钎焊金刚石钻头模具尺寸设计

勘探用金刚石钻头在钎焊烧结过程中,钻头芯模、外模和钢体的尺寸直接决定金刚石钻头的尺寸,对金刚石钻头的使用性能影响很大,而现有的文献中对于模具尺寸设计的研究稍显不全面。对钻头钎焊烧结过程的热涨与冷缩过程进行深入分析研究,提出了更直观的模具计算公式和防止涨模的措施。     

表镶大颗粒人造金刚石钻头受力及水力学数值模拟研究

人造大颗粒金刚石技术的不断发展,使得利用其制造表镶金刚石钻头在技术上及经济上均变得可行。本文对φ75 mm表镶人造金刚石钻头的受力、流场与温度场进行了数值模拟,结果表明：金刚石颗粒在高钻压无钻井液循环的条件下极易发生碳化;在钻井液冷却作用下,钻头旋转一圈0.08 s,钻头体会在0.006 s之内冷却;同时水力空化作用与钻井液中固相颗粒对钻头体的冲蚀作用明显;金刚石颗粒内存在较大微裂纹时,金刚石会在小于其许用应力条件下发生破坏。通过对比分析,表镶金刚石钻头的最外侧与最内侧水口处的金刚石较易发生破坏,在设计与制造钻头时应进行强化。     

基于ANSYS的PDC钻头钎焊裂纹应力场和应力强度因子分析

金刚石复合片(PDC)钻头钎焊裂纹尖端两侧临近界面处应力高度集中,是导致其断裂失效的主要原因。基于ANSYS对PDC钻头钎焊裂纹进行数值模拟,针对焊缝裂纹形状、厚度、位置的不同,能对裂纹尖端应力场等值线图及应力强度因子进行数值计算。借助这一计算PDC焊缝裂纹应力强度因子的新方法,阐述了PDC断裂失效机理,用以指导钻头焊接工艺,稳定和提高PDC钻头焊接质量。      

孕镶块式高胎体金刚石钻头的研制

为了提高金刚石钻头的时效和寿命,将钎焊法引入到高胎体金刚石钻头的设计和加工中。首先利用热压法加工耐磨性能好的金刚石孕镶块;然后加工自带两层水口和水槽的新型钻头钢体,且两水口之间预留焊接槽;最后采用钎焊法,将金刚石孕镶块焊接到钻头钢体上。野外试验表明,试制的2只Φ75/54.5 mm高胎体金刚石钻头,与现场使用的孕镶金刚石钻头相比,钻进效率分别提高41.7%和8.3%,使用寿命分别提高50.4%和32.9%。采用二次钎焊法加工的金刚石钻头,兼顾了热压法的优点,解决了工作层高度过高导致钻头胎体折断、掉块的难题,明显提高了金刚石钻头的使用寿命。     

坚硬致密岩层钻进用热压金刚石钻头的研究

针对坚硬致密岩石钻进中遇到的钻头打滑、钻进效率低的问题，通过改变弱包镶材料，加入强化的石墨颗粒，进行试验与研究，获得了颗粒状石墨能提高金刚石出刃的初步效果。随后对石墨颗粒的粒度和强化程度进行反复试验，得到石墨颗粒的粒度、含量和强化程度对金刚石出刃的影响关系；在此基础上研制成新型的热压金刚石钻头，生产试验表明能明显提高金刚石钻头的出刃效果，达到了提高钻进效果的目的。     

基于微钻试验金刚石钻头钻进速度的研究

利用结构相同、胎体配方与金刚石参数不同的孕镶金刚石钻头对花岗岩进行微钻试验获得的数据,并对数据进行了分析;基于孕镶金刚石钻头破碎岩石机理,根据单粒金刚石与岩石相互作用的力学模型,结合钻头结构、岩石性质和回转速度,推导出钻头钻速的理论模型,经验证,钻速理论计算值与实测值具有较好的吻合度;分析得出增加钻头唇面与岩石之间的摩擦系数,利于提高在坚硬岩石钻进中的钻进效率。     

