小秦岭北矿带厚覆盖层钻探技术研究

小秦岭北矿带上部覆盖层为第四系沉积物,其厚度700～950 m,钻探施工中经常出现卡钻、埋钻、塌孔等恶性事故,甚至造成钻孔报废,严重制约钻探效率,造成钻探成本过高。针对这些技术难点开展技术分析和研究,通过优化钻孔结构,采用适宜该矿区厚覆盖层的绳索取心钻进方法,合理选择护壁性能好的冲洗液等技术措施解决了厚覆盖层钻进难题,提高了钻探施工效率和质量,降低了工程成本。     

隆探X3井基岩定向井钻井设计与施工

为确保大庆油田首口基岩定向井隆探X3井的安全顺利钻进,针对该井存在易井漏井斜、易井壁失稳、岩石硬度大、可钻性差、井眼净化难等技术难点,在工程设计中的井身结构、钻具组合、钻头优选、钻井液优选、井眼清洁等方面运用Landmark软件进行了大量的计算,同时通过统计分析和筛选,对该井工程设计进行了优化分析。在该井实钻过程中没有出现井下事故,钻井施工顺利,说明该井钻井设计合理,施工措施合理,有效地克服了钻井施工过程中存在的难题。     

考虑土拱效应的管棚合理间距计算方法

管棚作为隧道安全穿越不良地质地段的超前支护结构,依靠土拱效应发挥其支护作用,管棚间距与成拱效应密切相关。通过引入合理拱轴线,并考虑侧向土压力的影响,结合管棚间土拱破坏条件给出了管棚合理间距的计算方法,通过凤咀江隧道工程实例和离散元对比分析,验证了计算方法的合理性。进一步分析了管棚间距随管棚所处位置的变化规律以及管棚直径、土体参数等对管棚间距的影响规律。结果表明：当侧向土压力系数较小时,拱腰至边墙处管棚间距可适当调大;当侧向土压力系数较大时,拱顶至拱腰处管棚间距应适当减小。管棚间距随管棚直径和土体黏聚力的增加而线性增加,且与土体内摩擦角数呈正相关关系,随内摩擦角增大,对管棚间距的影响也越来越大。     

渤海海峡BHS01孔沉积物磁性地层学研究

磁性地层学研究是建立渤海地区第四纪沉积序列地层年代框架的主要技术手段之一。通过对渤海海峡地区BHS01孔(孔深121.3 m)进行详细的磁性地层学研究,结果表明:BHS01孔岩心记录了布容(Brunhes)正极性时至松山(Matuyama)负极性时底部,包括贾拉米洛(Jaramillo)和奥尔都维(Olduvai)正极性亚时。早、中更新世界线即布容(Brunhes)正极性时/松山(Matuyama)负极性时界限(B/M)深度位于该钻孔的46.4 m处。根据沉积速率,推测钻孔底部121.3 m处的年龄约2.25 Ma。综合沉积物的岩性、磁性及沉积速率变化特征,将BHS01孔沉积物记录的区域沉积过程自下而上划分为3个阶段:阶段Ⅰ(2.25～1.46 Ma)以河流相沉积为主;阶段Ⅱ(1.46～0.78 Ma)为稳定的湖泊相沉积;阶段Ⅲ(0.78～0 Ma)发育海陆交互相沉积。这一研究为该钻孔提供了可靠的年代标尺,为渤海海峡及邻区第四纪地层的划分对比和沉积演化过程提供了新的依据。     

南黄海CSDP-2井晚泥盆世早期真蕨类Shougangia的形态观察

南黄海CSDP-2钻井上泥盆统五通组擂鼓台段2 068.00~2 069.02 m段岩心识别出了早期真蕨类植物。该植物具有至少三次羽状复叶,末二次羽片互生,小羽片扁平,呈扇状、楔状或舌状,基部收缩,至少一次深裂,裂片边缘钝圆,二分叉的叶脉明显。据此,可鉴定为优美守刚蕨（比较种）（Shougangia cf.S.bella）。本研究为南黄海地区上泥盆统五通组增加了古植物学新资料。     

