GK-15型地质岩心钻探泥浆固控装置研究应用

固相控制装置在石油钻井中应用比较广泛,已实现系列化、标准化和专用化。地质岩心钻探在深度、口径和工艺等方面不同于石油钻井。因此,石油钻井固相控制装置不适合在地质岩心钻探施工中使用。GK-15型地质岩心钻探泥浆固相控制装置是在综合石油钻井固相控制装置特点的基础上,结合地质岩心钻探工艺的需求,把振动筛、清洁器和离心机通过管路联接,构成封闭的泥浆固相控制装置,实现泥浆的制备、循环、固相控制和储备。介绍了GK-15型泥浆固相控制装置结构、性能参数以及取得的使用效果。     

土工离心机设计与应用综述

在土木工程、地质工程等领域,为了在实验室内分析现场岩土体或结构物的原型工况,常采用土工离心机开展缩尺模拟试验研究。近年来,随着液压、电控、微型传感器及观测技术等多种科学技术的飞速发展,土工离心模型试验已从定性分析向定量分析过渡,可为滑坡灾害、地下结构开挖与稳定、地基失效、场地液化、桩基破坏等复杂工程难题的解决提供有效的技术途径,并取得了大量的研究成果。以臂式土工离心机为主要探究对象,通过对土工离心机的原理、发展概况、结构组成、现存主要问题等进行系统总结与梳理,对离心机的设计提出改良方案,结合目前土工离心机的发展进程和应用领域,展望了该技术今后的研究和应用方向。     

长江科学院岩土离心机EI北大核心CSCD

离心模型试验是目前岩土工程研究最重要的手段之一。通过高速旋转的离心机,可使小比尺模型再现原型的应力场,使得模型和原型应力相等、变形相似、破坏机理相同。长江科学院是我国最早研制和应用大型岩土离心机的单位之一。20世纪80年代初,即建成了当时国内最大、直径6m容量为3000g-t离心机。该设备在三峡工程深水围堰、小浪底土石坝以及深圳机场、     

鼓式土工离心机技术及其工程应用研究

20世纪90年代以来,离心机模型试验在岩土工程的研究和工程实践等方面的应用得到了显著的提高。研究者之所以把目光投向离心机,是因为相对于昂贵和未知的现场试验来说,用离心机模型试验要比现场试验更为优越。自从1978年剑桥大学Schofield首次利用鼓式离心机以来,它的应用研究越来越多。通过介绍鼓式离心机的主要结构、模型控制以及数据采集系统等主要特征参数,阐述了其在岩土工程应用中的优点。通过PCC桩的承载特性模型试验介绍了鼓式离心机在岩土工程中的应用。     

地质岩心钻探冲洗液固控系统及配套工艺研究

针对地质岩心钻探用液动潜孔锤、孔底动力钻具等钻探新技术、新方法、新工艺和新工具对冲洗液性能的更高要求,并结合现场需求,研制了地质岩心钻探冲洗液固控系统。整个系统配置泥浆清洁器、离心机二级净化设备,满足地质岩心钻探工艺需求;系统采用模块化集成设计,具有较强的适应性,搬迁方便、安全可靠。     

运用高温离心机研究熔浆与晶体分离的机理

岩浆的形成与地幔和地壳岩石的局部熔融有关。熔浆与晶体分离的过程也就是岩浆不断演化的过程。文章对橄榄石，辉石和斜长石混合晶体局部熔融条件下熔浆与固相晶体在离心加速度ａｃ≈２５００ｇ（ｍ／ｓ＾２）的高温离心机中的分离作用进行了研究。     

灌注桩钻孔泥浆脱水机具的试验研究

采用卧螺离心机对灌注桩钻孔泥浆进行了脱水试验，简单介绍了卧螺离心机的工作原理和脱水过程，根据脱水效果与成本分析表明：卧螺离心机用于钻孔泥浆脱水具有良好的经济效益和社会效益。     

TGLW220×660型冲洗液离心机转鼓的强度分析

对自行研制应用于地质钻探的TGLW220×660型冲洗液离心机的转鼓建立了三维实体模型,利用有限元分析软件对其在正常工况下的整体结构进行了三维有限元分析与模拟仿真。分析结果表明,离心机转鼓在正常工况下的强度满足要求;传统理论强度校核进一步验证了转鼓设计的合理性和安全可靠性,为TGLW220×660型冲洗液离心机在现场安全使用提供了重要的理论依据。     

