一、中国大陆科学钻孔钻进规程合理控制问题的探讨（论文文献综述）
朱旭明[1]（2021）在《松科2井井底涡轮钻具工况采集与分析系统研究》文中研究表明科学钻探为地球科学研究提供了前所未有的观测数据和验证关键假说的机会,是人类目前获取地球内部信息最直接最有效的途径。涡轮钻具是进行深孔、超深孔钻探的关键技术装备之一。我国对于涡轮钻具及涡轮钻井技术的研究和应用水平较国外都还存在一定的差距,尤其是对小口径涡轮钻具的研发使用更是近乎空白。通过对国外小口径涡轮钻井技术的研究与借鉴,不仅可以为我国万米超深科学探孔的设计与实施、深部油气和地热田的勘探与开发、干热岩等非常规能源的研究与勘探（而这是对我国的基础科学与可持续发展具有深远影响的研究与工程）提供科学决策的信心与依据,而且可以很好地推动我国对涡轮钻具的自主研发及应用。为探索涡轮钻取心钻进的科学操作规律,并为进一步实现各类钻具的井内工况采集及其信号的远程传输研究做技术储备,在“地质勘查高温井底动力取心钻进系统研究应用”中,研究试制出涡轮钻井底工况采集分析系统。该系统的核心技术为对涡轮钻压降、轴压、输出扭矩、输出转速以及温度五项参数进行井下采集、存储与地面回放,以及完成井下强振动、高温、高压条件下检测短节整体的减振、耐温和密封设计,并建立和设计出相应的涡轮钻具工况分析模型及软件。首先,本文对近年来国内外所施工的多口科钻井的目的意义、发展历程进行了整理,归纳并阐述了科学钻探施工的特点和难点,从而引出了高温井底动力取心钻进系统研究的紧迫性,并对为解决深部钻探过程中的井底破岩效率不足等问题所采用的涡轮钻具钻井技术进行了概述,提出了对松科2井井下涡轮钻具工况参数获取的需求。随后分别就目前国内外随钻测量及井下工程参数检测技术的研究现状和发展趋势进行了整理,明确了科学钻探井底涡轮钻具工况采集与分析系统的研究方法及研究思路。其次,介绍了松科2井的基本信息,包括井位选取、地层情况、井身结构等,以及所用井底涡轮钻具的技术性能参数、结构、工作原理和输出特性。通过分析井下高温高压强震等复杂环境要求及特点,对检测系统原理进行总体框架设计。明确对涡轮钻具工况分析所需检测的工程参数,设计转速、压强、扭矩、轴压和温度参数的检测方式。其中采用加速度计计算离心力间接得到转速参数;钻井液压强通过特制压力传感器进行检测;扭矩和轴压则通过组合式应变片检测;温度通过热电阻检测获取。再次,对井下检测短节进行设计,包括检测短节的安装位置、适用于各检测传感器合理布置的新型机械结构设计。对设计的短节机械结构通过理论计算和软件模拟进行受力分析,以校核所设计短节的机械强度。由于短节随钻具下入井底,将面临高温高压及强振等恶劣环境,需要对短节的密封耐压结构进行着重设计并进行多轮测试。检测短节最终采用新型周向三腔结构、内外筒螺纹连接、锥形密封面配合6道耐高温氟胶O型圈密封,以满足井下复杂条件下的使用需求。第四章主要对检测电路进行了设计,着重在检测电路耐高温元器件方面进行了方案优选,通过试验选择合适的采集板及应变片粘接剂。采用耐高温离心加速度计测转速、耐高温应变传感器与耐高温运算放大器组合、耐高温微处理器与耐高温存储芯片等组合方法,形成了一整套适于深部钻探工程检测井底工况的电子检测系统。第五章对地表分析系统进行了设计,通过对井下短节采集的数据进行地表回放,并根据扭矩轴压耦合分析、大温差循环井浆温度场分布建模及新型摩阻式钻井液压强计算分析,建立涡轮钻工况分析软件的理论计算模型;根据井下采集模块实测数据和理论计算数据的差值,对比、修正理论模型的误差,分析多因素对涡轮钻具输出特性的影响。通过建立井下多测量参数耦合及反演分析理论计算模型,为后续优化地面参数组合以及维护和调整钻井液体系提供依据。第六章介绍了对整体检测系统进行的室内实验和现场应用,室内试验包括扭矩和转速试验、轴压和压强试验、温度和振动试验以及密封性能试验。通过反复试验,确保检测短节能够实现在松科2井井下不低于175℃和80MPa高温高压环境下、连续正常工作36小时以上。通过现场标定及仪器下井应用,得到了一定的试验结果。综上所述,本文主要针对深部钻探井下涡轮钻具工况采集与分析系统的研制开展了一系列理论及实践研究工作,综合了多学科的理论及技术,是典型的交叉学科应用,相关的理论研究及试验结果证明该系统基本满足了预期设计要求,对后续深部钻探的钻具井下工况采集及其信号的远程传输研究,研制涡轮钻具井底驱动的高转速取心钻进系统,及充分发挥涡轮钻具特性的金刚石钻头高转速深井取心钻进工艺提供技术支持,同时仍有较多的相关研究亟待在后续的工作中进行进一步深入探索。
李亚洲[2]（2021）在《冰层热融钻进机理研究及冰下湖钻探用热融钻头研制》文中进行了进一步梳理南极冰盖底部孕育有超过400个冰下湖。对这些冰下湖开展研究,不仅可以获取南极大陆的古气候信息、反演冰盖的演化历史、揭示冰下地质结构,而且有可能发现新的生命形式。此外,对冰下湖的研究可为人类探测外太空的冰下海洋提供有力的科学保障和技术支持。迄今为止,尽管人类已经利用机械钻进方法和热水钻进方法进行了四次冰下湖的钻探,但这两种方法在冰下湖探测中均存在较大的局限性。有鉴于此,吉林大学极地研究中心创新地提出了一种可回收型全自动冰下环境探测器RECAS（RECoverable Autonomous Sonde）来实现南极冰下湖的无污染钻探。本文旨在探究冰层热融钻进过程的传热机理并为可回收型全自动冰下环境探测器的原理样机RECAS-200研制热融钻头。本文首先归纳总结了冰层热融钻进技术的研究现状。然后,从理论分析、数值模拟、实验研究三个方面对冰层热融钻进过程的传热机理展开了研究。最后,本文完成了RECAS-200上下热融钻头的结构设计并针对其进行了试验研究。以下是本文的主要研究内容及获得的主要成果:（1）通过理论分析,分别建立了冰层热融钻进过程的物理模型和数学模型,并以平板形热融钻头为例分析了热融钻进过程中热融钻头、薄层水膜以及冰层的传热特性。基于各个介质的传热特性,简化了冰层热融钻进过程的数学模型并提出了求解该简化模型的方法。理论分析结果显示:（1）电加热型热融钻头内部的温度从加热元件到钻头外表面逐渐降低,加热元件内的温度沿法线方向以二次方形式分布,而热融钻头基体内的温度则呈线性分布;流体加热型热融钻头基体内的温度从内表面到外表面线性降低。（2）薄层水膜内的压力以二次方的形式从钻头中心位置向融水出口处减小;融水的切向流速沿钻头外表面法线方向呈抛物线形分布;从钻头外表面中心位置到融水流出边界,融水的最大切向流速线性增加;融水的温度从钻头外表面到冰水界面线性减小。（3）冰层内的温度沿冰水界面的法线方向以指数函数的形式变化。（4）加热元件合理布置的电加热型热融钻头能够在其外表面获得均匀的功率密度,而被热流体均匀加热的热融钻头则能在其外表面实现等温分布。（2）在COMSOL Multiphysics软件平台下开发了一种分析法和数值法相结合的混合解法,并对恒功率和恒温条件下的冰层热融钻进过程进行了数值模拟,分别讨论了热融钻头的形状、功率、钻压以及冰温对热融钻进过程的影响,得到了薄层水膜厚度、钻头外表面温度（或功率密度）、薄层水膜内压力和流速、钻进速度、钻头热效率、损失（或输入）的功率、冰层最大热扰动距离等参数的变化规律。数值模拟结果表明:在恒功率条件下,球形热融钻头能够获得更高的钻进速度;而在恒温条件下,则应该优先选择圆锥形作为热融钻头的形状;热融钻头的钻进速度随钻头外表面的功率（或温度）、钻压以及冰温的增加而增加,但钻压对钻进速度的影响有限,在超过一定的阈值后,钻进速度随钻压增长的越来越慢。（3）搭建了热融钻进实验平台,利用冻制的人工冰样研究了热融钻头形状、功率、钻压和冰温对钻进速度、钻头热效率以及钻孔直径的影响。实验结果表明:在发热源置于热融钻头顶部的情况下,圆锥形热融钻头能获得最高的钻进速度;热融钻头的功率和钻压越大,冰温越高,热融钻进速度就越快。值得一提的是,钻压只在一个较小的范围内对热融钻进速度有较大的影响,超过该范围后,钻压的影响会逐渐减弱。实验研究的结果和理论分析以及数值模拟的研究结果完全一致。（4）基于RECAS-200钻头的设计要求,首先确定了热融钻头功率、加热元件和钻头形状等关键参数,然后分别设计了加热丝浇铸型热融钻头和加热棒插入型热融钻头,并对其进行了钻进试验,确定了RECAS-200钻头较优的结构。随后,在加热棒插入型热融钻头的基础上,完成了RECAS-200热融钻头的结构设计并为下热融钻头设置了灰尘收集器。（5）对RECAS-200热融钻头进行了一系列的功能测试。首先在纯净冰层和含灰尘冰层中分别进行了钻进试验。此外,还对RECAS-200的热融钻头进行了压力试验、寿命试验以及上热融钻头中心孔的温度测量试验。最后,对包括热融钻头在内的钻具整体进行了野外试验。试验结果表明:在5 k W的功率下,RECAS-200热融钻头的钻进速度超过了1.5 m/h,且该热融钻头能够在含有火山灰的冰层中钻进;RECAS-200热融钻头能够在2 MPa的水压下工作,且其寿命超过了14天;上热融钻头在5 k W的功率下正常工作时,其中心孔内的温度不超过90℃,因此,钻具电缆不会受到损害。但在上热融钻头钻出冰盖表面时,中心孔内的温度升高的较快,所以上热融钻头必须采取小功率分时段控制的方式才能保证钻具电缆的安全;研制的热融钻头在野外试验中表现良好,未发生失效现象。
