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自动垂直钻井工具分类及发展现状 被引量：28
1
作者 柴麟 张凯 +3 位作者 刘宝林 薛启龙 王璐 王晋 《石油机械》 北大核心 2020年第1期1-11,共11页
从石油钻井和地质钻探两方面阐述了自动垂直钻井技术的原理及优点,按照不同结构及工作原理对自动垂直钻井工具做出分类,并简要分析了各类工具的优缺点。随后在上述分类基础上系统归纳了国内外现有垂直钻井工具及其技术特点,剖析了国内... 从石油钻井和地质钻探两方面阐述了自动垂直钻井技术的原理及优点,按照不同结构及工作原理对自动垂直钻井工具做出分类,并简要分析了各类工具的优缺点。随后在上述分类基础上系统归纳了国内外现有垂直钻井工具及其技术特点,剖析了国内外自动垂直钻井工具之间的技术差距。最后总结出自动垂直钻井工具存在的问题,指出工具今后的发展趋势为小型化、可取心、高精度和长寿命,并对其未来的研究思路与方法提出建议:对执行机构零部件结构和布局进行优化,在减小工具外径的同时增大工具内部空间,使工具在小口径井眼垂直钻进的同时还能进行取心作业;对电控式垂直钻井工具的测控传感器及其密封系统进行优化改进,使工具整体耐温耐压性能得到提高;对机械式垂直钻井工具的偏重平台在井下复杂环境下的响应规律进行研究,并探索相应的误差抑制补偿方法,以提高工具的井斜控制精度。 展开更多
关键词 自动垂直钻井工具 分类 井斜控制 发展趋势 建议
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水力振荡减阻钻进技术发展现状与展望 被引量：28
2
作者 孔令镕 王瑜 +3 位作者 邹俊 王志乔 刘宝林 夏柏如 《石油钻采工艺》 CAS 北大核心 2019年第1期23-30,共8页
随着水平井和大斜度井在油气开采中的广泛应用,钻进过程中钻柱与井壁之间摩阻较大时常产生托压现象,导致无法有效施加钻压,影响机械钻速,甚至诱发黏吸卡钻等井下事故。水力振荡减阻技术采用水力振荡器在钻具轴向产生一定频率和振幅的振... 随着水平井和大斜度井在油气开采中的广泛应用,钻进过程中钻柱与井壁之间摩阻较大时常产生托压现象,导致无法有效施加钻压,影响机械钻速,甚至诱发黏吸卡钻等井下事故。水力振荡减阻技术采用水力振荡器在钻具轴向产生一定频率和振幅的振动,将静摩擦力转变为动摩擦力,以减少钻具与井壁之间的摩阻,具有良好的发展前景。从振动减阻的原理、国内外水力振荡器典型结构、关键技术等方面系统分析了国内外水力振荡器的研究现状,指出现有水力振荡器存在的问题,提出应发展涡轮动力水力振荡器的建议,可为该技术的发展和提高提供参考依据。 展开更多
关键词 水力振荡器 振动减阻 机械钻速 摩擦损失 研究现状 发展趋势
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基于强度折减法的土石混合体边坡长期稳定性研究 被引量：26
3
作者 刘康琦 刘红岩 祁小博 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2020年第2期327-334,共8页
土石混合体边坡是自然界中常见的一种边坡类型,具有明显的不均匀性和不连续性。土体的蠕变是造成土石混合体边坡变形及失稳的主要原因之一,而目前关于土石混合体边坡稳定性的研究几乎均未考虑土体的蠕变性。首先运用数字图像处理技术对... 土石混合体边坡是自然界中常见的一种边坡类型,具有明显的不均匀性和不连续性。土体的蠕变是造成土石混合体边坡变形及失稳的主要原因之一,而目前关于土石混合体边坡稳定性的研究几乎均未考虑土体的蠕变性。首先运用数字图像处理技术对我国某水电站库区的一个土石混合体边坡进行建模,而后利用FLAC3D软件中的强度折减法对其进行稳定性分析,并着重研究了土体的蠕变特征及其蠕变参数对土石混合体边坡变形及稳定性的影响。计算结果表明,土体的蠕变特征会明显降低土石混合体边坡的安全系数,增大边坡变形,进而对边坡的稳定性造成不利影响;其中蠕变黏性系数对边坡的长期稳定性具有较大影响,黏性系数越大,则土石混合体边坡的安全系数越低。 展开更多