小口径地质钻探用TGLW220×660型冲洗液离心机的研制

针对小口径地质钻探对小型化、轻型化、易搬迁冲洗液离心机市场需求,自主研制了TGLW220×660新型冲洗液离心机。该机具有体积小、质量轻、安装拆卸方便灵活、处理效果好、能耗低、易搬迁等特点。重点介绍了TGLW220×660型冲洗液离心机的整机结构、工作原理、性能特点和试验情况。     

贵州织纳煤田煤层气井二次固井工艺

固井是煤层气开发过程中的重要环节,对后期射孔、压裂及排采等工序影响重大。通过介绍研究区某井在固井时出现返高不足,影响固井质量的问题,从压裂、地质和固井角度分析了进行二次固井的必要性,同时也找出了该井返高不足的原因,然后采用射孔挤水泥工艺进行二次固井。固井后质量检测显示,水泥返高达到设计要求,固井质量合格。该井为同地区出现类似问题的煤层气井提供了参考。     

水力旋流器-离心机联合提纯制备药用蒙脱石

为了提高我国低品位膨润土资源的工业附加值,本论文以山东某地低品位膨润土为原料,在工艺矿物学研究基础之上,采用水力旋流器-离心机联合提纯工艺研究了药用蒙脱石的提纯工艺以及提纯产品的药用性能。研究发现膨润土中主要杂质矿物为α-石英和长石,膨润土颗粒粒度大小和蒙脱石含量负相关,蒙脱石主要分布于-325目粒级中,该粒级中蒙脱石分布率达到46.03%。利用水力旋流器-离心机联合分选工艺,在水力旋流器给矿浓度10%,给矿压力0.05MPa,沉砂嘴直径为10mm时进行预选,蒙脱石品位提高到51.41%,相应粗精矿产率为40.98%;预选粗精矿经过离心机一次精选,三次扫选进行深度提纯,在给矿浓度5%,给矿速度1.50m~3/h,离心机转速2 304r/min的工艺条件下,获得综合精矿品位为93.56%,合计产率为9.06%,回收率为22.91%,取得较理想的分选指标,制备出的高纯蒙脱石吸附力(0.48g/g)等各项指标较好的满足了药用蒙脱石的质量指标要求,实现了低品位膨润土资源的高附加值利用。     

爆炸离心模型试验系统研究与初步试验

依托清华大学50 g-t土工离心机,开发了离心模型爆炸试验系统。该系统由模型箱系统、数据采集系统、数据存储系统、通信系统、分析系统以及引爆系统6部分组成,能克服高速离心力场的干扰,采集到高质量的数据。该系统能同时测量应力、应变和加速度等相关参数。使用该系统对水平地基进行了爆炸荷载初步试验。试验结果表明,该系统具有测试爆炸条件下相关参数的能力,为进行更复杂的爆炸试验奠定了基础。     

延长油田西部区域水平井固井水泥浆体系优化技术

分析了目前延长油田西部区域固井现状及造成固井质量差的原因,据此提出了适合延长油田西部地区水平井固井水泥浆性能的要求,优选出了适合该地区水平井固井的水泥浆体系。该水泥浆体系具有低滤失、零自由液、高沉降稳定性、好流变性,有利于提高浆液顶替效率。形成的水泥石具有不收缩、微膨胀、早强的特点,满足水平井射孔、后期压裂改造等工程施工的要求。最终形成了一整套适合延长油田西部地区水平井固井的水泥浆体系。     

天津CGSD-01地热调查井固井技术

CGSD-01井是天津地区的一口深层水热型地热资源调查井。针对井下漏失、水层活跃、选择性固井及长期耐高温等复杂情况,通过采用抗高温防窜水泥浆体系,优选橄榄型水泥伞,应用筛管顶部尾管注水泥和正注反挤固井工艺,综合形成一套适合该井的固井技术。通过现场应用,固井过程中未发生漏失及水窜,隔层封固可靠,为该地区深层地热井固井提供了示范。     

JMTC-1型套管固井质量检测仪的试验研究

目前砂岩型铀矿开采中是采用塑料套管和用MTC材料固井,这类塑料套管固井具有特殊性,用检测钢套管固井质量的仪器来检测塑料套管固井质量效果不佳。为此研制了一种采用测量超声阻尼参数原理的JMTC—1型套管固井质量检测仪,该仪器可以适用于各种材质套管的固井质量检测。文章介绍了JMTC—1型套管固井质量检测仪的设计原理及其在塑料套管固井质量检测中的应用效果。     