杨晗[3]（2020）在《晋城矿区ZH-L-03煤层气定向井关键钻进技术研究》文中提出随着我国对于产业结构的调整以及绿色发展的需求,煤层气等清洁能源越来越受到人们的青睐。晋城矿区是我国煤层气的重要产地,为了实现区内煤层气资源的高效、安全、经济抽采,对煤层气定向井施工过程中的关键技术进行研究有十分重要的意义。本文以中煤科工集团西安研究院有限公司晋城矿区ZH-L-03煤层气定向井项目为依托,通过理论分析、MATLAB模拟计算等方法,优化该井的井位布置、井身结构、轨迹设计;分析各种因素对井眼轨迹的影响,进一步得出研究区内影响轨迹稳定性的主要因素;综合研究区地层条件及类似定向井偏移规律得出造斜过程中实钻井眼轨迹易发生的孔段,通过FLAC 3D数值模拟计算,研究钻遇地层的应力分布、位移矢量及位移云图,定性地评价了钻孔轨迹偏移的影响机理;在分析轨迹控制机理的基础上,根据实际施工情况制定了分井段轨迹控制的技术手段;通过理论分析及现场试验,分析钻井液系统对井壁稳定性的影响,进一步选用配方及性能参数适宜于研究区的钻井液。“直-增-稳”二维定向井是抽采研究区煤层气的最佳施工井型;井位应布置在瓦斯含量高、构造相对简单的区域;当造斜点垂深为V1=617.62m,增斜率Kα=6.88°/30m,增斜角α=27.92°,此时井眼轨迹长1808.91m且为最短,达到了优化轨迹的目的。地质因素及技术因素均会在一定程度上导致钻井轨迹的偏移,就研究区而言,深度在790m860m砂质泥岩与粉砂岩组成的软硬互层是影响井眼轨迹稳定性的主要因素。在定向造斜段,钻进过程会打破原本的地应力平衡,钻头与岩石接触部位出现应力集中区以及塑性变形区,当钻具从硬岩进入软岩时,由于硬岩的岩石强度较大,阻止倾角变化,导致了钻孔轨迹的偏移;基于轨迹控制机理,通过优选钻井设备、钻具组合及钻进规程参数,采用分段式轨迹控制方案,可使钻进高效且施工结果满足设计要求。钻井液各性能参数均会对井壁稳定性产生影响,优选钻井液密度、pH值、含砂量、粘度等参数可达到定向钻井施工高效、安全、经济的目的。
蔡维山[4]（2020）在《王洼煤矿综放开采导水裂隙带发育高度研究》文中进行了进一步梳理我国水体下煤炭资源丰富,然而长期以来,水体下厚煤层综放开采的安全性是我国煤炭工业遇到的难题之一,导水裂隙带发育高度的研究对实现水体下安全开采、提高煤炭资源回收率和保护水资源具有重要意义。因此,本文以王洼煤矿5煤11采区为研究对象,综合应用理论分析、现场实测、固液耦合相似模拟及数值模拟等研究方法,对综放开采导水裂隙带发育高度展开研究。通过对地质钻孔资料及室内力学实验结果的分析,将研究区的覆岩岩性划分为软弱类,基于经验公式和关键层理论对导水裂隙带发育高度进行了预计;同时布置了两个地面钻孔,通过钻孔冲洗液漏失量、水位观测、岩芯工程地质编录等手段对导水裂隙带发育高度进行了现场实测,得到了 11采区导水裂隙带发育高度为166.82～175.40m,弯曲下沉带发育至地表。采用固液耦合相似模拟试验揭示了采空区覆岩破坏特征及水库水体在采动影响的渗流规律,初期导水裂隙带发育高度随工作面的推进逐渐增大,当工作面推进至297m后基本不再继续向上发育,工作面回采完毕后导水裂隙带最大发育高度为181.2m,在开采过程中水库及坝体产生了微小破坏,导致水库水体下渗量加大,但亚粘土有效隔水层并未发生失稳;利用FLAC3D数值模拟软件对导水裂隙带演化过程进行了进一步分析,结果表明覆岩变形破坏不是一蹴而就,而是由下至上逐层发育,导水裂隙带发育形态为“马鞍”状,与相似模拟试验结果基本一致。综合各种方法的研究结果,最终确定王洼煤矿5煤1 1采区的覆岩破坏特征呈完整的“三带”分布,导水裂隙带最大发育高度为181.2m,为煤厚的20.1倍,形态为“马鞍”状,弯曲下沉带发育至地表,地表最大下沉值为3300mm,经计算防水安全煤岩柱留设应不小于199.2m。研究成果为王洼煤矿水体下安全开采设计提供依据。
胡彦博[5]（2020）在《深部开采底板破裂分布动态演化规律及突水危险性评价》文中指出在全国煤炭资源开发布局调整阶段,为了保证国家煤炭供给安全,东部矿区仍需保持20年左右的稳产期,许多矿井进入深部开采不可避免。围绕深部煤层开采底板突水通道动态形成过程机理、水害评价防治的科学技术问题,以华北型煤田东缘代表矿井为例,采用野外调研、理论分析、原位测试、室内试验、数值模拟等多种方法,按照华北煤田东缘矿区的赋煤地质结构特征→深部煤层开采底板变形破坏的动态监测方法→深部煤层开采底板岩层变形破坏的时空演化特征和突水模式→深部煤层开采底板破坏深度预测方法和开采底板突水危险性评价方法→深部煤层开采底板水害治理模式和治理效果序列验证评价方法的思路开展研究。主要成果如下:（1）提出了利用布里渊光时域反射技术（BOTDR）对深部煤层开采底板变形破坏的动态监测方法。根据研究表明BOTDR系统监测的动态变形量及应变分布状态与煤层底板岩层应力应变特征具有一致性,是有效监测煤层底板岩层变形破坏的新方案。BOTDR系统对煤层底板岩层监测显示,在采动过程中煤层底板岩层从上向下是呈现压-拉-压的应变趋势;同时获得了有效的煤层底板岩层的最大破坏深度,为深部煤层开采底板破坏深度的精准预测研究提供了有效的原位测试数据。（2）揭示了深部煤层开采完整底板破坏的时空演化特征:a.采前高应力区超前影响范围大约在煤壁前方38 m附近;b.开采底板岩层第一破断点的位置在采煤工作面煤壁前方29.07 m,煤层下方垂距9.24 m处,煤层底板破坏是从脆性岩层开始破断;c.开采底板破断发展趋势是从第一破断点首先向上发展破断,然后再同步向下破断。d.煤层开采底板破断的最大深度处于采前高应力区内,并且最大破断深度在采前高应力区内的峰值应力传播线附近（一般情况下）。根据煤层开采底板破坏的时空演化特征,对比分析了完整底板和含断层底板两种条件下煤层开采底板岩层破坏特点;同时对煤层开采底板进行横向分区,区域名称依次为原岩应力平衡区、采前高应力区、采后应力释放区、采后应力再平衡区。（3）利用BP神经网络、煤层开采底板应力螺旋线解析、气囊-溶液测漏法、经验公式法、多因素回归及分布式光纤实测等方法进行研究分析,得到了对深部煤层开采底板破坏深度进行有效的预测模型及方法;研究表明,多因素回归中模型III预测值更接近分布式光纤监测和气囊-溶液测漏法等实测数据,预测误差较小的预测方法依次为新的数学理论模型解析法和BP神经网络预测模型。（4）利用层次分析法、熵权法、地理信息系统等手段结合深部煤层开采破坏后有效隔水层厚度和其他多种影响底板突水的因素,对深度煤层开采底板突水危险性进行综合评价研究,得到了层次分析和熵权法（AHP-EWM）综合算法评价模型和基于改进型层次分析脆弱性指数（IAHP-VI）法两种深部煤层开采底板突水危险性评价模型,两者都具有一定的实用价值,在实际运用过程中可以根据研究区的实际情况择优选其一,也可以根据两种模型的预测结果取并集,能够进一步提高评价安全程度。（5）基于华北型煤田东缘矿区深部煤层开采底板突水通道的形成机理和突水模式,提出了“充水含水层和导水构造协同超前块段治理”模式并进行了定义。在现有的深部煤层开采水害的治理技术上,根据注浆改造目的层的构造、区域地应力、原岩水动力场等因素对地面受控定向钻进顺层钻孔方位和钻孔展布间距的设定进行科学有效的优化研究。（6）提出了“深部煤层开采底板水害治理效果序列验证评价方法”,利用对改造目的层的渗透系数和透水率、煤层底板阻水能力、矿井电法检测、检查钻孔数据等结合GIS系统进行综合研究,建立了科学系统化的评价方法。（7）利用“充水含水层和导水构造协同超前块段治理”模式对华北型煤田东缘矿区深部煤层底板水害进行了治理,结果显示治理效果良好,研究矿区深部煤层工作面实现了安全回采。本论文研究成果可为华北型煤田东缘矿区下组煤开采底板水害防治提供参考。
郑文龙[6]（2020）在《松科2井抗高温钻井液技术研究与应用》文中认为科学钻探为地球科学研究提供了前所未有的观测数据和验证关键假说的机会,是人类目前获取地球内部信息最直接最有效的途径。钻井液的组分具有温度敏感性,增加了高温钻井液配制以及性能调控的难度。研究高温对造浆粘土、各类功能型处理剂等组分的影响规律,对于高温钻井液的配制、钻井液在使用过程中性能变化的原因分析以及钻井液处理方案的制定等均是极为必要的。钻井液的高温流变性直接关系到钻屑悬浮及携带、沿程循环压降、碎岩效率等诸多方面,测定并分析不同温度、不同环境下的钻井液流变特性具有极为重要的工程价值和科研意义。首先,本文对近年来国内外所施工的多口科钻井所用钻井液体系进行了总结、归纳,明确了不同科钻井钻井液体系选用及性能调控的要点。科钻井对岩心质量、岩心采取率要求高,所施工区域地质资料贫乏,钻遇复杂地层的风险高,钻井液设计及性能调控需要满足长时间稳定井壁、适应于多种取心工艺、有助于井底动力机具效能的发挥等多项要求。就目前国内外室内与现场应用的抗高温钻井液进行了整理,明确了抗高温钻井液的研究方法及研究思路,着重对钻井液高温流变性研究进行了探讨。其次,介绍了松科2井的基本信息,包括井位选取、地层情况、井身结构等,明确了松科2井不同开次、不同层段钻井液设计的要点,大致分为上部地层的水敏性问题、三开阶段的抗高温防塌问题以及四开以下的超高温问题。介绍了用于本项研究所需的重要仪器。就最小二乘法的基本原理及用于钻井液高温流变性拟合的可行性进行了阐述。再次,就高温对膨润土、凹凸棒土及海泡石土浆液的影响规律进行了老化和高温高压流变性测试等试验。就粘土种类及加量、无机盐、测试温度等因素对其高温流变性的影响规律进行了阐述。结果表明,在8%加量情况下,膨润土浆液的粘度随温度升高先增加后降低;海泡石浆液表现出类似特征,但不如膨润土浆明显;凹凸棒土浆液则随温度升高粘度持续降低。无机盐存在时,膨润土浆因发生絮凝而粘度增加,凹凸棒土和海泡石浆则由于增强了纤维间的纠缠能力而粘度稳定能力增强。高温老化后的凹凸棒土和海泡石浆液的流变性极为反常,对其高温流变方程拟合造成了困难。第四章首先通过高温老化试验证明了常用的抗高温处理剂如SPNH、SMC等磺化材料以及多种抗高温聚合物材料等均会发生一定的高温减效,尤其是在无机盐存在时该现象更为明显。相比于卤盐,甲酸盐的加入使得各类处理剂的性能衰减程度有所减轻。就大分子聚合物的高温流变特性影响因素进行了试验探究。结果表明,聚合物溶液在高温下粘度基本丧失;盐量越高、剪切速率越高、剪切时间越长、p H值越高,粘度衰减幅度越大;甲酸盐有助于聚合物溶液高温下粘度的稳定。聚合物溶液适于以幂律模型进行表征,升温使得其稠度系数减小,流型指数增加,由假塑性流体向牛顿流体转换的趋势增强。将造浆土与之复配可大幅提高浆液体系的粘度稳定能力。第五章则通过抗高温抗盐处理剂的优选及复配,完成了抗245℃的钻井液配方构建及综合性能评价。结果表明,该配方钻井液的高温稳定性、流变性、失水造壁性、抑制性、润滑性、抗污染能力等综合性能指标良好。就涡轮钻取心时发生的重晶石在高速离心下堵塞岩心管问题,结合前期的配方研究完成了基于饱和氯化钠的抗高温无固相盐水钻井液体系设计。第六章就松科2井具体实施过程中不同开次的钻井液使用情况及性能调控思路、方法进行了阐述,并就使用过程中的优缺点进行了总结并反思。总体而言,本项研究工作在明确高温对钻井液各组分影响规律的基础上,充分考虑了不同开次的性能要求,以及钻井液体系转换的便利性、性能调整的连续性和整体钻井液使用成本的经济性。认识到只有通过多种测试手段探明高温对钻井液各组分性能影响的规律,才能使得抗高温钻井液的配制与性能调控的精准化成为可能。本文在完成室内探究的基础上,就所获配方钻井液进行了工程验证,丰富了对高温钻井液的认知,也为超深油气井、干热岩等高温钻井液技术提供了一定的借鉴依据。
