井眼轨道的软着陆设计模型的改进解法

井眼轨道的软着陆设计模型的求解可以归结为一个七元非线性方程组的求解问题。前人给出了数值迭代求解算法,然而并没有证明该迭代算法的收敛性,并且该算法是否收敛严重依赖于用户给出的迭代初始值。通过一系列的消元、化简的数学技巧,将七元非线性方程组化简为一元多项式方程,并在此基础上给出了软着陆设计模型的一个新算法。理论分析和实际算例表明,新算法的主要计算工作量是求多项式方程的非负实数根,其他未知数与实数根是简单的函数关系,计算量很小。新算法克服了迭代算法的初值依赖性以及迭代过程可能发散等缺陷,并且在设计模型有多个解的情况下,可以同时求出这些解。     

混合似变分不等式解的一个四步迭代算法

利用不动点和预解方程这一技巧,给出一个求解混合似变分不等式的四步迭代算法。在算子T伪单调连续的条件下,即可证明新提出的算法的收敛性,并且所得到的结果可以看作是对先前求解变分不等式算法的推广和改进。     

利用连分式定义瞬变电磁法全区视电阻率研究

介绍了一种新的全区视电阻率计算方法。该方法利用连分式迭代求解非线性方程技术,直接对均匀半空间电偶源瞬变电磁法观测的垂直磁场与电阻率的非线性方程直接求解。利用该数值方法对层状介质进行了理论计算。数值计算结果表明,采用连分式方法可直接求出反映地电断面结构的瞬变电磁法全区视电阻率。      

大位移井悬链线剖面设计的数值计算

悬链线剖面是大位移井轨道的经典类型,在进行设计时需要求解一个以悬链线初始井斜角为未知数的非线性方程。由于未知数包含在多个三角函数和对数函数中,计算工作量较大,而且常用的迭代求解方法存在一些问题。通过数学变换将该方程转换成一个只包含对数函数和多项式函数的新方程,对新方程的函数性态做了几何分析,进而提出了寻找求解区间的步长搜索算法和自适应步长搜索算法。利用二分法在求解区间上能够快速求出新方程的数值解。利用大位移井设计实例验证了本文算法的有效性,并对圆弧井段井眼曲率与方程解的关系进行了讨论。本文提出的算法可用于大位移井轨道设计的计算机软件开发中。     

饱和模型非定常渗流的数值求解方法

提出了饱和模型非稳定流的有限元算法，并对自由面流量补给项提出一种简单的处理方法，从而避免了在迭代中求解自由面的位置，最后给出了计算实例。     

求解地下水非稳定流方程的混合拉氏变换局部坐标有限分析法

本文给出了一种在不同规则四边形网格上求解地下水非稳定流方程的混合拉氏变换局地标有限分析格式。由于将时间ｔ直接包含在有限分析数值计算格式中，克服了传统数值法求解非稳定过程按时段迭代的缺陷，实现了非稳定过程计算的一步完成，提高了计算效率，这对多时段地下水资源管理和长期预报非常有用。     

基于变分不等式的地下洞室渗流边界模拟

Signorini型变分不等式在求解有出渗点的渗流自由面问题时,消除了出渗点的奇性,克服了网格的依赖性。在迭代求解过程中多采用约束迭代法,这种数学约束比较严格,对于自由面穿过的单元计算不容易收敛,会造成结果在两种解中震荡。笔者在变分不等式的基础上修改了迭代公式,对数学约束进行了修改,建立了变带宽的迭代方法。通过修改迭代算法提高了Signorini型变分不等式方法的数值稳定性,同时减少了迭代时间。地下厂房开挖后地下水会从洞室的边墙渗出,临界出渗点的确定对分析渗漏量和排水孔效果起到关键作用。通过对工程中开挖边界和排水孔边界的渗流计算模拟分析,证明了改进迭代算法后的Signorini型变分不等式在复杂非线性强的三维渗流计算中收敛性较好。     

