头类型、钻进方法、地层等多种因素的影响,地表测得参数与孔... 目前,钻探钻进过程中的钻压、转速、扭矩、环空冲洗液压力等参数主要是在地表钻机、泥浆泵等设备及泥浆循环系统处采集,受孔深、孔身轨迹、钻孔结构、泥浆性能、钻具刺漏、钻头类型、钻进方法、地层等多种因素的影响,地表测得参数与孔底近钻头处真实参数存在较大差异。针对这一行业难题,开展了孔底钻进参数自动测量系统结构设计、传感器优选、数据储存与传输、软件开发等关键技术的研究与试验,成功研制出一套钻探多参数孔底自动监测仪。该仪器能够自动测量近钻头部位的钻压、扭矩、转速、钻具内压力、环空压力、孔斜、温度等7项指标,在山西某煤层气调查井的2895.56~2902.69 m井段进行了生产试验验证,共导出测量数据39214组,仪器安全性及可靠性满足设计要求,通过对测量数据进行分析,可以根据实际钻遇地层情况调节钻压、泵量等钻进工艺参数,以提高钻进效率。 展开更多
关键词 钻进参数 孔底 自动监测 工艺优化 钻进效率
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万米钻机全液压顶驱平衡装置液压回路设计与仿真 认领 引用 被引量：4
15
作者 罗朝椿 王清岩 +3 位作者 范黎明 李昊轩 钟蔚岭 郭乃铭 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2025年第2期233-242,共10页
【目的】全液压顶驱平衡装置作为万米钻机重要设备之一,旨在动态精准调控拧卸扣过程中的轴向载荷,以保护钻杆接头螺纹免受损伤,确保钻探作业的稳定性和安全性。【方法】针对SP.TD-01A型全液压顶驱,设计了平衡装置及其液压回路,以实现顶... 【目的】全液压顶驱平衡装置作为万米钻机重要设备之一,旨在动态精准调控拧卸扣过程中的轴向载荷,以保护钻杆接头螺纹免受损伤,确保钻探作业的稳定性和安全性。【方法】针对SP.TD-01A型全液压顶驱,设计了平衡装置及其液压回路,以实现顶驱使用过程中所需的平衡和弹跳功能。首先,确定顶驱平衡装置液压回路组成结构及主要工作参数。随后,利用Matlab/Simulink/SimScape仿真平台,构建了顶驱平衡装置液压回路动态仿真模型、顶驱主轴与钻杆拧卸扣机构动力学仿真模型,模拟测试顶驱主轴保护接头在拧卸扣过程中的轴向载荷变化和位移特性,以及平衡装置液压回路的流量−压强特性和能耗指标。【结果和结论】结果表明:设计的顶驱平衡装置功能结构合理且具有良好的动态调节性能。在主轴转速为10 r/min情况下,拧扣、预紧用时24 s,卸扣、脱扣用时26 s。拧扣阶段螺纹面最大压力(碰撞)为11.2 kN,稳定时约550 N。卸扣阶段,螺纹面最大压力为3.5 kN,平均约1.2 kN。完成拧扣作业后,顶驱弹离钻杆柱76.5 mm。设计的顶驱平衡装置及其液压回路已应用于SP.TD-01A型全液压顶驱系统,使用效果良好,在保护钻杆接头螺纹方面发挥了重要作用,在服务“松科二井”施工期间出于安全方面的考虑,顶驱主轴保护接头仅更换4次。研究工作对于后续顶驱系统研发具有指导意义。 展开更多
关键词 顶驱平衡装置 液压系统 拧卸扣作业 动态仿真分析 Matlab/Simulink/SimScape仿真平台
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扩径钻机自适应钻进参数优化方法 认领 引用
16
作者 武齐齐 何玉普 邢金江 《建筑机械》 2026年第3期89-93,97,共5页
扩径钻机运行场景不确定性程度较高,导致钻速不稳定,钻进比能较高。文章提出基于深度强化学习的扩径钻机自适应钻进参数优化方法。利用斯皮尔曼秩相关系数和互信息法分析钻井数据,计算出综合相关系数,深入挖掘地质参数、钻机状态与钻进... 扩径钻机运行场景不确定性程度较高,导致钻速不稳定,钻进比能较高。文章提出基于深度强化学习的扩径钻机自适应钻进参数优化方法。利用斯皮尔曼秩相关系数和互信息法分析钻井数据,计算出综合相关系数,深入挖掘地质参数、钻机状态与钻进效率之间的内在联系。筛选出与钻速高度相关的特征,结合深度学习网络预测扩径钻机的钻速。通过构建钻速最大化的目标函数,结合粒子群算法对最优钻进参数组合对应的钻速,从而实现自适应钻进参数优化。试验结果表明,对扩径钻机进行钻进参数优化后,在钻进深度达到100 m时,粒子群方法的钻进比能约为23.2 kW·h/m3,具备较为理想的钻进性能。 展开更多
关键词 深度强化学习 扩径钻机 钻进参数 优化方法 钻进性能
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物联网技术在钻探设备远程监测与故障诊断中的应用 认领 引用
17
作者 杨凯 黄金漫 《信息系统工程》 2026年第6期9-12,共4页
随着矿产资源开采的不断深入,钻探设备在高风险、高负荷环境下长时间工作,设备故障和停机造成的损失严重地影响着生产效率,传统的人工巡检、定期维护方式存在着检测滞后、效率低、诊断准确率不高等缺点,物联网(IoT)技术的加入给钻探设... 随着矿产资源开采的不断深入,钻探设备在高风险、高负荷环境下长时间工作,设备故障和停机造成的损失严重地影响着生产效率,传统的人工巡检、定期维护方式存在着检测滞后、效率低、诊断准确率不高等缺点,物联网(IoT)技术的加入给钻探设备的远程实时监测、状态评价以及故障预测带来了可能。本文主要对物联网技术在钻探设备上的应用现状做了分析,传感器布置、数据采集、通信网络、云端平台建设等均有所涉及。利用案例研究与模拟实验的方法来分析设备运行状态参数采集、故障诊断模型建立和智能预警系统设计方法,经研究得出,采用物联网远程监测及故障诊断系统可以极大地提高设备可靠性以及维修效率,减少非计划性停工时间,并且能给钻探作业提供数据支撑和决策依据。本文就物联网在钻探设备上的应用前景、技术难题和发展趋向做了一些探讨。 展开更多
关键词 物联网 钻探设备 远程监测 故障诊断 智能维护
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SPC-300ST钻机与全液压车载动力头钻机在马里钻井中的应用比较 认领 引用
18
作者 白坤晓 《地质装备》 2026年第1期22-27,53,共6页
20世纪80年代,中国的地质勘察公司随着政府对非洲经济援助项目进入非洲钻井市场后。中国施工公司以其完备的水井钻探设备和先进的水井钻探工艺,迅速抢占了非洲的水井市场,其中天津探矿机械厂生产的SPC-300系列水文水井钻机功不可没。进... 20世纪80年代,中国的地质勘察公司随着政府对非洲经济援助项目进入非洲钻井市场后。中国施工公司以其完备的水井钻探设备和先进的水井钻探工艺,迅速抢占了非洲的水井市场,其中天津探矿机械厂生产的SPC-300系列水文水井钻机功不可没。进入21世纪后,印度生产的全液压车载动力头钻机开始进入非洲市场,已成为当地主流的钻井设备。通过实践应用对比,得出以下结论:①传统车载转盘式SPC-300ST钻机在提升能力、扭矩、钻进深度、泥浆泵性能、提下钻速度及地层适应性方面具有显著优势;②全液压车载动力头钻机在集成化、智能化、自动化及空压机性能方面表现突出,可降低操作难度、提高施工精度,并减少设备与人员配置;③根据马里的水文地质条件与水井工艺需求,全液压钻机更适应实际工况;④未来车载水井钻机应向集成化、自动化与智能化方向发展,通过优化设备结构与区域适应性,在降低投资成本的同时提升经济效益。 展开更多