唐钧跃[7]（2020）在《高密实度模拟月壤自适应钻进取芯特性研究》文中认为自上个世纪美苏等国家率先开展月球探测以来,人类已从月球采集了共计约382 kg的月壤样品。通过分析采集返回的月壤,深化了对月球演化规律认知。目前我国探月工程（三期）即将实施,也将利用钻取和表取形式,从月球采回月壤样品,在地球实验室中进行科学测试与分析。本文以我国探月工程（三期）月面钻取采样子任务为工程背景,面向月壤剖面存在高度随机性和不确定性的挑战,以实现钻进取芯过程中钻具的低功耗、高取芯和高适应性为研究目标,开展高密实度模拟月壤制备方法、模拟月壤软袋取芯特性、模拟月壤钻进排屑性能及自适应钻进特性研究,为后续深空探测任务钻取采样钻具设计和工艺参数优化提供技术支撑。提出了一种基于夯击密实强化原理的高密实度模拟月壤制备方法以满足次表层月壤钻取采样任务地面试验研究所需,建立了月壤桶夯击振动及冲击锤夯击回弹动力学模型,针对钻取用月壤桶测限约束条件构建了月壤弹塑变形模型,预测了模拟月壤剖面有效密实深度,不同夯击次数作用下的模拟月壤夯击强化试验验证了模拟月壤上覆土压力即塑性极限与夯击次数间的内在物理规律,密度测定试验验证了上述有效夯击密实深度理论预测模型。基于回转切削力学模型建立了原位月壤的受扰剪胀模型,获得了扰动区月壤物理力学参数随进转比参数变化规律,依据岩土力学中粮仓理论建立了模拟月壤钻进取芯力学模型,利用提出的非接触式动态监测钻进取芯特性方法开展了不同进转比条件下的钻进取芯正交试验,揭示了内部月壤样芯动态失稳随钻进工艺参数特定变化规律,划分了四种典型取芯工况并验证了上述力学模型的准确性,有利支撑了高密实度模拟月壤钻进工艺参数优选。提出了以前刀面堆积角及螺旋槽填充率等状态参量定量描述钻进取芯过程中原位月壤的钻进排屑状态,分析了多种钻进工况下的钻进负载随工艺参数变化影响规律,利用机器视觉技术开展了模拟月壤回转切削排屑特性试验研究,动态采集钻进过程中的月壤堆积区体积参数,实时反映螺旋排屑速率等影响排屑性能的关键指标,提取螺旋槽中月壤钻屑质量和体积指标,解算螺旋槽钻屑堆积密度,有力佐证了钻取采样过程中月壤挤压运移和自行运移的存在,高密实度模拟月壤钻进取芯试验表明上述钻进负载理论计算结果与实际钻进负载吻合度较高,可用于特定目标对象的钻进工艺参数优选。构建了基于样本可钻性等级实时识别的自适应钻进策略,基于钻进取芯力载模型结合探月工程（三期）钻进工艺参数优选指标,优选了适合特定钻进对象的合理钻进工艺参数,利用研制的模拟月壤钻进取芯特性测试平台开展了具有一定覆盖性和等效性的模拟月壤样本可钻性分级试验,选择钻进过程中钻具的回转转矩为特征识别信号,设计了可钻性等级模式识别方法并开展了识别模型参数寻优,获得能应用于可钻性等级1～6级的分类模型,准确率达95.8%,构建了基于在线辨识钻进对象可钻性等级的自适应闭环控制策略,开展了以密实型HIT-LS1#模拟月壤、石灰岩及大理岩为典型钻进对象的分层自适应钻进试验,验证了上述钻进方法的有效性。综上所述,文本针对月面无人钻取采样技术难点,以寻求钻取采样机构的自适应钻进能力提升为研究目标,分别从模拟月壤制备工艺、钻–壤作用机理、钻进取芯特性试验方法及自适应钻进策略等方面开展工作。上述研究方法及取得的相应研究成果具有重要的学术意义和工程应用价值。
王成立[8]（2020）在《深孔地质钻探EM-MWD样机设计及邻井接收方法研究》文中研究指明随着我国经济和社会的快速发展,矿产资源的需求和消耗逐年增加,矿产资源供需矛盾日益突出。全国大部分地区的浅部矿产资源已被探明、开采而趋于枯竭,未来地质找矿和探矿工程无疑将向深部发展,从深度600-2500m之间向3000m发展。根据《地质岩心钻探规程（DZ/T0227-2010）》规定,深度1000-3000m的地质岩心钻孔定义为深孔。在深孔钻进施工中,孔斜是一个非常重要的问题,它不仅直接影响钻孔施工质量,也直接影响钻孔施工效率与施工安全,随着地质钻探向深孔不断发展,对井斜的控制要求越来越严格,因此对随钻测量的需求也越来越大。电磁波随钻测量（EM-MWD）采用电磁波作为井下信息的载体,与传统的随钻测量相比具有信号传输速率高、无脉冲阀易损件等优点,特别是EM-MWD在应用时基本不受钻井液介质的影响,能够应用于几乎所有类型的钻井液,解决了目前钻井液脉冲随钻测量无法解决的难题。EM-MWD产品在国外已经相对成熟,国内油田、科研院所等单位也研发制造出了相应的油田钻进用的配套产品,但在地质钻探领域内尚为空白。因此,紧跟EM-MWD发展趋势,在借鉴国内外先进EM-MWD技术的基础上,结合国内地质钻探的情况,研制适用于深孔地质钻探的、具有自主知识产权的、稳定可靠的EM-MWD技术,避免从国外购买昂贵的随钻测量设备,对我国EM-MWD技术以及地矿、石油等相关行业的发展具有重大意义。本文围绕深孔地质钻探EM-MWD样机设计以及基于邻井接收方法的传输深度扩展的技术难题,对深孔EM-MWD的关键技术进行了系统的研究,主要包括:EM-MWD传输理论、样机的结构设计、样机井下发射机与地面接收机的设计、姿态参数的安装误差与温度误差补偿校正、基于邻井接收方法的EM-MWD传输深度扩展研究以及现场孔内测量试验。论文的主要研究成果和创新点如下:1.针对深孔地质钻探EM-MWD样机结构强度问题,设计了一种高强度绝缘外管和新型内管结构。在对比分析现有绝缘外管技术的基础上设计了一种高强度绝缘外管结构,根据理论计算和有限元模拟进行校核,所设计的绝缘外管满足100k N压力、40k N拉力和15k N·m扭矩的强度条件。设计了一种新型内管结构,根据理论计算和有限元模拟进行校核,所设计的绝缘内管满足40MPa的静液柱压力。设计了一种绝缘内管测试方法并对绝缘内管进行了强度和密封测试,同时在XY-4型钻机上对绝缘外管的强度进行了实钻测试。2.设计了适用于深孔地质钻探EM-MWD样机的井下发射机与地面接收机,并对EM-MWD样机的姿态参数进行了误差补偿校正。根据EM-MWD的井下发射与地面接收工作模式,分别设计了井下发射机与地面接收机,对探管姿态的误差补偿进行了实验研究,并对发射机和接收机性能进行了室内室外实验。对EM-MWD姿态参数的误差原因进行了分析,建立了误差模型并对姿态参数的安装误差和温度引起的误差进行了补偿校正,通过误差补偿实验,温度误差补偿后井斜角最大绝对误差为0.137?,安装误差补偿校正后的井斜角最大绝对误差为0.08?,满足测量模块的设计精度要求。发射接收室内实验表明,所设计的井下发射机传感器采集信号正常,曼彻斯特编码正确,在大功率发射下电路工作正常。在室内相对较小的噪声环境下,对于5μV的信号,经过放大滤波等信号调理电路后,信号波形比较理想,且接收机能够正确解码。发射接收室外实验表明,室外信号在低通滤波和工频陷波后,工频干扰基本得到抑制,信号理想且接收机均能够正确解码。3.提出了一种基于邻井接收的EM-MWD传输深度扩展方法。根据传输线的等效方法建立了基于邻井接收的EM-MWD传输深度扩展模型,对模型进行求解及仿真,分析了地面接收信号电压值的影响因素,同时对邻井接收下邻井定深度及定距离下接收信号电压值进行了分析,验证了该方法能有效增加接收信号电压值的大小,提升EM-MWD最大传输深度,在近海钻进、油气井网、对接井、地质钻探领域内具有广阔的应用前景。4.分别在300m和616m（实际测量深度292m和598m）的孔内进行了EM-MWD样机的孔内测量试验及基于邻井接收方法的测量试验,试验表明:所设计的EM-MWD样机至少能承受598m的静液柱压力,并能达到该深度的密封性能要求;所设计的EM-MWD样机信号采集、发射、接收等各模块工作正常,能够应用于实际井场环境;所建立的传输线的等效模型与实际测量结果具有较好的一致性,套管对实际钻进中的EM-MWD测量结果为增益效果;基于邻井接收的EM-MWD传输深度扩展方法能够有效提高接收信号电压的大小,验证了邻井接收方法的可行性。
