月球钻孔取心机具试验与钻进规程

我国探月工程第3期工程的核心任务是实现月球钻探取样和返回,明确采用钻取方式获取深2 m的月壤样品.针对月表极端钻进环境,提出一种内外管联合取心螺旋钻具,即内管软袋提拉取心,外管螺旋集输取心.模拟月壤钻进试验结果表明,该取心钻具能实现有效钻进可靠取心,特别适合小于0.6 m浅层模拟月壤钻取.试验研究了钻进规程对模拟月壤取心率和钻进功耗的影响规律,得出了钻进转速、进给速度值域与功率值域的关联性,对月球环境下取心钻具研制和钻进规程制定具有实际工程应用价值.      

松辽盆地后金沟剖面烃源岩地球化学特征及其古环境重建

通过对晚白垩纪松辽盆地后金沟剖面不同类型烃源岩进行详细的有机地球化学分析,揭示嫩江组一段上部到二段下部的烃源岩有机地球化学特征及古环境意义。根据元素分析、Rock-Eval及生物标志化合物等参数,发现嫩江组一段上部随着埋深的减少,有机质的来源以湖泊内源和陆生高等植物混合为主逐渐向以湖泊内源占优势过渡;正构烷烃分布呈现出高碳数的奇偶优势与低碳数偶奇优势共存、高碳数的奇偶优势、低碳数的偶奇优势三种模式;δ13Corg、C/N及海相C₃₀甾烷共同证实了海侵作用的发生,且24-正丙基-胆甾烷、24-异丙基-胆甾烷和甲藻甾烷含量分别为0.09~8 μg/g、0~2 μg/g、0~0.3 μg/g,随着埋深的减少呈现增加趋势。嫩江组二段下部有机质来源以湖泊内源占优势,且非海相藻类对长链正构烷烃有一定的贡献,有机质的保存与缺氧环境和微生物的活动均有关;24-正丙基-胆甾烷、24-异丙基-胆甾烷和甲藻甾烷的含量分别为2.8~12.5 μg/g、2.4~8.5 μg/g、0.1~0.64 μg/g,随埋深减少呈现一定波动性。因此认为嫩江组一段上部沉积环境总体表现为滨湖到浅湖相的过渡并且伴随海侵作用逐渐增强;嫩江组二段下部被证明是半深湖到深湖相的沉积类型,海相C₃₀甾烷含量的波动变化指示了海侵的多期次。     

水文地质深孔抽水试验工艺技术探索

以河南省禹州市张得区煤详查钻探项目ZK2208钻孔为例,通过采用合理的成井结构、套管异径双重止水、焦磷酸钠+CO2洗井、钻机+千斤顶提拔长观孔内套管等各种工艺措施,有效解决了顺利下入套管、一次性有效止水、有效洗井、顺利提拔套管等各种施工技术难题,顺利完成了1300多米水文地质深孔的施工,达到了地质设计与有关规范的要求。     

云南红河州石漠化演变过程及其综合治理成效

为了阐明云南红河州石漠化演变特点和综合治理成效,本文以2005年、2011年和2016年TM影像为基本数据源,以县市为单元,通过调查收集、实地验证、定位监测等手段,获得了云南省红河州3个时期石漠化演变及治理成效数据。结果发现:（1）12年间,红河州石漠化土地面积从2005年的3 267.49 km2减少到2016年的2 345.08 km2,生态环境持续好转,石漠化程度总体减轻;（2）红河州石漠化土地主要分布于中西北部的县市,各县市12年间不同监测时段石漠化演变存在差异性,极强度和强度石漠化土地面积急剧减少,中度和轻度石漠化有所增加;（3）2005—2011年石漠化减轻速率明显大于2011—2016年,石漠化土地面积减少比较明显;（4）研究区的石漠化综合治理成效明显,且12年间各县市石漠化演变方向和速率具有复杂性和多变性,治理效果短期之内并不一定明显,而是需要相对漫长的时间方能显现出来,若措施不当,极易重新发生并加剧演变。      