关键词 数字图像处理 土石混合体边坡 蠕变 强度折减法 安全系数
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采动条件下导水裂隙带发育高度预测 被引量：23
4
作者 冯超 代革联 《煤炭技术》 CAS 2019年第12期94-98,共5页
为了给解决小保当井田在煤矿开采时所引起的煤矿安全事故提供参考依据,同时在很大程度上保证矿区人民饮水安全。以小保当延安组四段2-2煤层的先期开采工作面为例,在已有的现场勘察资料和实验资料的基础上,采用经验公式法、理论分析法、F... 为了给解决小保当井田在煤矿开采时所引起的煤矿安全事故提供参考依据,同时在很大程度上保证矿区人民饮水安全。以小保当延安组四段2-2煤层的先期开采工作面为例,在已有的现场勘察资料和实验资料的基础上,采用经验公式法、理论分析法、FLAC3D数值模拟法以及物理模拟法,分别预测了小保当井田2-2煤层采动条件下导水裂隙带发育高度并对其结果进行对比验证。结果表明,小保当2-2煤层采动条件下覆岩导水裂隙带发育高度154 m(采高为6 m时),裂采比25.6。其研究成果可为榆神矿区煤矿的开采提供一定借鉴和参考。 展开更多
关键词 导水裂隙带 数值模拟 物理模拟 小保当井田
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环境取样钻机的关键技术及发展趋势研究 被引量：22
5
作者 李炯 王瑜 +3 位作者 周琴 刘宝林 张凯 王志乔 《探矿工程（岩土钻掘工程）》 2019年第9期81-87,共7页
环境质量同生活品质密切相关,环境取样钻机在环境质量检测中扮演着不可或缺的角色。本文综述了直推式、声频振动式和回转式环境取样钻机的工作原理及发展历程,总结了国内外钻机在智能化、结构紧凑程度和外观造型上的差距,提出了环境取... 环境质量同生活品质密切相关,环境取样钻机在环境质量检测中扮演着不可或缺的角色。本文综述了直推式、声频振动式和回转式环境取样钻机的工作原理及发展历程,总结了国内外钻机在智能化、结构紧凑程度和外观造型上的差距,提出了环境取样钻机的关键能力,包括移动能力、钻进能力和样品保真能力,指出了环境取样钻机将朝着动力采用清洁能源、自动分析样品和适应多种场合的方向发展。 展开更多
关键词 环境质量检测 取样钻机 直推式取样钻机 声频推动式取样钻机 回转式取样钻机
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我国工业场地污染地下水修复技术研究进展 被引量：17
6
作者 姚德俊 岳昌盛 +3 位作者 吕建国 王瑜 卢光华 王志乔 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期45-49,共5页
从我国典型的工业场地地下水污染现状入手,重点介绍了异位修复技术、原位修复技术和自然衰减修复技术的原理、适用性和研究进展,提出了工业场地污染地下水修复技术的关键问题和展望,可为该技术的发展和提高提供参考依据。
关键词 工业场地 污染地下水 修复技术
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地震作用下土石混合体边坡稳定性分析研究 被引量：16
7
作者 刘康琦 刘红岩 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第1期224-230,共7页