缝网间距对高温岩体储留层温度影响规律模拟

为研究高温岩体储留层注水过程中缝网间距对储留层岩体温度的影响规律,建立了考虑热对流和热传导效应的热流固耦合力学模型。以水平井多簇缝网地热开发为例,将缝网及其周围岩体简化为等效的多孔介质,利用ABAQUS二次开发功能实现了流固耦合和热对流耦合。模拟结果表明：储留层岩体温度的变化按注水持续时间分为3个阶段：初温保持阶段,该阶段储留层岩体温度保持原始温度,缝网间距的不同对储留层岩体整体温度无影响;快速降温阶段,该阶段储留层岩体温度下降随注水时间呈现负指数变化规律,缝网间距与储留层岩体温度呈正相关关系;温度缓慢下降平稳阶段,该阶段初期缝网间距与储留层岩体温度的关系和快速降温阶段一致,但后期缝网间距与储留层岩体温度呈负相关关系。空间上,在岩体温度高的区域,缝网间距越小,岩体温度变化梯度越大;在岩体温度较低的区域,缝网间距越小,岩体温度变化梯度越小。     

不同结构林带防风效能风洞模拟

防风林带结构是影响防风效能的主要因素。建立不同宽度、不同株行距林带防风效能与林带后距离之间的统计模型，可以为防风林建设提供指导性意见。通过风洞实验，在11 m·s^-1风速下，对4种宽度、5种株行距林带的背风面0~10H（H为林带高度）的风速进行测定，采用曲线参数估计法、傅立叶模型、SSF模型（Sum of Sin Functions），构建了不同结构林带防风效能与林带后距离间的统计模型。结果表明：傅立叶模型拟合不同宽度林带的防风效能与林带后距离的关系效果最优，可决系数（R²）均在98%以上；SSF模型拟合不同株行距林带的防风效能与林带后距离的关系效果最优（R²>0.98）。根据构建的统计模型，风速为11 m·s^-1左右时，林带宽度8 m（两行一带）的防风林的防风效能存在明显优势；5种株行距的林带中，株行距为8 m×8 m的防风林带本试验条件下防风效果最好。     

五圆柱体结构群绕流特性及互扰效应研究

基于Fluent流体计算平台,运用大涡模拟方法对亚临界雷诺数Re=3900下“X”形排列五圆柱体结构群三维绕流特性进行研究,主要分析来流攻角α与间距比L/D两个关键参数对五圆柱体结构群的尾流区三维涡结构演化与流体力系数的影响,并揭示其内在流动互扰机理。研究表明:来流攻角和间距比的变化对五圆柱体结构群流动控制及互扰效应的影响显著。在小间距比工况下,观察到柱体群间隙区域内流体高速流动的现象,导致五圆柱体之间的互扰作用十分强烈。间隙流对中间圆柱体和下游圆柱体有较强的冲击作用,对其表面的流体力分布特性有显著的影响。另外,大间距比工况下,当α=0°与L/D≥5.0工况时,柱体群尾流效应强于其间隙流效应。当α=22.5°与L/D=7.0时,位于下游与中间处的圆柱体流体绕流特性存在较大差异。而当α=45°与L/D≥6.0时,位于上游与中间处的圆柱体尾流区均会产生正负交替的漩涡结构。     

PBO钻孔应变同震响应分析

以2017-09-08墨西哥8.1 级地震为例，分析14个PBO综合钻孔应变仪和地震仪同址记录的地震波信号，结果表明，应变仪记录的地震波符合射线传播规律。对不同震中距的站点进行基于S变换的应变仪与地震仪的同震响应特征分析，二者同震响应一致性较好，应变仪频段主要在0.25 Hz以下。取震后1 h应变数据进行分析发现，同震阶段应变主方向指向震中。     

Bragg reflection of water waves by multiple floating horizontal flexible membranes with submerged rectangular bars on the seabed

Bragg reflection of water waves by multiple floating horizontal flexible membranes is investigated based on the linear wave theory and the assumption of small membrane response. Under the floating horizontal membranes, periodical submerged rectangular bars are arranged on the flat seabed. The total reflection and transmission coefficients are obtained by using the eigenfunction expansion method and the wide spacing approximation. The calculated coefficients are validated with the results available in the literature, which shows that the present method is applicable. The characteristics of Bragg reflection are systematically investigated by changing various parameters including the height of the rectangular bars, the number, the tension, the spacing, and the length of the flexible membranes. The results can help designing multiple floating horizontal flexible membranes as effective floating breakwaters by taking advantage of Bragg reflection.