月球钻孔取心机具研制与试验

对月壤形成过程和物质组成进行了介绍,并将实际月壤基本物理力学指标与CUG-1型模拟月壤和普通干砂进行对比,认为在月球钻探取样过程中可能遇到具有一定胶结强度的硬质团块。我国探月工程三期的核心任务是实现月球钻探取样和返回,并明确要采用钻孔取样方式来获取能保持原始层理结构的较深层月壤样品。月表处于无水、高真空、微重力、日夜温差悬殊的极端环境,因此月球钻探取样采用的钻孔取心机具应结构简单,以减少钻进故障几率和拓宽对所钻月壤层的适应性。针对模拟月壤,分别对传统钻孔取心钻具、孔内取心钻具、孔外取心钻具、软袋翻转取心钻具、内外管联合（内管、外管）取心钻具进行了试验研究。试验研究结果表明,内外管联合取心钻具能更好地满足我国月球钻探取样返回的要求。     

末次盛冰期以来南海北部神狐海域沉积有机质的组成特征及其古气候/环境意义

通过对两根沉积柱GHE27L和GHE24L的总有机碳（TOC）、总氮（TN）、C/N比值及稳定碳同位素（δ13C_org）的分析,本文探讨了21.1 ka BP以来南海北部陆坡神狐海域沉积有机质的组成特征及可能的古气候/环境信息。沉积柱GHE27L的TOC含量、TN含量、C/N比值及δ13C_org值分别为0.53%~1.81%,0.07%~0.18%,8.2~16.0和-23.6‰~-20.3‰。沉积柱GHE24L各参数则分布为0.45%~1.65%,0.09%~0.24%,5.3~12.2和-22.6‰~-20.4‰。沉积柱总体有机质的剖面变化显示,末次盛冰期以来南海北部沉积有机质具有海洋和陆地混合来源,但以海洋有机质来源为主。冰期陆源有机质对总有机质的相对贡献比全新世高。末次盛冰期南海北部气候相对干旱,C₄植被发育。全新世夏季风增强、降雨增多。自2.0 ka BP以来,人类活动对南海北部海洋初级生产力产生一定的影响。     

改进IGA—GP方法在流域需水预测中的应用——以黄河流域为例

遗传算法是借鉴生物学的自然选择和遗传进化机制,通过作用于染色体上的基因寻找优良的染色体,求到待解问题最优解的一个近似解.针对遗传算法易陷入局部最优解的不足,采用改进的遗传算法(IGA)与遗传编程(GP)相结合,建立有广泛搜索能力和很强的局部精化能力的IGA-GP算法,将该算法应用于BP神经网络的优化,优化的原理是运用GP自动生成BP正向计算过程中隐含层到输出层的函数关系式,此函数关系式可随着训练样本的变化而自动调整,使得新加入的样本影响已学习完的样本的问题得到最终解决,因而可进一步增强BP网络的自适应能力和抗干扰能力;同时用IGA代替BP的反向传播算法,加快收敛速度和克服BP易陷入局部最优的不足,从而实现了对BP神经网络的优化.并在此基础上建立了黄河流域需水预测模型,误差分析结果显示,IGA-GP算法预测结果最大误差为2.894%,最小误差为0.088%,满足误差精度不大于5%的要求,而没有优化的BP神经网络拟合结果最大误差为8.314%,最小误差为0.832%,不满足预测精度要求,证明该IGA-GP模型具有较高的预测精度.鉴于此,通过IGA-GP的算法对黄河流域2010、2020及2030水平年工业、农业、生活及生态需水量进行了预测.     

坚硬地层用低温电铸孕镶脉冲石油钻头的研制及其水力性能数值模拟

针对PDC钻头和牙轮钻头在坚硬、研磨地层中钻速较低、寿命短的问题,研制了一种低温电铸孕镶脉冲石油钻头,并对钻头的流场进行了数值模拟。现场应用表明,该钻头具有寿命长、机械钻速高的特点。     

煤田三维地震勘探在西部戈壁地区的应用

煤田三维地震勘探技术首次应用于西部戈壁地区,针对勘探区浅表砂砾层干燥疏松和煤层埋深及其倾角变化大的不利因素,首先,通过试验选取适合本区的激发与接收因素,并确定合理的观测系统及施工方法。其次,对获得的信噪比较高的原始资料,做好资料处理与解释。通过采取一系列有效技术措施,查明了勘探区褶曲、断层构造特征,控制了主要煤层的空间分布范围。取得的这些地质成果,将成为矿井建设和生产的可靠地质依据。