目前对边坡进行的动力分析多是针对土质边坡或岩质边坡,忽略了土石混合体边坡这一特殊岩土体边坡,而少有的研究中都是将土石混合体边坡简化为等效均质土坡,忽略了块石的存在。利用数字图像处理技术,建立某一实际土石混合体边坡的细观结... 目前对边坡进行的动力分析多是针对土质边坡或岩质边坡,忽略了土石混合体边坡这一特殊岩土体边坡,而少有的研究中都是将土石混合体边坡简化为等效均质土坡,忽略了块石的存在。利用数字图像处理技术,建立某一实际土石混合体边坡的细观结构模型,利用有限差分软件FLAC3D的动力分析模块分析对比了等效均质土坡与土石混合体边坡在地震荷载作用下的变形及稳定性。结果表明:土石混合体边坡在地震作用下首先在坡脚处出现剪切破坏,随作用时间增加逐渐在顶部产生拉裂破坏,最终形成完整的破坏带;土石混合体边坡的滑面受石块位置制约,具有“绕石现象”;在相同地震荷载作用下,土石混合体边坡破坏区贯通比等效均质土坡慢,最终产生的永久位移比等效均质土坡产生的永久位移小,块石的存在增加了土石混合体边坡的抗剪强度,提高了其稳定性。 展开更多
关键词 数字图像处理 土石混合体边坡 地震 稳定性分析
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全金属螺杆钻具研究现状与关键技术 被引量：12
8
作者 刘璐 王瑜 +3 位作者 王镇全 路家兴 张凯 刘宝林 《探矿工程（岩土钻掘工程）》 2020年第4期24-30,共7页
螺杆钻具作为一种容积式动力钻具,具有良好的输出硬特性,是当前应用最广泛的井下动力钻具之一。螺杆钻具的耐温性是其研究的热点所在,可扩大其应用范围和延长工作寿命,在深部高温钻探领域,具有良好的发展前景。本文在阐明螺杆钻具的基... 螺杆钻具作为一种容积式动力钻具,具有良好的输出硬特性,是当前应用最广泛的井下动力钻具之一。螺杆钻具的耐温性是其研究的热点所在,可扩大其应用范围和延长工作寿命,在深部高温钻探领域,具有良好的发展前景。本文在阐明螺杆钻具的基本原理和特性基础上,调研分析了常规螺杆钻具的发展现状,重点调研分析了美国全金属螺杆钻具的研发现状与国内全金属螺杆钻具的发展,提出了全金属螺杆钻具的关键技术,为国内开展这项前沿钻具技术的研发提供参考。 展开更多
关键词 深部钻探 高温高压 全金属螺杆钻具 容积马达
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地下水循环井修复技术发展现状综述 被引量：12
9
作者 李乃营 王瑜 +3 位作者 孔令镕 岳昌盛 张治晖 吕建国 《钻探工程》 2021年第9期119-126,共8页
地下水循环井修复技术(GCW)是通过为地下水创造三维环流来进行地下水修复的新型原位修复技术。本文阐述了该技术在国内外的发展现状,介绍了真空气化井系统、气流提升井系统和密度驱动对流井系统的特点、优势和适用条件以及它们在实际工... 地下水循环井修复技术(GCW)是通过为地下水创造三维环流来进行地下水修复的新型原位修复技术。本文阐述了该技术在国内外的发展现状,介绍了真空气化井系统、气流提升井系统和密度驱动对流井系统的特点、优势和适用条件以及它们在实际工程的应用情况。针对地下水循环井修复技术目前存在的修复范围小、修复时间长、场地要求高、抽注不平衡等问题,提出需要在大范围水力调控、原位生物修复、多相同步修复、一体化智能设备等方面对该技术进行改进的建议。 展开更多
关键词 地下水循环井 地下水原位修复 含水层 地下水污染 三维环流
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地质钻探复杂地层固壁堵漏新工艺 被引量：9
10
作者 张健松 刘永升 +2 位作者 李之军 易晓 代天 《地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期819-825,共7页