李星辰[9]（2020）在《深冰下基岩取心钻进模块的设计优化及试验研究》文中研究指明近年来,国际上南极科学陆基考察最引人注目的成果之一便是南极冰下环境的发现:在冰盖底部存在着“另一个世界”。冰下环境可为诸多自然科学及相关跨学科领域研究提供特有科学信息,对于研究南极冰盖形成机制、反演古气候变化过程、预测未来气候演变规律、探索地球古老的生命形态以及探究冰下地质具有重要意义。本文对极地地区深冰下基岩层钻进的国内外研究现状进行了归纳,总结了国内外冰下基岩钻具的优缺点,对深冰下基岩取心钻探装备的基岩取心模块进行设计及试验研究。开展了钻进所需功率理论计算、主要结构件设计及理论计算、驱动循环系统内部减速器齿轮轴强度模拟分析、电机-减速器实验台搭建及驱动系统测试、基岩取心模块钻进取心测试等一系列研究。论文主要取得了以下研究成果:（1）通过理论研究计算得出钻具在冰层、冰岩夹层以及基岩层钻进所需的功率大小。结合泵体循环钻井液所需功率、钻具在钻井液中旋转功率损耗以及钻具与冰孔摩擦产生的功率损耗等,确定钻具的电机驱动部件所需功率的大小,完成了相关电机的选型、减速机构的设计,进而完成了基岩驱动模块中驱动循坏系统的设计。（2）通过Ansys Workbench软件里的Static Structural模块和Modal模块对所设计行星齿轮减速器、双输出法兰式减速器输入轴、输出轴分别开展有限元静力学分析和模态分析,观察齿轮轴在电机额定功率状态下的力学响应。通过分析结果,明确了齿轮轴的应力集中位置,得到了减速器齿轮轴承载后的最大应力值和最大位移值。参考剪切强度极限理论和最大允许变形的范围,结合有限元分析结果,得出所设计齿轮轴均处于安全范围之内,证实设计的合理性。（3）设计并搭建电机-减速器实验台,对驱动系统的电机及减速机构进行扭矩加载试验,得到不同扭矩载荷的条件下,减速器输入输出扭矩、输入输出转速、传动效率值、电机电流值等参数的变化情况,研究影响驱动部件效率传递的主要因素。测试结果表明行星减速器和双输出轴法兰式减速器均能提供冰下基岩钻进所需要的钻进扭矩及转速,双输出轴法兰式减速器的传动效率及稳定性高于行星减速器。（4）针对“深冰下基岩无钻杆取心钻探装备”项目提出的参数指标,设计并加工了基岩取心钻探模块。整套钻具包括电缆终端、滑环部件、反扭部件、配重块、电器压力舱、基岩钻驱动循环系统、岩屑室、岩芯管以及岩层取心钻头。深冰下基岩取心模块钻具总长度为6987mm,总重量为277.65kg,钻具外径127mm。（5）通过搭建模拟极地深冰下环境的室外实验台,对整套深冰下基岩钻进模块开展试验研究。试验结果表明:钻具的平均机械钻速可达1.3m/h,单回次获取的最大花岗岩岩芯样品长度为720mm,证明了钻具钻进能力的可靠性。分别对不同钻井液（航空煤油JET-A 1与硅油）、不同型号泥浆泵（大泵量小泵压与小泵量大泵压两款泥浆泵）、不同类型岩芯管（单壁岩芯管与双壁岩芯管）、不同基岩钻减速器（行星减速器与双输出法兰式减速器）以及不同钻压进行了对比性测试,同时优化了钻进参数和钻具结构参数。通过上述试验与改进,完成了可用于南极现场的冰下基岩钻探装备的研发,钻具钻进速度及回次钻进深度满足南极现场钻探装备的设计要求。第35次南极考察期间,极地深冰下无钻杆取心钻探装备在南极中山站附近的冰盖区域成功获取了冰芯样品198m和冰下基岩岩芯样品6cm,证明了基岩取心钻进模块的设计合理性及可靠性,为我国未来极地冰下环境的考察提供了重要的技术支持。
彭奋飞[10]（2019）在《海底钻机用高可靠绳索取心钻具结构优化研究》文中进行了进一步梳理现有的陆域绳索取心钻具直接应用于海底钻机上存在着单动效果不佳容易造成悬挂环与座环之间的磨损、投放内管总成过程中和拔断岩心过程中悬挂环嵌死在座环的风险从而造成内管总成打捞成功率不高、岩心质量较低以及地层适应性不强三个方面的问题。针对上述问题,本项目通过钻具单动机构结构优化、悬挂机构仿真分析、钻头切削齿结构优化分析以及现场试验这几个方面着手,设计加工出一套海底钻机用高可靠性勘探需求的绳索取心钻具并通过仿真分析软件分析了绳索取心钻具中的关键零部件的可靠性。现场海试实验表明,该绳索取心钻具单动机构运转灵活、悬挂机构正常,岩心采取率在85%以上,岩心受到的扰动较小。本项目所做的主要工作和得出的主要结论如下:（1）阐述了海洋用绳索取心钻具的设计思路,根据该思路设计了海底钻机用绳索取心钻具的内外管总成。针对上提时弹卡板容易偏斜保证收卡的可靠性改进了弹卡机构。去除了常规钻具的到位报信和岩心遇堵装置,使得钻具总长缩短,有利于降低海底钻机的整体高度,使铠装电缆的承重要求控制在安全范围内。重新设计了单动机构并阐述了其工作原理。改进了悬挂机构避免内管下落过程中以及拔取岩心时悬挂环嵌死在座环中。同时详细阐述了绳索取心钻具的各个机构的工作原理和特点。最后,介绍了各个零部件的尺寸。（2）对海底钻机用绳索取心钻具的关键零部件——悬挂环与座环之间的受力情况进行了仿真分析。首先利用ABAQUS仿真软件建立了相关的有限元模型,其次分析了悬挂机构在极端工况下的承受冲击时的最大速度和拔断岩心过程的最大作用力。最后对悬挂机构在受到冲击过程以及拔断岩心的过程进行了数值模拟。数值结果表明改进后的悬挂机构能够降低在受到冲击过程以及拔断岩心的过程由于悬挂环和座环塑性变形相互咬合失效所造成的内管总成无法顺利打捞的风险。（3）对孕镶金刚石钻头进行相关的参数设计并建立流体模型,同时采用Fluent仿真软件分析该钻头的隔水效果。定量的隔水效果分析表明采用设计有主副水眼的锥型齿底喷钻头在钻进过程中能够有效避免85%的冲洗液对岩心的直接冲刷,减少样品扰动程度,提高取心质量。对主、副水眼的作用进行了区分,其中从主水眼中流出的冲洗液主要起携带岩粉快速上返的作用,从副水眼中流出的冲洗液主要起提高切削齿冷却性能的作用。同时仿真结果表明冲洗液沿孔壁上返的过程中动能先上升后下降,其速度能够稳定在0.7～1.8m/s之间,满足岩心钻探规范对冲洗液上返速度的要求。（4）加工了一套Φ96海底钻机用绳索取心钻具,在中国某海域的矿产资源勘探项目中使用自主研制的“海牛号”海底多用途钻进系统进行钻探作业。现场试验表明经过经过结构优化的钻头能够同时满足海底钻机使用工况和海洋工程地质勘探对样品取心质量的要求。
二、中国大陆科学钻孔钻进规程合理控制问题的探讨（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、中国大陆科学钻孔钻进规程合理控制问题的探讨（论文提纲范文）
（1）松科2井井底涡轮钻具工况采集与分析系统研究（论文提纲范文）
| 作者简历 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 科学钻探发展概述 |
| 1.1.2 涡轮井底动力钻具简介 |
| 1.1.3 科学问题及项目来源 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 随钻测量技术研究现状 |
| 1.2.2 井下工程参数检测技术研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第二章 井下涡轮工况参数检测设计 |
| 2.1 松科2 井基本信息 |
| 2.1.1 地理及构造概况 |
| 2.1.2 地层概况及取心要求 |
| 2.1.3 地层压力及温度 |
| 2.2 松科2 井涡轮钻具 |
| 2.2.1 涡轮钻具技术性能参数 |
| 2.2.2 涡轮钻具结构与工作原理 |
| 2.2.3 涡轮钻具输出特性 |
| 2.3 井下参数检测系统总体设计 |
| 2.3.1 系统的环境要求和特点 |
| 2.3.2 检测系统原理总体框架 |
| 2.4 参数检测方式设计 |
| 2.4.1 加速度计式转速检测 |
| 2.4.2 特制压强传感器设计 |
| 2.4.3 组合应变片式扭矩与轴压检测 |
| 2.4.4 贴片式热电阻测温 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 井下检测短节设计 |
| 3.1 检测短节安装位置设计 |
| 3.2 短节新型机械结构设计 |
| 3.3 检测短节受力分析 |
| 3.4 检测短节强度校核 |
| 3.4.1 理论计算 |
| 3.4.2 软件分析 |
| 3.5 密封耐压设计与测试 |
| 3.5.1 密封耐压初步设计 |
| 3.5.2 实验室密封耐压测试 |
| 3.5.3 密封耐压设计改进 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 井下检测电路设计 |
| 4.1 检测电路原理设计 |
| 4.2 检测电路元器件耐高温优选 |
| 4.2.1 测井采集板芯片选型方案 |
| 4.2.2 采集板及应变片粘结剂选择 |
| 4.2.3 耐高温电池优选 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 地表分析系统设计 |
| 5.1 数据分析 |
| 5.1.1 扭矩与轴压耦合分析 |
| 5.1.2 循环温度场分布分析 |
| 5.1.3 新型摩阻式压强分析 |
| 5.2 数据分析软件设计 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 室内试验及现场应用 |
| 6.1 室内试验 |
| 6.1.1 扭矩、转速试验 |
| 6.1.2 轴压、压强试验 |
| 6.1.3 温度、振动试验 |
| 6.1.4 密封性能试验 |
| 6.2 现场应用 |
| 6.2.1 仪器组装与相关标定 |
| 6.2.2 仪器连接与入井过程 |
| 6.2.3 仪器取出与结果分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 结论 |
| 7.1 结论与认识 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（2）冰层热融钻进机理研究及冰下湖钻探用热融钻头研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题依据 |
| 1.1.1 冰下湖的研究意义 |