综合利用位场及其梯度的频率域曲化平方法

根据位场理论，本文导出了直接利用位场及其垂直梯度的曲化平迭代计算公式，给出了其正则化稳定算法，研究了迭代计算公式的收敛性问题，最后，利用该方法对理论模型数据和实际资料进行了处理，两者计算结果都证明了该方法的有效性。     

蚁群算法在水库优化调度中的应用

提出了一种新的随机启发式搜索算法——蚁群算法。算法利用蚂蚁群体相互协作机制寻找水库优化问题的最优解。算法中引入状态转移规则、信息素更新规则和领域搜索以获取最优解,所有蚂蚁个体完成单次寻优后,按照信息素更新规则更新信息素。该过程不断迭代,直到满足迭代终止条件。文中实例计算表明,相对于动态规划,该算法计算速度快、收敛性好,提高了计算效率,较好的解决了传统的动态规划方法求解水库(群)优化调度问题存在"维数灾"问题。     

第二类非线性Fredholm型积分方程数值解

配置法研究了地球物理中常见的第二类非线性 Fredholm 型积分方程的数值解法,将第二类非线性 Fredholm 型积分方程转化为非线性代数方程组进行求解,采用高斯数值积分公式,给出了数值计算的具体实例.利用Matlab软件的符号运算功能编程计算,克服了非线性方程难于变成求解的困难,数值例子表明该方法编程简便有效.对非线性积分方程和非线性代数方程组的求解都有重要价值.     

岩溶地层水文水井泡沫钻井压力和排量计算

分析了岩溶地层水文水井施工中,泡沫实现平衡压力或欠平衡压力钻井的原理及影响泡沫钻井有效井眼压力的因素,采用迭代法逆循环计算方法,计算井口压力和井口气液排量。     

钻压水动力增效装置试验研究

在复杂地质条件下进行钻探或处理事故时,常有需要增加钻压的情况。而所选钻机其所能产生的轴向压力是一定的。因此,在钻机选定后如何增加钻压的问题是个非常重要的问题,有时是一个非常急迫的问题。乌克兰国立矿业大学的专家们利用水力动力学原理研制出了一种新型钻压水动力增效装置,可以解决上述问题,值得借鉴。介绍了这种钻压水动力增效装置（ГУОН）的工作原理及其技术性能指标,并通过试验结果与理论计算结果进行了对比。     

贯通式潜孔锤反循环气体钻井系统压力分布模型

随着贯通式潜孔锤全孔反循环钻进技术及配套装备的不断发展和完善,其应用日益广泛,用于油气勘探开发气体钻井领域时施工井眼直径和井深大,合理工艺参数的确定十分关键。基于贯通式潜孔锤双壁钻具系统的结构特点,研究建立了中心反循环排渣通道和环状注气通道内压力分布模型,介绍了潜孔锤内部和反循环钻头上压耗计算方法。系统压力分布模型的建立为确定合理注气参数奠定了基础,为高压注气设备的合理选配提供了依据,对保证良好的钻进效果具有重要的意义。      

可膨胀管技术实验方法与仿真分析

可膨胀管技术是钻井工程领域的一项新兴技术,应用该技术可以简化井身结构,降低钻探成本。论述了该技术研究现状和地面实验的一种方法,并且利用非线性有限元技术对膨胀过程进行了仿真分析,得到了有效数据。     

松散砂岩取心技术的应用

砂岩取心是迄今为止仍然没有完全解决的钻探技术难题。砂岩的种类很多,但都有共同的特点：结构比较松散,无胶结或少量胶结,遇水膨胀,透水性好。在砂岩中钻探取心,岩心采取率不高,钻孔容易垮塌。为了解决砂岩取心钻探中的技术难题,从钻进工艺技术参数、取心器结构、钻头优化设计、冲洗液配方、钻机配套、岩心烧结卡取以及水压出心等多方面开展研究,总结出了一套砂岩取心技术,应用在实际钻探生产中,取得的各项技术指标完全满足地质要求,为地浸砂岩取心钻探提供了宝贵的经验。     