基于现有地质钻探护壁堵漏技术手段的局限性和约束性,本文提出一种新的复杂地层固壁堵漏工艺。在钻遇松散破碎地层的孔段时,将一个喷嘴下入孔内,到达松散破碎段附近,然后把浆液高速、均匀地喷射在其周围,达到加固孔壁、堵塞漏失通道的... 基于现有地质钻探护壁堵漏技术手段的局限性和约束性,本文提出一种新的复杂地层固壁堵漏工艺。在钻遇松散破碎地层的孔段时,将一个喷嘴下入孔内,到达松散破碎段附近,然后把浆液高速、均匀地喷射在其周围,达到加固孔壁、堵塞漏失通道的效果。通过三维建模软件SolidWorks建立此喷嘴的4种模型,并使用CFD软件Flowsimulation对4种模型进行了模拟和分析;通过改变喷嘴出口角度,对喷嘴内流体流场速度、压力等物理量进行仿真分析。结果表明:进口体积流量为50 L/min时,除了出口角度为60°的模型出口端泄压较为严重外,其余3种模型喷嘴内部压力分布基本无变化;出口角度不同的喷嘴其喷射速度差异明显,出口角度为30°时,喷嘴的喷射速度最大,达到1.25 m/s,使浆液能够喷射渗入地层进行有效地固壁堵漏。 展开更多
关键词 CFD 喷嘴 固壁堵漏 松散破碎地层
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自动垂直钻井工具纠斜能力影响因素分析 被引量：9
11
作者 杨登文 张凯 +1 位作者 柴麟 刘宝林 《石油机械》 北大核心 2021年第12期27-35,共9页
自动垂直钻井系统可解决传统被动防斜效果不佳的问题。为使自动垂直钻井工具高效防斜纠斜,研究了其纠斜能力影响因素。通过分析钻头钻进趋势的方法来研究工具纠斜能力,基于纵横弯曲连续梁法,建立了考虑变截面处理的自动垂直钻井系统BHA... 自动垂直钻井系统可解决传统被动防斜效果不佳的问题。为使自动垂直钻井工具高效防斜纠斜,研究了其纠斜能力影响因素。通过分析钻头钻进趋势的方法来研究工具纠斜能力,基于纵横弯曲连续梁法,建立了考虑变截面处理的自动垂直钻井系统BHA力学模型,推导钻头侧向力和转角计算公式,结合钻头与地层相互作用模型,推导钻进趋势预测模型,并对模型进行了验证。在此基础上,以井斜趋势角为评价指标,结合钻头侧向力和转角,对工具纠斜能力影响因素进行了分析。分析结果表明,钻压、推靠力、翼肋位置、第一稳定器位置、柔性短节参数、钻头各向异性以及地层各向异性对工具纠斜能力影响显著,并对钻具组合进行了优化。研究结果可为钻具组合结构设计、钻井参数优选以及井眼轨迹预测和控制提供理论依据。 展开更多
关键词 自动垂直钻井工具 力学模型 钻具组合 侧向力 转角 井斜趋势角 纠斜能力
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复杂地层用绳索取心钻具的研制 被引量：9
12
作者 尹国明 郎猛 +3 位作者 陈志鹏 张龙 李然然 李国民 《探矿工程（岩土钻掘工程）》 2020年第2期63-67,共5页
常规绳索取心钻具在复杂地层钻进时,岩矿心采取率会降低的原因主要有2个:一是钻具防水性能差,遇到松散软的地层时,岩心没有进入岩心管时就被冲洗液冲蚀掉了;二是钻具防岩心脱落性能不好,遇到硬脆碎地层时,虽然岩心能够进入岩心管,但卡... 常规绳索取心钻具在复杂地层钻进时,岩矿心采取率会降低的原因主要有2个:一是钻具防水性能差,遇到松散软的地层时,岩心没有进入岩心管时就被冲洗液冲蚀掉了;二是钻具防岩心脱落性能不好,遇到硬脆碎地层时,虽然岩心能够进入岩心管,但卡簧对破碎的岩心卡固不牢,很容易脱落。复杂地层用绳索取心钻具是以解决这两大问题而设计的,并使绳索取心钻进的优越性得到充分的发挥。 展开更多
关键词 复杂地层 岩心钻探 绳索取心钻具 不提钻换钻头
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基于突发地质灾害应急防治的边(滑)坡分类方法 被引量：8