| 1.1.2 冰下湖钻探技术 |
| 1.2 冰层热融钻进技术研究现状 |
| 1.2.1 冰层热融钻具研究现状 |
| 1.2.2 冰层热融钻头研究现状 |
| 1.2.3 冰层热融钻进传热机理研究现状 |
| 1.3 研究内容和技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 冰层热融钻进过程的理论分析 |
| 2.1 冰层热融钻进传热过程建模 |
| 2.1.1 冰层热融钻进过程物理模型 |
| 2.1.2 热融钻头内部传热数学模型 |
| 2.1.3 薄层水膜传热数学模型 |
| 2.1.4 冰层传热数学模型 |
| 2.1.5 各个介质传热数学模型之间的联系 |
| 2.2 热融钻头内部传热特性分析 |
| 2.2.1 平板形热融钻头内部传热物理模型 |
| 2.2.2 平板形热融钻头内部传热数学模型的解析解 |
| 2.2.3 平板形热融钻头内部温度场计算实例 |
| 2.3 冰层传热特性分析 |
| 2.3.1 平板形热融钻头钻进时冰层传热物理模型 |
| 2.3.2 平板形热融钻头钻进时冰层传热数学模型的解析解 |
| 2.3.3 平板形热融钻头钻进时冰层温度场计算实例 |
| 2.4 薄层水膜传热特性分析 |
| 2.4.1 平板形热融钻头钻进时薄层水膜传热物理模型 |
| 2.4.2 平板形热融钻头动量守恒方程和能量守恒方程的简化 |
| 2.4.3 平板形热融钻头钻进时薄层水膜传热数学模型的解析解 |
| 2.4.4 平板形热融钻头钻进时薄层水膜内温度场和流场计算实例 |
| 2.5 冰层热融钻进传热过程数学模型的简化及求解 |
| 2.5.1 冰层热融钻进传热过程数学模型的简化 |
| 2.5.2 冰层热融钻进传热过程数学模型的求解 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 冰层热融钻进过程的数值模拟 |
| 3.1 数值建模及求解 |
| 3.1.1 COMSOL Multiphysics软件 |
| 3.1.2 数值模拟过程 |
| 3.2 钻头形状对热融钻进过程的影响 |
| 3.2.1 恒功率条件 |
| 3.2.2 恒温条件 |
| 3.3 钻头功率(或温度)对热融钻进过程的影响 |
| 3.3.1 恒功率条件 |
| 3.3.2 恒温条件 |
| 3.4 钻压对热融钻进过程的影响 |
| 3.4.1 恒功率条件 |
| 3.4.2 恒温条件 |
| 3.5 冰层温度对热融钻进过程的影响 |
| 3.5.1 恒功率条件 |
| 3.5.2 恒温条件 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 冰层热融钻进过程的实验研究 |
| 4.1 热融钻进实验平台 |
| 4.1.1 实验台总体设计 |
| 4.1.2 钻塔 |
| 4.1.3 电力系统 |
| 4.1.4 绞车系统 |
| 4.1.5 控制系统 |
| 4.1.6 热融钻具 |
| 4.2 热融钻进实验过程 |
| 4.2.1 冰样的制备过程 |
| 4.2.2 冰样冻制过程中的温度分布 |
| 4.2.3 人工冰样和天然冰样的比较 |
| 4.2.4 热融钻进实验步骤 |
| 4.3 热融钻进实验结果 |
| 4.3.1 钻头形状对热融钻进过程的影响 |
| 4.3.2 钻头功率对热融钻进过程的影响 |
| 4.3.3 钻压对热融钻进过程的影响 |
| 4.3.4 冰温对热融钻进过程的影响 |
| 4.4 实验结果与理论分析及数值模拟结果的比较 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 RECAS-200 热融钻头的结构研究 |
| 5.1 热融钻头的设计要求 |
| 5.2 热融钻头关键参数的选择 |
| 5.2.1 热融钻头功率 |
| 5.2.2 加热元件 |
| 5.2.3 热融钻头形状 |
| 5.3 热融钻头的结构选型 |
| 5.3.1 加热丝浇铸型热融钻头 |
| 5.3.2 加热棒插入型热融钻头 |
| 5.4 热融钻头结构的定型 |
| 5.4.1 热融钻头的结构设计 |
| 5.4.2 灰尘收集器的设计 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 RECAS-200 热融钻头的试验研究 |
| 6.1 热融钻头在纯净冰层的钻进试验 |
| 6.1.1 热融钻头在纯净冰层的试验过程 |
| 6.1.2 不同功率下热融钻头的钻进表现 |
| 6.1.3 不同钻压下热融钻头的钻进表现 |
| 6.1.4 不同冰温下热融钻头的钻进表现 |
| 6.1.5 热融钻头试验结果与前文研究结果的对比 |
| 6.2 热融钻头在含灰尘冰层的钻进试验 |
| 6.2.1 含灰尘层冰样的制备及试验过程 |
| 6.2.2 灰尘层对钻进速度的影响 |
| 6.3 热融钻头的压力试验 |
| 6.3.1 热融钻头压力试平台 |
| 6.3.2 热融钻头压力试验过程及结果 |
| 6.4 热融钻头的寿命试验 |
| 6.4.1 热融钻头寿命试验平台 |
| 6.4.2 热融钻头寿命试验过程及结果 |
| 6.5 上热融钻头中心孔温度测量试验 |
| 6.5.1 上热融钻头中心孔温度测量试验设备及试验过程 |
| 6.5.2 上热融钻头完全浸入水中时钻头中心孔内的温度分布 |
| 6.5.3 上热融钻头露出水面过程中钻头中心孔内的温度变化 |
| 6.6 热融钻头的野外试验 |
| 6.6.1 热融钻头野外试验平台 |
| 6.6.2 热融钻头野外试验过程及结果 |
| 6.7 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（3）晋城矿区ZH-L-03煤层气定向井关键钻进技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究动态 |
| 1.2.1 国外研究动态 |
| 1.2.2 国内研究动态 |
| 1.2.3 工程概况及技术难题 |
| 1.3 研究内容、研究方法和技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 2 施工区地质概况 |
| 2.1 基本概况 |
| 2.1.1 交通情况及地理位置 |
| 2.1.2 地势地貌 |
| 2.2 地层特征 |
| 2.2.1 区域地层 |
| 2.2.2 含煤地层 |
| 2.3 煤层及煤质 |
| 2.3.1 煤层 |
| 2.3.2 煤质 |
| 2.4 构造及煤层特征 |
| 2.4.1 构造特征 |
| 2.4.2 煤层特征 |
| 2.5 水文地质特征 |
| 2.5.1 含水层特征 |
| 2.5.2 隔水层特征 |
| 2.5.3 主要含水层的补给与排泄条件 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 ZH-L-03井轨迹设计优化及轨迹影响因素分析 |
| 3.1 煤层气定向井轨迹设计要求 |
| 3.1.1 实际钻井工程的需求 |
| 3.1.2 研究区地质特征 |
| 3.1.3 钻具设备 |
| 3.1.4 其他因素 |
| 3.2 ZH-L-03井井位布置 |
| 3.3 ZH-L-03井轨迹设计及优化 |
| 3.3.1 轨迹类型设计 |
| 3.3.2 关键参数的优化计算 |
| 3.4 井眼实钻轨迹的影响因素分析 |
| 3.4.1 地层因素对井眼轨迹的影响 |
| 3.4.2 技术因素对井眼轨迹的影响 |
| 3.4.3 其他因素对实钻井眼轨迹的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 造斜段偏移规律及轨迹控制技术研究 |
| 4.1 轨迹偏移规律分析 |
| 4.2 偏移段数值模拟 |
| 4.2.1 模型建立 |
| 4.2.2 模拟计算方案 |
| 4.2.3 边界条件的确定 |
| 4.2.4 初始应力场 |
| 4.2.5 位移矢量分布特征 |
| 4.2.6 模拟效果分析 |
| 4.3 ZH-L-03井轨迹控制技术分析 |
| 4.3.1 钻井仪器设备和主要钻具 |
| 4.3.2 钻井轨迹控制机制 |
| 4.3.3 ZH-L-03井轨迹控制方案 |
| 4.3.4 轨迹控制成果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 钻井液配方优选 |
| 5.1 钻井液对井壁稳定性的影响分析 |
| 5.1.1 钻井液密度的影响 |
| 5.1.2 钻井液抑制性的影响 |
| 5.1.3 泥饼的影响 |
| 5.1.4 钻井液的粘度的影响 |
| 5.2 ZH-L-03井钻井液系统研究 |
| 5.2.1 钻井液选取原则 |
| 5.2.2 ZH-L-03井钻井液技术难点分析 |
| 5.2.3 ZH-L-03井钻井液选择依据 |
| 5.2.4 ZH-L-03井钻井液配方选取 |
| 5.3 钻井液体系现场应用 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 硕士研究生期间取得的学术成果 |
（4）王洼煤矿综放开采导水裂隙带发育高度研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 水体下采煤研究现状 |
| 1.2.2 导水裂隙带研究现状 |
| 1.3 研究内容及研究方法 |
| 1.4 技术路线 |
| 2 矿井概况及导水裂隙带发育高度预计 |
| 2.1 矿井概况及水文地质 |