关键词 全液压车载动力头钻机 SPC-300ST 性能对比 潜孔锤钻进
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YSXD18地面电磁波随钻测量系统的研制与应用 认领 引用
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作者 张富翔 王磊 +2 位作者 赵玉萌 杨文波 曹高鹏 《地质装备》 2026年第4期20-24,46,共5页
定向钻探技术在资源勘探、地质灾害治理与工程施工等领域已得到广泛应用,但传统随钻测量方式在空气钻井及泡沫钻井等无钻井液介质工况下的适用性差,成本偏高。为解决井下参数实时测量与传输难题,作者研制了YSXD18地面电磁波随钻测量系... 定向钻探技术在资源勘探、地质灾害治理与工程施工等领域已得到广泛应用,但传统随钻测量方式在空气钻井及泡沫钻井等无钻井液介质工况下的适用性差,成本偏高。为解决井下参数实时测量与传输难题,作者研制了YSXD18地面电磁波随钻测量系统。该系统无需通缆钻杆、不受钻井液介质影响,具备测量精度高、工作时间长、适用工况广、综合成本低等特点。通过高低温试验、振动试验与现场实钻试验进行了可靠性验证,结果表明:系统工作稳定,测量精度满足设计指标,可实现井斜角、方位角、工具面角等参数的实时采集与稳定传输,轨迹控制精准。该系统的成功研制,填补了特殊钻井工况下随钻测量技术的应用空白,可为定向钻探工程提供高效、经济、可靠的技术支撑,具有工程实用价值与推广意义。 展开更多
关键词 定向钻探 电磁波传输 随钻测量 现场试验
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Retrofitting Design of a Deep Drilling Rig Mud Pump Load Balancing System 认领 引用 被引量：1
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作者 Danijel Pavkovic Pietro Kristovic +1 位作者 Mihael Cipek Dragutin Lisjak 《Energy Engineering》 EI 2025年第5期1669-1696,共28页
In deep drilling applications,such as those for geothermal energy,there are many challenges,such as those related to efficient operation of the drilling fluid(mud)pumping system.Legacy drilling rigs often use paired,p... In deep drilling applications,such as those for geothermal energy,there are many challenges,such as those related to efficient operation of the drilling fluid(mud)pumping system.Legacy drilling rigs often use paired,parallel-connected independent-excitation direct-current(DC)motors for mud pumps,that are supplied by a single power converter.This configuration results in electrical power imbalance,thus reducing its efficiency.This paper investigates this power imbalance issue in such legacy DC mud pump drive systems and offers an innovative solution in the form of a closed-loop control system for electrical load balancing.The paper first analyzes the drilling fluid circulation and electrical drive layout to develop an analytical model that can be used for electrical load balancing and related energy efficiency improvements.Based on this analysis,a feedback control system(so-called“current mirror”control system)is designed to balance the electrical load(i.e.,armature currents)of parallel-connected DC machines by adjusting the excitation current of one of the DC machines,thus mitigating the power imbalance of the electrical drive.Theproposed control systemeffectiveness has been validated,first through simulations,followed by experimental testing on a deep drilling rig during commissioning and field tests.The results demonstrate the practical viability of the proposed“current mirror”control system that can effectively and rather quickly equalize the armature currents of both DC machines in a parallel-connected electrical drive,and thus balance both the electrical and mechanical load of individual DC machines under realistic operating conditions of the mud pump electrical drive. 展开更多
关键词 Deep drilling mud pump electrical load balancing direct current motor excitation control armature current mirroring field tests
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