13
作者 刘红岩 张小趁 +2 位作者 李俊峰 祁小博 陈红旗 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第2期193-202,237,共11页
边(滑)坡分类是进行突发地质灾害应急防治研究的重要手段之一,也是采用工程类比法进行边(滑)坡灾害防治的基础。为此,首先对国内外边(滑)坡分类方法研究现状进行了回顾,并按照分类方法及分类目的,把现有的边(滑)坡分类方法分为了4类:基... 边(滑)坡分类是进行突发地质灾害应急防治研究的重要手段之一,也是采用工程类比法进行边(滑)坡灾害防治的基础。为此,首先对国内外边(滑)坡分类方法研究现状进行了回顾,并按照分类方法及分类目的,把现有的边(滑)坡分类方法分为了4类:基于单因素及多因素的滑坡分类方法、基于破坏模式与治理措施的滑坡分类方法、基于监测预警的滑坡分类方法和基于稳定性评价的滑坡分类方法,而后对上述分类方法的优缺点进行了评述。最后,基于突发地质灾害应急防治的迫切需求和分类目的,在前人研究的基础上分别建立了基于监测预警和失稳后运动距离预测的突发滑坡应急防治分类方法,该分类方法基于应急防治的特殊要求,在前者加入了临灾征兆的分类指标,这将对突发滑坡灾害应急防治提供更有针对性的指导。 展开更多
关键词 边(滑)坡 分类方法 研究现状回顾 应急防治 突发地质灾害
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基于ANSYS/LS-DYNA的岩石爆破结构数值模拟分析 被引量：8
14
作者 孙西濛 叶春琳 +4 位作者 胡燕川 张凯 刘宝林 薛启龙 周鹏 《探矿工程（岩土钻掘工程）》 2019年第10期87-93,共7页
等离子爆破技术是一种新型爆破技术,其爆破孔的设计对整个爆破效果及爆破效率起着决定性的作用。本文基于ANSYS/LS-DYNA建立了爆破孔的有限元模型,并对爆炸荷载作用下掏槽孔孔壁压力及其破碎区进行了数值模拟。研究结果表明,爆破时畸变... 等离子爆破技术是一种新型爆破技术,其爆破孔的设计对整个爆破效果及爆破效率起着决定性的作用。本文基于ANSYS/LS-DYNA建立了爆破孔的有限元模型,并对爆炸荷载作用下掏槽孔孔壁压力及其破碎区进行了数值模拟。研究结果表明,爆破时畸变能的变化自始至终都基本呈椭圆形,孔径越小,积累的能量越大,对岩体破坏越大;孔深长度越短,能量积聚空间越小,爆破对岩体造成的破坏越大;孔深长度的改变对下部岩体影响较小,对中部岩体影响较大。此外由于爆炸实验多为破坏性实验,很难进行原型试验,因此使用数值模拟方法研究爆破孔的结构是可行的,可以作为实际工程的参考。 展开更多
关键词 岩石爆破 数值模拟 爆破结构 爆破孔径
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机械式自动垂钻工具粘滑振动抑制方法研究 被引量：8
15
作者 张龙 张凯 +2 位作者 周琴 李国民 刘宝林 《探矿工程（岩土钻掘工程）》 2019年第11期43-49,共7页
机械式自动垂钻工具具有耐温性高、成本低、适用范围广等优点,是一种适用于深井和超深井控制井斜、提高垂直精度的重要技术手段。但由于其纠斜、防斜是靠重力及机械结构来实现的,在粘滑振动的工况下工作精度会受到巨大的影响。因此,本... 机械式自动垂钻工具具有耐温性高、成本低、适用范围广等优点,是一种适用于深井和超深井控制井斜、提高垂直精度的重要技术手段。但由于其纠斜、防斜是靠重力及机械结构来实现的,在粘滑振动的工况下工作精度会受到巨大的影响。因此,本文从粘滑振动的产生机理出发,总结出其具体影响因素,并对现有国内外抑制粘滑振动的手段进行对比分析,寻求适用于机械式自动垂直钻具的可行粘滑振动抑制方法,为工具防斜纠斜能力的进一步提升提供可靠的技术保障。 展开更多
