针对月球极区冰采样过程钻具运动参数对钻具受力及对冰采样量的影响问题,开展了离散元仿真分析;利用SolidWorks三维建模软件设计了一款钻具,在离散元仿真软件EDEM中建立了冰的离散元模型;并将设计完成的钻具导入离散元仿真软件中,进行离散元仿真分析;选取钻具的转速作为钻具的运动参数,进行对比分析。其仿真结果表明,随着钻具转速增大,冰的采样量逐渐增大;钻具所受的力矩逐渐减小。

气动潜孔锤开凿大斜度煤矿井在硬煤层钻进时,钻具在高频冲击载荷作用下振动剧烈,难以精确控制方向,进而容易导致钻杆损坏。针对钻具振动与潜孔钻进控向难的问题,设计了一种减振提速装置和有线导向系统。介绍了减振器和单壁导电钻杆的构成及工作原理,建模分析了减振器的强度。利用设计的减振装置和导向系统组合钻具,在硬煤层钻进时,与传统的回转钻进相比可提速3~5倍。

转盘扭矩能反映石油钻井钻具的工作状态，介绍了通过粘贴电阻应变片测量转盘扭矩的传感器以及基于C8051F005单片机在线监测转盘扭矩的系统。该系统能对钻井异常情况作出准确预警，提醒工作人员检查钻具异常原因，以解除异常报警。扭矩围绕某中心值小幅度波动属于正常情况，系统表现为绿灯亮；扭矩大幅度波动、陡增、陡减、持续增加或者持续减小等异常变化时，系统表现为绿灯灭、红灯亮且蜂鸣器鸣叫。本监测系统为钻井过程中钻具的工作状态做出提前判别，预防因钻具异常而引发的异常事故的发生。

该实验以单头代纳钻具（ＤＹＮＡ－ＤＲＩＬＬ）为研究对象，目的是为了探索螺杆马达在发生故障时，其总效率随压力、转速变化的规律。

FJD6-7型伞形钻架动臂的断面结构形式是通过SAPS大型结构分析程序有限元法电算结果分析对比选用的，为验证动臂电算结果的可靠性，根据电算设计的动臂结构图，制造了静态电测实验用动臂，经过模拟静态负载实验，证实了动臂电算静态强度的可靠性和忽略偏载剪应力存在的可行性。