| 2.1.1 矿井概况 |
| 2.1.2 煤层赋存特征 |
| 2.1.3 含(隔)水层特征 |
| 2.1.4 水库区域地质特征 |
| 2.2 综放开采覆岩破坏特征 |
| 2.2.1 导水裂隙带形成机理 |
| 2.2.2 导水裂隙带发育高度影响因素 |
| 2.3 覆岩力学特性分析 |
| 2.4 导水裂隙带发育高度预计 |
| 2.4.1 基于经验公式预计 |
| 2.4.2 基于关键层理论预计 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 导水裂隙带发育高度实测分析 |
| 3.1 现场实测设计 |
| 3.1.1 钻孔布置方案 |
| 3.1.2 实测方法及导水裂隙带判定原则 |
| 3.1.3 施工设备 |
| 3.2 施工过程及完成工作量 |
| 3.2.1 施工过程 |
| 3.2.2 完成工作量 |
| 3.3 观测结果分析 |
| 3.3.1 D1钻孔观测结果分析 |
| 3.3.2 D2钻孔观测结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 导水裂隙带发育高度固液耦合相似模拟 |
| 4.1 试验目的与内容 |
| 4.1.1 试验目的 |
| 4.1.2 试验内容 |
| 4.2 固液耦合相似材料的研制 |
| 4.2.1 相似材料原材料选取 |
| 4.2.2 正交方案设计及试件制作 |
| 4.2.3 相似材料参数测试结果分析 |
| 4.3 试验模型设计与制作 |
| 4.4 试验过程及结果分析 |
| 4.4.1 覆岩破坏特征及导水裂隙带演化规律 |
| 4.4.2 地表移动变形特征分析 |
| 4.4.3 地表水体渗流规律分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 导水裂隙带发育高度数值模拟 |
| 5.1 模型建立及参数选取 |
| 5.2 模拟结果分析 |
| 5.2.1 覆岩塑性区模拟结果分析 |
| 5.2.2 覆岩应力模拟结果分析 |
| 5.2.3 覆岩位移模拟结果分析 |
| 5.3 导水裂隙带发育高度综合对比 |
| 5.4 防水安全煤岩柱留设 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
（5）深部开采底板破裂分布动态演化规律及突水危险性评价（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容及方法 |
| 1.4 技术路线 |
| 2 华北型煤田东缘区域地质及水文地质条件 |
| 2.1 区域赋煤构造及含水层 |
| 2.2 深部煤层开采底板突水水源水文地质特征 |
| 2.3 煤系基底奥陶系灰岩含水层水文地质特征 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 深部开采底板变形破坏原位动态监测 |
| 3.1 分布式光纤动态监测底板采动变形破坏 |
| 3.2 对比分析光纤实测与传统解析和原位探查 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 深部开采煤层底板破坏机理和突水模式研究 |
| 4.1 深部开采煤层底板破裂分布动态演化规律 |
| 4.2 深部煤层开采底板突水模式 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 深部开采底板突水危险性非线性预测评价方法 |
| 5.1 深部煤层开采底板破坏深度预测 |
| 5.2 下组煤开采底板突水危险性评价研究及应用 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 深部开采底板水害治理模式及关键技术 |
| 6.1 底板水害治理模式和效果评价方法 |
| 6.2 底板水害治理模式和治理效果评价的应用 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新性成果 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（6）松科2井抗高温钻井液技术研究与应用（论文提纲范文）
| 作者简历 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 科学钻探简介 |
| 1.1.2 科学钻探的目的和意义 |
| 1.1.3 科学钻探的发展历程 |
| 1.1.4 科学钻探的特点及难点 |
| 1.1.5 项目的来源 |
| 1.2 研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 科学钻探钻井液研究及应用现状 |
| 1.2.2 抗高温水基钻井液研究及应用现状 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.4 预期目标及创新点 |
| 第二章 松科2井钻井液设计要素及研究方法 |
| 2.1 松科2井基本信息 |
| 2.1.1 地理概况 |
| 2.1.2 构造概况 |
| 2.1.3 地层概况及取心要求 |
| 2.2 松科2井钻井液设计要素 |
| 2.3 研究所用仪器 |
| 2.3.1 高温高压流变仪 |
| 2.3.2 滚子加热炉 |
| 2.3.3 极压润滑仪 |
| 2.3.4 粘附系数仪 |
| 2.3.5 高温高压静态滤失仪 |
| 2.3.6 高温高压膨胀仪 |
| 2.3.7 钻井液样品配制方法 |
| 2.4 钻井液流变模型拟合及优选 |
| 2.4.1 钻井液流变性常用流变模式 |
| 2.4.2 一元线性回归及最小二乘法原理 |
| 2.4.3 钻井液流变模式拟合步骤 |
| 2.4.4 拟合效果对比及最佳钻井液流变模式的确定 |
| 2.4.5 温度对表观粘度的影响规律 |
| 第三章 高温对造浆土性能的影响 |
| 3.1 高温对膨润土流变性能的影响 |
| 3.1.1 膨润土的基本性质 |
| 3.1.2 高温老化对膨润土基浆性能的影响 |
| 3.1.3 膨润土浆高温高压流变性影响因素 |
| 3.2 高温对凹凸棒土流变性能的影响 |
| 3.2.1 凹凸棒土基本性质 |
| 3.2.2 剪切时间对粘度的影响 |
| 3.2.3 老化温度对粒径的影响 |
| 3.2.4 凹凸棒土高温流变影响因素 |
| 3.3 高温对海泡石流变性能的影响 |
| 3.3.1 海泡石基本性质简介 |
| 3.3.2 海泡石高温流变特性影响因素探究 |
| 第四章 高温对钻井液处理剂的影响 |
| 4.1 高温对处理剂的影响机理 |
| 4.1.1 处理剂的高温降解 |
| 4.1.2 处理剂的高温交联 |
| 4.1.3 处理剂在粘土表面的高温解吸作用 |
| 4.1.4 抗高温处理剂的作用机理 |
| 4.2 高温老化对处理剂性能的影响 |
| 4.2.1 高温老化对磺化类降水剂的影响 |
| 4.2.2 高温老化对聚合物类降水剂的影响 |
| 4.3 高温对聚合物处理剂流变性的影响 |
| 4.3.1 聚合物种类的影响 |
| 4.3.2 加量对聚合物高温流变性的影响 |
| 4.3.3 盐对聚合物流变性的影响 |
| 4.3.4 剪切时间对聚合物流变性的影响 |
| 4.3.5 土对聚合物流变性的影响 |
| 第五章 抗高温钻井液配方构建及性能评价 |
| 5.1 抗高温处理剂优选 |
| 5.1.1 抗高温增粘剂优选 |
| 5.1.2 抗高温降滤失剂优选 |
| 5.1.3 降粘剂优选 |
| 5.1.4 沥青类防塌剂优选 |
| 5.1.5 抗温抗盐润滑剂 |
| 5.1.6 抑制剂优选 |
| 5.2 抗245℃配方构建及综合性能评价 |
| 5.2.1 .热稳定性评价 |
| 5.2.2 抗污染试验 |
| 5.2.3 抑制性试验 |
| 5.2.4 润滑性试验 |
| 5.2.5 高温流变模型优选及AV预测 |
| 5.3 抗245℃无固相盐水钻井液配方构建 |
| 5.3.1 盐对聚合物溶液的影响 |
| 5.3.2 聚合物降失水剂优选 |
| 5.3.3 沥青粉优选 |
| 5.3.4 NaCl加量调整 |
| 第六章 松科2井钻井液现场应用 |
| 6.1 二开以浅特殊钻井工序下钻井液技术 |
| 6.1.1 二开以浅地层情况 |
| 6.1.2 二开钻井液配方设计 |
| 6.1.3 二开以浅先导孔钻井液性能调控 |
| 6.1.4 扩孔钻井液性能调控 |
| 6.2 抗高温防塌钻井液在三开连续取心的应用 |
| 6.2.1 三开地层情况及岩性特征 |
| 6.2.2 三开钻井液考虑要素 |
| 6.2.3 三开钻井液配方构建及综合性能评价 |
| 6.2.4 三开钻井液维护与处理 |
| 6.3 抗高温钻井液在四开的应用 |
| 6.3.1 四开地层情况及岩性特征 |
| 6.3.2 钻井液工作难点 |
| 6.3.3 钻井液体系及维护处理 |
| 6.4 抗高温钻井液在五开的应用 |
| 6.4.1 五开地层概况及钻井液工作难点 |
| 6.4.2 五开钻井液的使用及维护 |
| 第七章 结论 |
| 7.1 结论与认识 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 论文不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（7）高密实度模拟月壤自适应钻进取芯特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究目的及意义 |