人工岛沉降的离心机模型试验与数值分析

采用离心机模型试验与数值方法,对某一人工岛深厚软黏土地基的沉降特性进行了研究。在模拟现场施工条件下,通过离心机模型试验,研究了60 m厚软黏土地基的沉降特性。基于离心机模型试验,建立了二维有限元模型,应用弹黏塑性本构模型对软黏土地基的沉降规律进行了分析。通过模型试验与数值计算结果的对比分析,结果表明,模型试验与数值计算得到的工后沉降曲线基本吻合,初期沉降速率较大,后期沉降速率相对稳定。在浅部土层,计算得到的超孔压消散快于模型试验结果,而深部土层两者超孔压消散规律基本一致。二者规律的一致性验证了所用数值方法的可靠性。     

珠江口海洋软土不排水抗剪强度及循环弱化特性试验研究

为了获得广东珠江口海洋软土的不排水抗剪强度,分别开展了不固结不排水剪切和固结不排水剪切三轴试验、无侧限抗压试验、现场取土离心机正常固结模型地基的T-bar静力贯入试验以及现场十字板剪切试验和静力触探试验（CPT）,并采用土力学经验公式进行计算,确定了珠江口海洋软土不排水抗剪强度沿深度的分布规律,并综合评价了各种方法的有效性。为了获得该区域软土的循环弱化规律,分别开展了循环动三轴试验、现场取土离心机正常固结模型地基的T-bar循环贯入试验和现场单桩水平循环加载试验,揭示了软土循环动模量比与循环次数之间的双对数线性关系,获得了3种试验条件下珠江口海洋软土的循环弱化因子。其研究结果可为该区域海洋建筑物设计提供直接依据,也可为其他类型工程提供借鉴。     

汶川地震断裂带科学钻探项目尾管固井技术的应用

介绍了汶川地震断裂带科学钻探项目钻探施工过程中尾管固井技术的应用情况。针对该项目钻探施工的复杂地层条件,研发了适合于破碎地层和小套管间隙的无接箍尾管固井技术,关键技术包括尾管管柱设计、尾管下人及钻柱分离技术和施工工艺、适合于破碎地层和小套管间隙条件的尾管固井浆液设计和施工工艺。采用研发成功的尾管固井技术,在该项目的二号孔和三号孔中共进行了4次下尾管作业,均获得了成功。     

锁固段之间的力学作用模式

天然锁固段主控锁固型斜坡稳定性和构造地震演化过程,其按照承载力从低到高的次序依次断裂（宏观破坏）。因此,研究某一锁固段断裂时下一个锁固段的力学响应机制,对预测后者的断裂行为具有重要意义。研究表明,锁固段在体积膨胀点处产生的高能级特征破裂事件（标志性事件）可作为该点的判识标志,亦为锁固段的断裂前兆。我们构建了剪切作用下断层中包含两个锁固段的力学模型,基于理论分析和数值模拟讨论了具有不同承载力的锁固段组合导致的力学行为,指出天然锁固段之间的力学作用遵循强作用模式,即当前锁固段被加载至峰值强度点时,再经历一个可忽略的剪切位移增量或应变增量,伴随的荷载转移可使下一个锁固段演化至其体积膨胀点。该模式能够合理解释多种地震观测现象和实验结果。     

超大型离心机基础自振特性研究

某超大型离心机基础埋置于复杂软土地基中,自振特性研究十分关键。分别建立离心机基础的等效土弹簧模型和实体地基模型,对比分析不同地基模拟方法下的模态分析结果;开展基于白噪声激励的动力时程分析,分析地基参振质量对自振特性的影响。结果表明：超大型离心机基础前两阶模态振型分别为水平横向和纵向的摆动;基于不同的地基模拟方法计算得到的振型结果一致,自振频率相差在10%以内;超大型离心机基础结构的前两阶地基参振质量分别为1.376倍和0.998倍的基础总质量,地基参振质量使得结构的振动响应幅值下降50%左右,频谱峰值频率减小约2 Hz。结论对大型埋置式动力机器基础的自振特性研究具有指导和参考意义。