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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘永旺 魏森 管志川 邹德永 梁红军 陶兴华 玄令超 张建龙
硬地层岩石硬度大、钻井参数不匹配是导致深层超深层钻井钻速慢的最主要因素之一，提高硬地层破岩效率是钻井提速关键内容。旋转冲击钻井方法是提高破岩效率的一种技术手段，然而硬岩旋冲钻井时，破岩钻进特性不够明确，导致该技术使用效果差异性显著且无法达到最佳。该文基于旋转冲击破岩实验装置开展了花岗岩破岩实验，结果表明：旋转冲击钻井方法可以提高花岗岩的破岩钻进效率，但存在钻压、转速、冲击力及冲击频率的匹配问题；旋冲钻进硬岩时，存在临界钻压与临界冲击力，只有实际钻压大于临界钻压且冲击力大于临界冲击力时，旋转冲击钻井方法方能提高破岩效率；在此工况下，增大冲击力、冲击频率能够增大岩石破碎体积，显著提高钻头的破岩效率，但上述参数并非越大越好，当超过某一值，提速效果呈现变差趋势。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
赵大军 赵寰宇 李家晟 韩君鹏 计胜利 范晓鹏
针对我国高等学校地质工程专业"钻探工艺学""钻探设备"等课程对冲击钻进、升降机冲击机构的结构与工作原理的教学缺乏实验教学平台的现状,以培养动手能力强的复合型人才为出发点,研制了多功能升降机冲击钻进实验教学平台。实验平台主要由升降机、水刹车、桅杆、冲击钻头、PLC控制系统、模拟井筒等组成,平台体现了先进的机-电-液一体化操控钻进、钻进参数信息自动采集等技术。通过应用该平台有助于学生充分理解地质工程专业的基本理论,培养学生的动手能力、创新能力和科研素质。
关键词：
升降机 冲击钻进 实验教学平台
[期刊] 运筹与管理
[作者]
刘子晗 郭菊娥 王占浩
基于工程化实现视角,结合规划产能与实际产出的不一致性和产量递减性,构建市场需求不确定情境下页岩气开发项目的投资时机与钻井数量决策模型,给出最佳投资时机和最优钻井数量的解析解,并探讨了不确定性、产量递减率、钻井成功率以及钻井成本变动对最佳投资时机和最优钻井数量的影响。结果表明最佳投资时机受单位有效钻井成本影响却与最优钻井数量多少无关,最优钻井数量受市场需求的期望增长率和波动影响而与市场需求量大小无关;不确定性、产量递减率或钻井成本的增大,将引起投资延迟和钻井数量增加,而钻井成功率的增大则会起到相反的作用;并发现投资阈值与最优钻井数量呈同向变动规律。
[期刊] 运筹与管理
[作者]
刘子晗 郭菊娥 王占浩
基于工程化实现视角,结合规划产能与实际产出的不一致性和产量递减性,构建市场需求不确定情境下页岩气开发项目的投资时机与钻井数量决策模型,给出最佳投资时机和最优钻井数量的解析解,并探讨了不确定性、产量递减率、钻井成功率以及钻井成本变动对最佳投资时机和最优钻井数量的影响。结果表明最佳投资时机受单位有效钻井成本影响却与最优钻井数量多少无关,最优钻井数量受市场需求的期望增长率和波动影响而与市场需求量大小无关;不确定性、产量递减率或钻井成本的增大,将引起投资延迟和钻井数量增加,而钻井成功率的增大则会起到相反的作用;并
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
胡鹤鸣 陈永灿 李玲 曾成杰
利用测压排摄像自动读数法,测量了水垫式旋转磨料射流喷嘴所产生旋转射流的冲击压强。该方法对测压排内水面标志物进行连续摄像,然后利用计算机程序对所摄图像自动读数,可以用较低的成本较好地实现非恒定压强的测量。实验结果表明,对于水垫式旋转磨料射流喷嘴产生的旋转射流,切向入流与轴向入流流量之比(流量比)及之和(总流量)是其冲击压强的控制性因素,前者控制其分布和大小,后者只对其大小有影响;各股切向入流的流量不均匀性对射流冲击压强时均值的影响很小;冲击压强脉动强度随着作用位置到射流中心距离的增大而减小。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
刘晓丽 孙欢 董勤喜 熊炎林 KUMAR Nawnit 苏岩 周建军
秦岭深埋长距离引水隧洞极硬岩强度达到300MPa以上,已成为制约隧洞掘进机(tunneling boring machine,TBM)高效施工的主要难题.针对秦岭引水隧洞极硬岩掘进施工问题,该文提出了基于TBM掘进隧洞的热能机械耦合破岩方法,开展了有关微波、等离子体、火焰矩、水射流和钻孔劈裂的破岩试验以及数值计算和搭载设计,提出了5类辅助TBM破岩方法的适用性和搭载设计.研究结果表明:秦岭深埋引水隧洞岭南TBM掌子面岩体高含量石英吸收微波能力差、黑色极性矿物颗粒小,岩体微波劣化效应不显著,必须通过钻孔植入黑色极性矿物,增强岩体微波劣化效应;等离子体破岩方法采用超高电场密度能够产生显著的电力作用和热能破岩效果,可以将刀盘滚刀作为电极进行设计;火焰矩切割技术简单、易操作,但必须采取人工降温和热屏蔽措施;超高压水射流和钻孔超强劈裂破岩方法适用于掌子面岩体强度大于400MPa,TBM掘进每日进尺小于1m的工况.