| 1.2 钻取采样技术发展概述 |
| 1.2.1 地面传统钻探技术 |
| 1.2.2 星球钻取采样技术 |
| 1.3 月壤/模拟月壤研究现状 |
| 1.3.1 月壤物理–力学特性 |
| 1.3.2 模拟月壤制备方法 |
| 1.4 钻进取芯特性研究现状 |
| 1.4.1 钻进取芯特性试验研究 |
| 1.4.2 钻进取芯特性理论研究 |
| 1.5 星球自适应钻进研究现状 |
| 1.5.1 钻进状态参数及其辨识方法 |
| 1.5.2 星球无人自适应钻进方法 |
| 1.6 分析与启示 |
| 1.7 主要研究内容 |
| 第2章 高密实度模拟月壤制备方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 模拟月壤物理力学特性 |
| 2.2.1 模拟月壤原料矿物组分 |
| 2.2.2 模拟月壤物理–力学参数 |
| 2.3 模拟月壤夯击密实强化原理 |
| 2.4 模拟月壤制备系统动力学建模 |
| 2.4.1 月壤桶夯击振动分析 |
| 2.4.2 冲击锤夯击回弹运动分析 |
| 2.4.3 模拟月壤夯击应力分析 |
| 2.5 模拟月壤夯击密实度强化建模 |
| 2.5.1 模拟月壤夯击弹塑变形分析 |
| 2.5.2 剖面密实度纵深分布预测 |
| 2.6 高密实度模拟月壤制备及试验验证 |
| 2.6.1 模拟月壤夯击强化试验验证 |
| 2.6.2 制备工艺参数优选及试验验证 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 模拟月壤软袋取芯特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 钻进取芯原理及钻具构型参数 |
| 3.2.1 月壤钻进取芯工作原理 |
| 3.2.2 取芯钻具构型参数定义 |
| 3.3 原位月壤样芯受扰因素分析 |
| 3.4 月壤软袋取芯力学建模 |
| 3.5 月壤软袋取芯特性试验验证 |
| 3.5.1 钻进取芯特性监测方法 |
| 3.5.2 月壤取芯失稳高度分析 |
| 3.5.3 月壤钻进取芯速率分析 |
| 3.5.4 月壤钻进取芯率试验验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 模拟月壤钻进排屑性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 月壤切削流动及力载建模 |
| 4.2.1 回转切削工况分析 |
| 4.2.2 回转切削堆积形态分析 |
| 4.3 月壤钻进排屑力载建模 |
| 4.3.1 月壤非挤压排屑运移力载 |
| 4.3.2 月壤挤压排屑运移力载 |
| 4.4 基于机器视觉的排屑性能监测方法 |
| 4.4.1 非接触式排屑性能监测方法 |
| 4.4.2 排屑流动特性监测方法验证 |
| 4.5 多维工艺参数下钻进取芯试验验证 |
| 4.5.1 孔外钻屑堆积形态分析 |
| 4.5.2 槽内钻屑堆积形态验证 |
| 4.5.3 钻进排屑力载验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 模拟月壤自适应钻进特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 月壤钻进工艺参数优选 |
| 5.2.1 月表钻进参数包络 |
| 5.2.2 钻进工艺参数值优择 |
| 5.3 钻进取芯特性测试平台研制 |
| 5.4 钻进对象可钻性等级划分 |
| 5.5 钻进特征信号的选择与提取 |
| 5.5.1 钻进信号频率特征分析 |
| 5.5.2 钻进信号时域特性分析 |
| 5.6 可钻性识别模型构建与优化 |
| 5.6.1 钻进对象识别模型构建 |
| 5.6.2 识别模型的参数寻优 |
| 5.7 模拟月壤自适应钻进试验研究 |
| 5.7.1 多种钻进对象样本规划 |
| 5.7.2 自适应闭环钻进控制试验验证 |
| 5.8 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）深孔地质钻探EM-MWD样机设计及邻井接收方法研究（论文提纲范文）
| 作者简历 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.1.1 课题研究的背景 |
| 1.1.2 论文研究的意义 |
| 1.2 EM-MWD国内外研究现状 |
| 1.2.1 EM-MWD系统国内外研究现状 |
| 1.2.2 EM-MWD传输理论国内外研究现状 |
| 1.2.3 EM-MWD发展趋势及应用前景 |
| 1.2.4 深孔地质钻探EM-MWD存在的问题 |
| 1.3 本文的主要研究内容及研究方法 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 研究方法及技术路线 |
| 第二章 EM-MWD传输理论 |
| 2.1 趋肤深度与井下激励方式 |
| 2.1.1 电磁波传播的趋肤深度 |
| 2.1.2 EM-MWD工作原理及井下激励方式 |
| 2.2 地下垂直振子的传输模型 |
| 2.2.1 模型假设 |
| 2.2.2 沿传输钻杆的电流分布 |
| 2.2.3 利用矩量法的数值方法求解电流 |
| 2.3 EM-MWD接收电压的影响因素分析 |
| 2.3.1 电流和电场的分布特征 |
| 2.3.2 频率对接收信号电压的影响 |
| 2.3.3 电阻率对接收信号电压的影响 |
| 2.3.4 地层岩石电阻率分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 深孔EM-MWD样机结构设计 |
| 3.1 EM-MWD样机总体设计方案 |
| 3.1.1 EM-MWD样机总体设计方案及难点 |
| 3.1.2 EM-MWD样机关键技术指标 |
| 3.1.3 EM-MWD样机结构设计 |
| 3.2 绝缘外管的设计及强度分析 |
| 3.2.1 国内外绝缘外管设计方案 |
| 3.2.2 EM-MWD绝缘外管设计 |
| 3.2.3 绝缘外管强度理论校核 |
| 3.2.4 绝缘外管强度软件模拟校核 |
| 3.3 绝缘内管的设计及强度分析 |
| 3.3.1 EM-MWD绝缘内管的设计 |
| 3.3.2 绝缘内管强度理论校核 |
| 3.3.3 绝缘内管强度软件模拟校核 |
| 3.4 EM-MWD样机结构的其他设计 |
| 3.4.1 密封设计 |
| 3.4.2 抗振减振设计 |
| 3.4.3 散热设计 |
| 3.4.4 测量定位设计 |
| 3.5 内外管强度测试 |
| 3.5.1 内管的耐压及密封性能测试 |
| 3.5.2 外管抗压强度测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 深孔EM-MWD样机井下发射与地面接收设计 |
| 4.1 井下发射机的设计 |
| 4.1.1 井下发射机的硬件电路设计 |
| 4.1.2 压力和温度测量 |
| 4.1.3 姿态参数的测量 |
| 4.1.4 曼彻斯特编码 |
| 4.2 地面接收机的设计 |
| 4.2.1 地面接收机的硬件电路设计 |
| 4.2.2 地面接收机软件设计 |
| 4.3 姿态参数误差补偿校正 |
| 4.3.1 误差产生的原因 |
| 4.3.2 温度误差补偿 |
| 4.3.3 安装误差校正 |
| 4.4 发射接收测试实验 |
| 4.4.1 发射接收室内测试 |
| 4.4.2 发射接收室外测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于邻井接收的EM-MWD传输深度扩展方法研究 |
| 5.1 EM-MWD传输深度扩展方式 |
| 5.1.1 常见的EM-MWD传输深度扩展方式 |
| 5.1.2 可打捞式EM-MWD |
| 5.2 基于邻井接收的EM-MWD模型研究 |
| 5.2.1 基于邻井接收方法的提出 |
| 5.2.2 基于邻井接收的EM-MWD模型 |
| 5.2.3 套管存在下的接收电压 |
| 5.3 邻井接收EM-MWD影响因素分析 |
| 5.3.1 地面接收时接收电压的影响因素分析 |
| 5.3.2 邻井接收时接收电压的影响因素分析 |
| 5.4 基于邻井接收的EM-MWD传输系统 |
| 5.4.1 基于邻井接收的EM-MWD传输系统方案 |
| 5.4.2 基于邻井接收的EM-MWD应用前景 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 EM-MWD样机及邻井接收孔内现场测量试验 |
| 6.1 EM-MWD样机孔内现场测量试验 |
| 6.1.1 孔内现场测量试验的目的及方案 |
| 6.1.2 井场资料及测量试验前准备 |
| 6.1.3 EM-MWD样机孔内现场测量试验结果及分析 |
| 6.2 邻井接收EM-MWD孔内现场测量试验 |
| 6.2.1 孔内现场测量试验的目的及方案 |
| 6.2.2 井场资料及测量试验前准备 |
| 6.2.3 邻井接收EM-MWD孔内现场测量试验结果及分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论与创新点 |
| 7.1.1 结论 |
| 7.1.2 创新点 |