关键词 垂直钻井 机械式垂钻工具 纠斜 粘滑振动 抑制方法
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小直径垂钻工具推力执行机构性能测试 被引量：8
16
作者 柴麟 张凯 +4 位作者 张耀澎 刘宝林 张龙 李然然 何晓东 《探矿工程（岩土钻掘工程）》 2020年第4期87-93,共7页
在实施科学钻探过程中,保证超深孔上部井眼的基本垂直,是使超深孔能够顺利钻达目标层的前提条件。许多钻探工程,均是因孔斜无法控制而被迫提前终孔,从而不能钻进到预期目标深度。自动垂直钻井工具的出现打破了传统防斜、纠斜方法的屏障... 在实施科学钻探过程中,保证超深孔上部井眼的基本垂直,是使超深孔能够顺利钻达目标层的前提条件。许多钻探工程,均是因孔斜无法控制而被迫提前终孔,从而不能钻进到预期目标深度。自动垂直钻井工具的出现打破了传统防斜、纠斜方法的屏障,使井斜控制技术得到飞速发展。当前垂直钻井工具的执行机构直径较大,所需排量高,响应速度慢,且只能结合稳定平台进行整机性能测试。因此,本文介绍了一种采用钻井液压差作为动力来源的新型小直径推力执行机构,并对其性能测试系统进行设计。通过该系统单独对新型执行机构的内部压力、推靠力、泄流量及响应速度进行测试。试验结果表明,新型执行机构结构小巧简单,工作效率高,所需排量小,响应速度快。测试系统能够在垂钻工具整体样机测试前对新型执行机构进行可行性验证。 展开更多
关键词 自动垂直钻井工具 执行机构 性能测试 推靠力 科学钻探
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霍尔果斯背斜安集海河组巨厚泥岩油基钻井液技术 被引量：7
17
作者 杨虎 周鹏高 +1 位作者 石建刚 陈伟峰 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第20期180-186,共7页
准噶尔盆地南缘山前构造霍尔果斯背斜安集海河组地层高陡、发育有断层和巨厚泥岩,地层压力和地应力普遍高。常规水基钻井液钻井时,安集海河组成为该探区安全钻井的瓶颈,往往决定着钻井的成败。因此,有必要开展高密度油基钻井液的研究和... 准噶尔盆地南缘山前构造霍尔果斯背斜安集海河组地层高陡、发育有断层和巨厚泥岩,地层压力和地应力普遍高。常规水基钻井液钻井时,安集海河组成为该探区安全钻井的瓶颈,往往决定着钻井的成败。因此,有必要开展高密度油基钻井液的研究和试验。重点开展了超高密度柴油基钻井液的配方研究与综合性能评价,并在霍B安集海河组地层中开展试验。实钻证明,该钻井液体系性能稳定,抗污染能力强,配制最高密度为2.65 g/cm^3,未发生井下事故,钻井提速和井筒质量效果显著。霍B油基钻井液的成功试验为今后山前构造巨厚泥岩高效安全钻井提供科学依据。 展开更多
关键词 霍尔果斯背斜 安集海河组 巨厚泥岩 柴油基钻井液 现场应用
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井下钻具耦合振动测量模型及实钻数据分析 被引量：2
18
作者 张俊 陈修平 +2 位作者 李亚峰 王冲 薛启龙 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第4期68-75,共8页
为了监测井下钻柱的实际振动情况,调整钻进参数来控制井下钻柱的振动特性,从而优化钻进,提高钻速。针对如何通过测量的加速度信号对不同振动形式进行解译与表征的井下振动测量关键问题,建立钻柱振动的解析动力学模型,研究了某种特定振... 为了监测井下钻柱的实际振动情况,调整钻进参数来控制井下钻柱的振动特性,从而优化钻进,提高钻速。针对如何通过测量的加速度信号对不同振动形式进行解译与表征的井下振动测量关键问题,建立钻柱振动的解析动力学模型,研究了某种特定振动模式下传感器输出信号的测量,分析了传感器输出信号与钻柱振动模式的关系。通过对模拟信号中振动模式所对应的加速度输出特征进行研究,分析得出实钻数据中所包含的振动信息。为井下振动测量信号的量化分析与运动模式解译提供依据。 展开更多