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
赵环帅 潘永泰 余超 乔鑫 曹行健 牛学超
在岩石破碎过程中,外部加载方式是影响岩石力学特性与破裂行为的重要因素。振动、冲击是最常用的两种加载方式,但目前研究主要集中于单一加载方式,关于振动载荷对岩石在冲击过程中破裂特征的影响研究较少。该文结合室内试验与细观参数标定,建立青砂岩宏细观力学响应关系,对比分析了冲击、振动冲击复合加载下的裂纹扩展及能量利用效率。研究结果表明:在相同冲击速度作用下,增加振动频率或振幅,青砂岩裂纹数量与能量利用效率的增幅总体上均呈现出增大趋势。两种加载方式下,随着冲击速度的增大,青砂岩裂纹最大数量均呈接近直线形增长,拉伸裂纹的数量居多,裂纹的分布均呈X状共轭斜面特征,但振动冲击复合加载下裂纹增长速度相对较大;建立了振动载荷下裂纹增加的数量与冲击速度的定量关系。振动载荷对最大能量利用效率的增幅呈现出先快速增加后减小的趋势,最大增幅为0.725%。该研究初步探索了振动载荷对青砂岩冲击裂纹扩展及能量利用效率的影响,可为岩石破碎工艺参数的合理选择提供参考。
关键词：
青砂岩 振动载荷 裂纹扩展 断裂能
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
杨荣周 徐颖
该文通过将SHPB实验与岩石冲击动力学相关理论课程相结合的教学模式，提高学生对岩石冲击力学响应和能量演化特征的认知与理解，培养学生在科学实验方面的实际操作能力和严谨态度，发挥学生自主开展实验研究的主观能动性，提升教学效果。基于多学科交叉融合理念，联系科学研究热点问题，引导学生进一步思考并探索更多“SHPB+”，有助于培养学生的科研实践能力与思维创新精神。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
江红祥 赵慧贺 刘送永 孟德光 王永信
数值试验方法作为机械冲击破岩研究的补充手段,可以从微观的角度深入分析岩石破碎内在机理。该文利用RHT本构模型描述岩石在机械冲击下的动态响应,采用显式动力学方法建立机械冲击破岩的数值试验模型,并通过物理试验证实了数值模型的正确性,进而对机械冲击破岩数值试验中岩石损伤形成和分布规律进行分析。研究表明:在机械冲击载荷作用下,宏观上岩石表面形成破碎坑,微观上机械齿作用点下方形成许多细密裂纹;随着机械齿冲击深度的增加,岩石内部中心裂纹逐渐向深处延伸;岩石表面破碎坑的周围形成许多细密的放射状裂纹,其中径向裂纹有向岩石表面扩展的趋势。利用数值试验模拟单、双齿冲击破碎岩石过程,可以直观显示岩石内部失效规律和损伤分布,对学生深入理解机械冲击载荷下岩石破碎机制具有重要的指导作用。
关键词：
数值试验 失效规律 损伤分布 机械冲击
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘伟 杨国梁 马鑫民 王雁冰
该文提出将光测力学方法引入冲击动力学实验的教学改革方法。首先，以落锤冲击实验为例，应用阵列式高速摄像系统和三种光测力学方法（数字图像相关法、焦散线法和数字梯度敏感法），开展了三点弯曲梁试件低速冲击响应的教学研究。随后，以分离式霍普金森压杆实验为例，采用数字图像相关法测量了含缺口巴西半圆盘试件全场位移，并引导学生对实验数据进行分析。该实验方法克服了传统应变片电测法单点测量的局限性，提高了冲击响应测量的直观性，有助于冲击动力学实验教学开展。