| 7.2 不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（9）深冰下基岩取心钻进模块的设计优化及试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题依据及研究意义 |
| 1.2 冰下基岩取心钻进技术研究现状 |
| 1.2.1 极地深冰下基岩取心钻进技术国外研究现状 |
| 1.2.2 极地冰下基岩取心钻进技术国内研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 冰下基岩取心钻具总消耗功率理论计算 |
| 2.1 冰下基岩钻模块设计参数要求 |
| 2.2 深冰下基岩取心钻具在冰层中回转钻进所需总功率 |
| 2.2.1 钻具在冰层中纯钻进所需要的功率 |
| 2.2.2 钻具空转所消耗的功率 |
| 2.2.3 水泵所需的功率 |
| 2.3 深冰下基岩取心钻具在冰岩夹层钻进时所需总功率 |
| 2.3.1 钻具在冰岩夹层界面纯钻进所需功率 |
| 2.3.2 钻具空转所消耗的功率 |
| 2.3.3 水泵所需的功率 |
| 2.4 深冰下基岩取心钻具在基岩层中钻进所需总功率 |
| 2.4.1 钻具在冰下基岩层纯钻进功率消耗 |
| 2.4.2 空转钻具的功率消耗 |
| 2.4.3 水泵所需的功率 |
| 2.4.4 克服钻具内部摩擦阻力所需功率 |
| 2.5 实例和结论 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基岩钻模块驱动系统的设计及齿轮轴模拟分析 |
| 3.1 冰下基岩钻模块设计目标 |
| 3.2 基岩钻驱动循环系统总体设计 |
| 3.2.1 驱动电机与水泵的确定 |
| 3.2.2 冰层驱动系统设计 |
| 3.2.3 冰下基岩钻驱动系统设计 |
| 3.2.3.1 行星齿轮减速器设计 |
| 3.2.3.2 行星减速器齿轮结构的强度计算 |
| 3.2.3.3 基岩钻整体驱动设计 |
| 3.2.3.4 双输出法兰式减速器设计 |
| 3.3 基岩钻驱动系统减速器齿轮轴静力学分析及模态分析 |
| 3.3.1 齿轮轴模拟分析方案 |
| 3.3.2 Ansys workbench相关分析模块简介 |
| 3.3.3 齿轮轴齿轮受力分析 |
| 3.3.4 双输出法兰式减速器输入轴模拟 |
| 3.3.5 双输出法兰式减速器输出轴有限元模拟 |
| 3.3.6 行星齿轮减速器齿轮轴有限元分析 |
| 3.3.7 静力学分析和模态分析结果的总结和对比 |
| 3.4 本章小节 |
| 第4章 电机-减速器试验研究 |
| 4.1 电机-减速器测试台结构原理 |
| 4.1.1 测试台台架结构 |
| 4.1.2 冷却系统 |
| 4.1.3 参数采集系统 |
| 4.1.4 数据采集系统 |
| 4.1.5 加载装置 |
| 4.2 测试部件 |
| 4.3 电机-减速器试验方案 |
| 4.3.1 试验方案 |
| 4.3.2 试验内容 |
| 4.4 试验结果分析 |
| 4.4.1 测试台加载扭矩与加载电流之间的关系 |
| 4.4.2 行星齿轮减速器的试验结果分析 |
| 4.4.2.1 扭矩对行星齿轮减速器的输入输出转速的影响 |
| 4.4.2.2 扭矩对行星齿轮减速器减速比的影响 |
| 4.4.2.3 扭矩对行星齿轮减速器效率的影响 |
| 4.4.3 双输出法兰式减速器的试验结果分析 |
| 4.4.3.1 扭矩对双输出法兰式减速器的输入输出扭矩的影响 |
| 4.4.3.2 扭矩对双输出法兰式减速器的输入输出转速的影响 |
| 4.4.3.3 扭矩对双输出法兰式减速器减速比的影响 |
| 4.4.3.4 扭矩对双输出法兰式减速器效率的影响 |
| 4.4.4 两种减速器试验结果对比分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 深冰下基岩取心模块设计及试验 |
| 5.1 深冰下基岩取心钻具总体介绍 |
| 5.2 上部钻具设计 |
| 5.3 下部基岩钻钻具模块设计 |
| 5.4 深冰下基岩取心钻进实验台 |
| 5.4.1 基岩钻实验台设计 |
| 5.4.2 钻进参数检测软件 |
| 5.4.3 岩石样品 |
| 5.5 深冰下基岩钻具模块钻进试验 |
| 5.5.1 采用不同型号水泵试验时的钻进情况对比 |
| 5.5.2 采用不同钻井液试验时钻进情况对比 |
| 5.5.3 采用不同岩芯管试验时钻进情况对比 |
| 5.5.4 采用不同减速器试验时钻进情况对比 |
| 5.5.5 不同钻压下的钻进速度和钻进速率对比 |
| 5.6 本章小节 |
| 第6章 深冰下基岩取心钻具南极试验 |
| 6.1 现场应用目标与任务 |
| 6.1.1 现场应用目标 |
| 6.1.2 实施任务 |
| 6.2 南极现场执行情况 |
| 6.2.1 设备组装与物资运输 |
| 6.2.2 设备测试与选点 |
| 6.2.3 冰层及冰下基岩取心钻探试验 |
| 6.3 项目现场执行结果 |
| 6.4 经验总结 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间取得的科研成果 |
| 作者简介 |
| 获奖情况 |
| 发表的学术论文 |
| 专利 |
| 参与的科研项目 |
| 致谢 |
（10）海底钻机用高可靠绳索取心钻具结构优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题目的与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 绳索取心钻具国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容、研究方法和技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.4 论文创新点 |
| 第二章 海底钻机用的高可靠绳索取心钻具总体设计 |
| 2.1 海底钻机用高可靠绳索取心钻具设计思路 |
| 2.2 海底钻机用高可靠绳索取心钻具总成设计 |
| 2.2.1 弹卡与定位机构 |
| 2.2.2 单动机构 |
| 2.2.3 调节机构 |
| 2.2.4 扶正机构 |
| 2.2.5 隔水与护心机构 |
| 2.2.6 岩心卡取机构 |
| 2.2.7 外管总成 |
| 2.2.8 海底钻机用H型绳索取心钻具规格参数 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 关键零部件的仿真分析与计算 |
| 3.1 悬挂环与座环冲击仿真分析 |
| 3.1.1 有限元模型的建立 |
| 3.1.2 载荷约束施加 |
| 3.1.3 仿真结果 |
| 3.2 悬挂环与座环拔断岩心过程中的仿真分析 |
| 3.2.1 有限元模型建立 |
| 3.2.2 载荷约束施加 |
| 3.2.3 仿真结果 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 钻头切削齿结构优化与数值模拟 |
| 4.1 钻头的结构参数设计 |
| 4.1.1 钻头类型 |
| 4.1.2 钻头切削齿造型 |
| 4.1.3 钻头唇面造型 |
| 4.1.4 钻头其他相关结构参数设计 |
| 4.2 钻头隔水效果与仿真分析 |
| 4.2.1 钻头隔水机理初步分析 |
| 4.2.2 数值模型建立与网格划分 |
| 4.2.3 底喷钻头流场数值模拟的假设边界条件设置 |
| 4.2.4 计算方法 |
| 4.3 仿真结果分析 |
| 4.3.1 隔水效果分析 |
| 4.3.2 冲洗液在孔底的速度矢量分析 |
| 4.3.3 冲洗液在水眼截面处的速度矢量图分析 |
| 4.3.4 冲洗液在水眼截面的压力云图分析 |
| 4.3.5 冲洗液在水眼截面的速度云图分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 钻具现场钻进实验 |
| 5.1 试验地层概况 |
| 5.2 钻进设备 |
| 5.3 钻进方案 |
| 5.4 实验结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 攻读学位期间发表的论文与科研成果清单 |
| 致谢 |
四、中国大陆科学钻孔钻进规程合理控制问题的探讨（论文参考文献）
- [1]松科2井井底涡轮钻具工况采集与分析系统研究[D]. 朱旭明. 中国地质大学, 2021(02)
- [2]冰层热融钻进机理研究及冰下湖钻探用热融钻头研制[D]. 李亚洲. 吉林大学, 2021
- [3]晋城矿区ZH-L-03煤层气定向井关键钻进技术研究[D]. 杨晗. 西安科技大学, 2020(01)
- [4]王洼煤矿综放开采导水裂隙带发育高度研究[D]. 蔡维山. 西安科技大学, 2020(01)
- [5]深部开采底板破裂分布动态演化规律及突水危险性评价[D]. 胡彦博. 中国矿业大学, 2020(01)
- [6]松科2井抗高温钻井液技术研究与应用[D]. 郑文龙. 中国地质大学, 2020(03)
- [7]高密实度模拟月壤自适应钻进取芯特性研究[D]. 唐钧跃. 哈尔滨工业大学, 2020
- [8]深孔地质钻探EM-MWD样机设计及邻井接收方法研究[D]. 王成立. 中国地质大学, 2020(03)
- [9]深冰下基岩取心钻进模块的设计优化及试验研究[D]. 李星辰. 吉林大学, 2020(08)
- [10]海底钻机用高可靠绳索取心钻具结构优化研究[D]. 彭奋飞. 湖南科技大学, 2019(05)