小口径金刚石钻进烧钻事故的原因及预防

小口径金刚石钻进转速高,钻头与孔壁间隙小,当孔底冲洗中断或冲洗液冷却不足时,即使时间短促,也会发生烧钻事故。较轻时钻头变成蓝色,严重的胎体溶化和岩石烧结在一块,金刚石全部或大部被烧毁变成石墨。在无冲洗液冷却时,高钻速钻进的钻头每转一     

石墨粒度对自润滑孕镶金刚石钻头性能的影响

为了降低干钻过程中金刚石钻头的热损伤,提出了"自润滑孕镶金刚石钻头"的概念,即在钻头胎体中添加固体润滑剂——石墨。研究了石墨粒度对钻头胎体的抗弯强度、洛氏硬度以及在无冷却液的条件下与花岗岩对磨时的摩擦系数和磨损量的影响,以及对钻头工作层的干摩擦性能的影响。结果表明,胎体中添加的石墨粒度越细,胎体的抗弯强度越低,硬度越大,与花岗岩干摩擦的摩擦系数越低,但磨损量越大;工作层中添加的石墨粒度越细,金刚石的寿命越长。     

凸包型仿生耦合金刚石钻头模拟分析

研究发现仿生耦合钻头较普通钻头钻进时效提高很多。仿生耦合钻头一方面能使钻头唇面有较高的比压;另一方面能使钻头具有很好的冷却效果,因此在钻探工程中有很好的应用前景。应用数值模拟软件ansys,模拟分析了凸包型非光滑表面对金刚石钻头性能的影响。对比分析了4种不同非光滑度状况下,钻头在一定的钻压作用下在岩石表面产生滑动摩擦的过程。主要分析了该过程中岩层的等效应力、钻头底唇面的接触摩擦应力和接触压力的变化规律。研究发现,凸包型非光滑表面在一定程度上可以提高钻头的使用寿命和钻进效率。     

基于不同母材的PDC钎焊强度的影响因素分析

随着聚晶金刚石复合片（PDC）钻头在复杂地层的应用范围不断扩大,对PDC复合片与钻头体材料的焊接强度要求越来越高,为了探究PDC复合片和不同钻头体材料的钎焊工艺,选用2种基体材料（胎体式和钢体式PDC钻头试样,以下简称胎体试样和碳钢试样）、2种钎料,采用火焰钎焊和高频感应钎焊,研究了钎焊温度、钎料、钎焊方式对PDC复合片和不同基体材料焊接性能的影响,得出了剪切强度随温度的变化曲线。同时,采用光学显微镜对PDC的焊缝断面进行了观测。结果表明,PDC复合片与胎体试样钎焊时,为硬质合金间的钎焊,钎料与母材润湿效果好,剪切强度值较高;PDC复合片与碳钢试样钎焊时,为硬质合金和异种材料间的钎焊,为了提高剪切强度,可适当提高钎焊温度或采用Ni含量高的钎料。      

物质场 能量场 空间场综合成矿预测

摘 要　 物质、能量、空间是成矿的3个重要因素‚因此研究成矿作用的物质场、能量场和 空间场十分必要。重点介绍了物质场、空间场、能量场的原理、数学模型和方法。     

中国现今区域构造应力场与地壳运动趋势分析

本文对中国现今地壳形变场、断层位移场、地应力场、地质灾害场、地壳深部结构构造等分别研究和分区。首次较全面地论述了中国现今区域构造应力场的主要特征,讨论了中国现今地壳运动问题。对中国地壳运动的某些过程、时空发展演化及运动规律的新认识,为中国地壳运动理论补充了现今构造应力场资料,同时也为国民经济规划、减灾防灾提供了依据。      

论环境地球物理学中的若干问题

环境地球物理学是研究地球物理环境与人类及地球生物相互作用的科学,它从地球物理学的角度揭示全球或大的区域自然环境与人类活动相互作用的效应。地球的电磁场,重力场,地热场,放射性辐射强度场,地震和某些空间地球物理问题都是非常重要的环境因素。它们对地球上的人类或生物体的神经系统活动,疾病,生长发育等产生不可忽视的影响,而人类活动的强度和广度已发展到有可能对地球物理环境形成一定的甚至是重要的影响和作用。其中的有些后果是灾难性的。     