关键词 振动信号 动力学模型 信号分析 振动模式 耦合振动
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切削深度对PDC齿超高速破岩机理的影响分析 被引量：6
19
作者 李其州 张凯 +3 位作者 周琴 凌雪 刘宝林 王悦 《石油机械》 北大核心 2022年第6期1-8,15,共9页
超高转速金刚石钻进技术具有破岩能耗低及钻进效率高等优点,是提高深硬地层机械钻速的有效手段之一。为探究切削深度对PDC切削齿超高速破岩机理的影响,利用ABAQUS软件建立了超高速线性切削模型,从破碎比功、切削力以及切屑形成机理几个... 超高转速金刚石钻进技术具有破岩能耗低及钻进效率高等优点,是提高深硬地层机械钻速的有效手段之一。为探究切削深度对PDC切削齿超高速破岩机理的影响,利用ABAQUS软件建立了超高速线性切削模型,从破碎比功、切削力以及切屑形成机理几个方面进行了分析。分析结果表明:在切削速度为13 m/s的条件下,最佳切削深度为1.4 mm,此时破碎比功最小,PDC切削齿的破岩效率最高;超高速切削过程存在两个临界切削深度1.2 mm和1.4 mm,随着切削深度的增大,岩石的主要失效形式由塑性破坏转变为脆性破坏;当切削深度大于1.4 mm时,岩石塑性破坏再次占据主导地位;在超高速条件下,由于裂纹的萌生与扩展机制的不同,PDC切削齿的有效切削深度会减小,岩石更倾向于塑性破坏。所得结果可为进一步研究和应用超高转速金刚石钻进技术提供理论依据。 展开更多
关键词 超高速 切削深度 PDC ABAQUS 破岩机理
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考虑σ_(2)及围岩—支护结构相互作用的隧道力学模型 被引量：5
20
作者 刘红岩 《金属矿山》 CAS 北大核心 2021年第6期98-107,共10页
目前的隧道力学模型未能同时考虑中间主应力σ_(2)及围岩—支护结构相互作用对围岩塑性区等隧道力学特性的影响。为此,首先采用岩石统一强度理论替代目前常用的Mohr-Coulomb(M-C)强度准则以考虑σ_(2)对隧道围岩塑性区的影响。其次,针对... 目前的隧道力学模型未能同时考虑中间主应力σ_(2)及围岩—支护结构相互作用对围岩塑性区等隧道力学特性的影响。为此,首先采用岩石统一强度理论替代目前常用的Mohr-Coulomb(M-C)强度准则以考虑σ_(2)对隧道围岩塑性区的影响。其次,针对Kastner方法未能很好地考虑支护前隧道围岩初始弹性位移及围岩—支护结构相互作用的不足,在其基础上,结合圆形隧道实际施工特点,提出了能够同时考虑σ_(2)、隧道围岩初始弹性位移及围岩—支护结构相互作用的圆形隧道力学模型。最后,通过算例研究了σ_(2)、隧道围岩初始弹性位移、原始地应力、支护结构刚度和岩石内摩擦角等对围岩塑性区、隧道洞壁位移和支护力的影响规律。研究结果表明:σ_(2)的影响不可忽略;一定的隧道围岩初始弹性位移可以减少支护应力,但会导致围岩塑性区和隧道洞壁位移的增加;支护结构刚度的增加可以有效减小围岩塑性区及隧道洞壁位移,但会增加支护结构应力;初始地应力的增加将增大围岩塑性区、隧道洞壁位移及支护结构应力;随着岩石内摩擦角的增加,围岩塑性区、隧道洞壁位移及支护结构应力均减小。最后,通过工程实例对模型的合理性进行了验证。 展开更多
关键词 圆形隧道 统一强度理论 围岩—支护结构相互作用 隧道围岩初始弹性位移 支护结构刚度
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