基于涡轮-转阀驱动的小直径水力振荡减阻器设计研究

小直径水平钻井在钻探中应用广泛,可以有效提高效率,降低成本。但钻柱与井壁之间存在较大的摩阻,导致出现托压现象,影响钻压传递,进而严重影响钻进效率。本文研究了一种基于涡轮-转阀驱动的小直径水力振荡减阻技术,通过振荡器的轴向振动,降低钻柱在钻井过程中所受阻力,提高钻进效率。文章从振动减阻器的研究现状、结构设计和实验结果等方面做了系统分析,得到实验结论:当泵排量相同时,振动频率越小,振幅越大,此时转速对压降影响较小。在转速保持不变的情况下,泵排量越大,振幅越大,且压降明显增加。这一研究成果可为该技术的发展提供一定参考。     

双作用水泵泡沫增压装置应用及前景分析

双作用水泵泡沫增压装置是利用双缸双作用水泵的高压能力将低压空气和泡沫液二次增压至水泵的额定压力,并混合产生泡沫.采用BWZ-1200双作用水泵泡沫增压装置在北京地区深度为1 000 m以下的地热井钻探中,成功地克服了地热井钻进中井内漏失和洗井的难题;在极度缺水的宁夏南部地区水井钻探中,采用BWZ-1100双作用水泵泡沫增压装置解决了水井孔内严重漏失和施工用水的难题.该装置可代替价格昂贵的高压空压机实现气举反循环钻探,应用于深地热井、深水井和油气井钻探.     

RMR技术在海域天然气水合物钻探中的适应性分析

深水表层天然气水合物沉积体埋藏浅、地层软、未固结,泥浆密度窗口窄,使用常规隔水管泥浆循环钻进钻遇水合物分解会引起井周孔隙压力及储层水合物饱和度发生变化,导致水合物储层泥浆密度窗口更窄,引发井壁以及井口失稳等问题,并且时间长、成本高。文章介绍了无隔水管泥浆回收(RMR)技术原理,对该技术在深水表层海域天然气水合物钻探中的适应性进行了分析。结果表明,RMR技术利用双梯度原理,能有效解决目前深水表层钻井窄密度窗口难题;实时监控系统提高遇险机动性,严防硫化氢等气体发生泄漏;能够简化井身结构,缩短建井周期,降低建井成本;同时对海洋零排放,安全环保。     

重庆松藻矿区复杂地层钻探技术探讨

重庆松藻矿区强风化地层厚度在700m左右,结构松软、涌水、漏失及水敏性地层反复出现。该区钻孔易出现坍塌、掉块、吸水膨胀缩径、孔斜等现象,施工难度较大,另外煤心采取率极低。在该矿区小鱼沱井田钻进时,采用快干水泥浆封堵及跟管钻进相结合的钻进工艺,并严格控制双聚低固相泥浆配方;在跟管钻进过程中,掌握控制其压力、转速,防止因压力过大或钻进太快而出现套管断脱。该孔历时4个月,终孔深度1261．72m,终孔斜度为8°,钻孔质量为特级。CK-28井成孔经验表明,在该区复杂地层钻进,采用边钻进边封堵及跟管钻进等技术,可有效解决易塌、涌水、漏失、孔斜等难题。     

海底沉积地层保真取样钻具的设计及应用

钻探取样技术作为海洋地质调查和资源勘探的主要方法,在海洋探索领域占据着十分重要的地位。海底地层以松软沉积物为主,常规钻探回转取样的方法极易破坏样品原状性,且样品采取率低,难以满足科学研究的要求。研制了一种以泥浆泵压驱动的沉积物保真取样钻具,并结合绳索取心技术,实现海底沉积地层保真取样。试验证明,该海底沉积地层保真取样钻具取样成功率高、作业效率高,所采取样品原位性、原状性好,完全满足海洋地质和土工实验等对样品的严格要求。