渗流场与应力场相互关系研究中应注意的两个问题

渗流场与应力场耦合模型应反映双场相互作用的真实过程;双场耦合模型必须以概念模型为基础。     

流场分析法在矿区水文地质工作中的应用

阐述了流场分析法在查明矿区水文地质边界的水力性质,含水介质的结构特征及地下水补给,径流和排泄条件中的应用。并以蔚县矿区为例,对大抽水前后的天然流场和人工流场进行了分析,确认了介的水质,强径流速年位置及岩溶水的补给来源。     

Fluid Dynamic Field in Bozhong Depression, Bohai Bay Basin

The physical accumulation process of oil and gas, as thenatural nuids buried in the underground, follows the mechanism of fluid flow dynamics (Tao, 19831 Hubbert, 1953,1940). More and more lines of evidence show that the underground fluid dynamics not only controls hydrocarbon expulsionand accumulation directly, but also influences hydrocarbongeneration and preservation. Therefore, this research has beenpursued with great interests by worldwide petroleum geologists(GOng and Yang, 19993 Ye et…     

东营凹陷第三系流体物理化学场及其演化特征

东营凹陷第三系为最重要的油气层系旬流体物理化学场及其演化特征：①地温梯度较高（现今地温梯度为３．６℃／１００ｍ）,自凹陷形成以来,地温梯度和大地热流值变化不大;②地层流体压力为中等超压－强超压,在剖面上可划分为静水压力过渡压力带和地质压力带;③地层水主要表现为沉积埋藏水的特点,并经历了沉积作用埋藏与淋滤作用并存和埋藏封闭作用３个演化阶段;④存在着静水压力、过渡压力和地质压力３个流体动力系统,其中过     

燕山地区中生代构造应力场特征

燕山地区现今的构造、地貌景观,是在漫长的地质历史时期,经历了长期、复杂的建造、改造过程而形成的。从沉积建造及构造形变特点来看,自元古宙至古生界,本区构造运动平缓,建造和改造的特点主要反映基底断裂的控制作用。中、新生代构造运动是燕山地区主要造山作用期,基本特征是强烈挤压形成线状褶皱及推覆构造系统。
中生代时期,本区构造形变显示水平应力作用的主导性,新生代时期,则以均衡代偿导致的隆升作用为主。本文侧重中生代构造应力场及变形挠度场的重塑,借以恢复本区中、新生代构造形变形成的力学过程及运动程式。      

重力场定义的澄清

《朗曼现代英文词典》(LongmanModernEnglishDictionary)、《牛津高阶英汉双解词典》(OxfordAdvancedLearner’sEnglish ChineseDictionary)、《韦氏词典》(Merriam Webster’sNewCollegiateDictionary)、作为地球物理专业词汇定义源的《勘探地球物理百科词典》(EncyclopedicDictionaryofExplorationGeo physics)以及中国的一些重力教科书、专著及词典 ,把重力场定义为重力或重力作用存在的空间 ,重力效应可以测量的空间 ,即 :力或重力存在的空间。这个定义不同于国外英文地球物理教科书、专著及中、英、俄文场论教科书对重力场的定义 :空间中的重力。定义重力场为重力存在的空间 ,混淆了“场”本身及“场域”的概念 ,并不是一个标准的物理或地球物理定义 ,是一种误导。物理场是空间中存在的一种物理作用或效应 ,分布于引起它的场源体周围。两个物体之间存在着的相互作用力 ,通过每个物体引起的引力场给予另一个物体。重力场可以定义如下 :地球内部及其附近空间一点处存在的重力作用 ,或单位质量受到的重力。重力场是一种力或力场 ,存在于地球表面及其附近的空间。重力场不是空间 ,重力场的测量应当是在重力场存在的空间或场域中 ,而不是在重力场中进行。     

高放废物深地质处置场近场剂量场-温度场-水势场-应力场的耦合计算

回顾了高放废物处置概况, 给出了剂量场-温度场-水势场-应力场耦合研究的意义, 探讨了剂量场计算公式与热-湿-力耦合方程及其求解, 最后指出了这一领域的若干优先研究方向.