[期刊] 改革与战略
[作者]
李宏勋 张汶汶 王海军
页岩气成藏模式及赋存特点都不同于常规天然气,目前国内已发展比较成熟的常规天然气资源储量预测方法并不能直接适用于页岩气资源储量的预测。文章根据页岩气发育条件及富集机理,结合油气资源评价方法的基本原则,系统归纳了国内外常用页岩气资源潜力定量计算方法,结合中国地质背景的复杂性和页岩气勘探开发程度较低的现状,建议在页岩气开发不同阶段采用不同的储量评价方法。根据国内天然气储量评价经验,文章建议将齐波夫定律引入页岩气储量评价方法体系。
关键词：
页岩气 储量评价方法 齐波夫定律
[期刊] 生态经济
[作者]
王玲 熊永生
页岩气已经成为当今世界能源行业的新宠,我国关于页岩气的开发也在如火如荼的进行中。而目前水平井压裂技术已成为页岩气开发的主流技术,这种技术的风险和耗水量非常大,并且会带来水污染、空气污染等一系列生态环境问题。而这些环境问题的预防和解决,对于我国科学、大规模地开发页岩气资源,解决我国的能源短缺问题具有重要意义。文章在研究水平井压裂技术下页岩气开发过程中产生的生态环境问题的基础上,提出我国大规模开发页岩气的环保建议。
关键词：
页岩气 水平井压裂技术 环境影响
[期刊] 建筑经济
[作者]
张涛 袁霈龙 范祥 吴睿
由于钻爆法的高振动和环境影响大等缺点，其应用受到限制。针对禁爆条件下硬岩隧道开挖，总结非爆破岩方法的机理与优缺点，探讨禁爆条件下硬岩隧道静力开挖方法，详细介绍硬岩隧道钻孔劈裂法的施工工艺，对市面上现有的劈裂设备进行简要介绍，探讨硬岩隧道劈裂施工中存在的问题及对策，并研究硬岩隧道劈裂施工中存在的风险及对策，以期为禁爆条件下硬岩隧道开挖提供思路和参考。
关键词：
禁爆条件 硬岩隧道 钻孔劈裂 施工风险
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
唐杰军 汪亦显
为了减小岩工程分析计算的工作量和节约研究经费,须利用有限的室内实验样本的测定值,通过对有限实验样本数据的回归分析整理,确定岩石抗剪强度参数c、φ,进而估计岩体的抗剪强度c、φ.由于试验方法、试验条件等有一定局限性,因而,岩石力学参数的试验结果具有一定的不确定性.其不确定性包含随机性和模糊性.而用传统的数理统计方法处理岩石样本值,显然是不合适的,只有通过寻求最优的数学回归分析方法,来处理相关试验结果.笔者通过对硬岩变角度剪切实验和常规三轴压缩实验的数据回归分析,得到利用最小二乘法的抛物线回归分析结果和随机-模糊回归分析结果比较符合.因而,为了优化计算结果而又避免繁琐的计算,通常可以采用最小二乘法...
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘胜 吴宇 由福昌
结合摩擦学原理介绍了钻井过程中涉及钻井液的润滑类型，包括边界润滑、混合润滑、流体动压润滑和弹性流体动压润滑等，并梳理了半个多世纪以来钻井液润滑性评价方法的起源和研究发展现状，分析了各种评价方法的优缺点，可为业内研究工作者和技术人员在钻井液润滑剂筛选手段上提供参考。在此基础上，建议大力支持可规模化推广和贴合现场实际为一体的先进钻井液润滑性评价设备的研制，提高室内研究对现场应用的指导价值。
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