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。     

TGLW350-692T型钻井液离心机的研制及实验效果

介绍了TGLW350-692T型钻井液离心机的结构工作原理。并对该离心机进行了室内泥浆实验,获得了很好的效果,其固相清除率达99.5%以上,并且该离心机结构紧凑,能耗低,质量轻,是钻探行业理想的固控设备。     

冲洗液安全密度窗口的实验模拟及有限元分析

在钻探工程中,冲洗液的密度选择至关重要。密度过大有助于护壁和悬渣,但会增大钻进阻力;密度过小,则会降低其悬渣能力,并影响钻孔稳定性。在孔壁稳定性力学分析的基础上,自行建立试验模拟装置进行井壁稳定性模拟。与此同时,采用有限元方法来模拟钻孔稳定问题,得出合理的冲洗液安全密度窗口。对比结果表明,利用ANSYS有限元分析软件模拟来确定冲洗液安全密度窗口具有一定的可行性。利用有限元模拟分析既可以缩减前期冲洗液的试验费用,又能给钻探提供合理的冲洗液安全密度窗口,对优化冲洗液的密度具有现实的参考价值。     

探采结合水井无固相环保冲洗液的研究与应用

探采结合水井需要实现精确获取水文地质参数和解决百姓饮水难题的双重目的,因此要求钻进施工中采用的冲洗液既要具备基本的护壁防塌等功能,还需最大程度地降低对地层渗透性的影响,同时还应具有优良的环保性能。针对这一特殊要求,研发了新型的PA—1型无固相环保冲洗液,采用渗透性实验、电镜扫描、砂球浸泡实验等多种测试手段对冲洗液进行了室内评价与分析,结果表明PA—1型无固相环保冲洗液对地层渗透性影响较小,防塌护壁能力强,综合性能优于常规冲洗液体系;采用中华米虾对其进行急性毒性实验也表明其安全无毒。大量室内实验及现场应用表明,PA—1型无固相环保冲洗液各项性能优良,可为今后在探采结合水井施工中冲洗液的合理选用提供参考。     

在天然气水合物地层中钻进时井内温度规程与钻井液的关系

讨论了在天然气水合物地层中钻进时正常钻进与井内温度的关系,指出了冲洗液在其中的作用,论述了井肉温度规程与冲洗液冰点、冲洗液初始温度、冲洗液循环时间、冲洗液类型和性能的关系,并提出了相应的建议。     

基于Solidworks的钻机底座有限元分析

根据5000 m钻机底座的实际结构和特点,建立三维模型,使用ANSYS Workbench对底座模型加载,在不同工况下对底座进行有限元分析,完成钻机底座的整体静态特性分析,判定底座是否满足强度、刚度需求。     

基于ANSYS Workbench的轻便岩心钻机动力头有限元分析

采用三维建模软件SolidWorks建立轻便岩心钻机的动力头三维几何模型,并导入有限元分析软件ANSYS Workbench中,得到有限元模型;利用有限元分析法,分别分析动力头内关键零部件的动态特性等机械性能要求;分析齿轮在钻进过程中啮合时的受力变形情况,证明齿轮满足强度、刚度等机械性能要求,并分析齿轮间接触区域的接触情况;模拟钻探工程中提下钻、加压钻进、减压钻进3种工况,分析主轴的受力变形情况,为主轴设计提供一定的依据;分析箱体在提下钻、钻进工况下的受力变形,证明箱体具有良好的刚度、强度,并对箱体进行模态分析,得出箱体固有频率,验证箱体的动态性能。     

基于强度折减法的库岸滑坡三维有限元分析

通过现场踏勘调研,根据滑坡的环境地质条件,详细探讨了该库岸滑坡的成因机制和演化过程,并重点分析了滑坡失稳的影响因素。建立滑坡体的三维有限元模型,运用有限元强度折减理论对其稳定性进行了计算分析。结果表明,滑坡体在天然状况下是稳定的,库水位上升至正常蓄水位时将超过滑坡前缘高程,滑坡安全系数降低,不满足规范规定的最小安全系数的要求,在考虑降雨入渗、库水位骤降时,滑坡进一步趋于危险;在考虑蓄水+地震工况时,库岸滑坡有失稳的可能。据此提出了削坡减载治理措施,治理后滑坡在各工况下的安全系数均满足规范的要求,研究成果对滑坡的治理具有较大的参考价值。     

基于有限元极限平衡法的尾矿坝坝体稳定分析

在平面应变条件下,采用基于弹塑性应力应变分析的有限元极限平衡法对尾矿坝坝体的稳定性进行研究。该方法可较好地结合极限平衡分析方法和有限元应力分析方法的特点。通过弹塑性有限元分析,合理准确地考虑结构整体应力场的影响,进而结合Hooke-Jeeves法优化搜索最危险滑动面的位置及其对应的最小安全系数。以某尾矿坝实际工程为例,比较分析了考虑正常、洪水以及特殊工况运行下有限元极限平衡法与极限平衡条分法和有限元强度折减法在安全系数大小及滑动面形状和位置的差异,重点运用有限元极限平衡法对尾矿坝坝体的稳定性进行验算并作出安全评价,为尾矿坝的安全设计施工提供可靠依据和技术支撑。     

各向异性对积石峡面板堆石坝渗流的影响分析

面板堆石坝的坝料在填筑过程中由于碾压等原因而表现出较强的各向异性。采用固定网格有限元全场各向异性渗流分析方法,对积石峡面板堆石坝进行了正常和面板出现裂缝等非常工况条件下的二、三维渗流分析,计算了大坝渗流量和渗流场,探讨了面板裂缝的位置对渗透的影响。计算结果表明,在正常工况条件下,大坝具有良好的渗透稳定性。面板不同的裂缝位置对大坝渗流影响不同。     

基于FEMWATER的东北某地抽水蓄能电站渗流模型研究

文章利用GMS中的FEMWATER模块,根据研究区的工程地质与水文地质条件,建立了三维有限元数值模型。用FEMWATER在稳定流情况下对该模型进行了多种工况计算,分析了排水廊道对研究区三维渗流场的影响与各种工况下的渗流场状况,并计算了相应的排水廊道排水量。计算结果显示,FEMWATER对复杂水文地质条件下的三维有限元模型建立非常有效,计算的排水系统排水量远小于设计排水量,可以将排水廊道的设计尺寸适当调小。     

钻井冲洗液消耗量通用计算程序

在矿区从事水文地质工作，不可避免地要面对计算简单、繁琐的钻井冲洗液消耗量问题。泥浆池（或水箱）规则时还好，尽管繁琐，仍可尽量保证精度。而对截锥型及棱台型泥浆池，常规的做法是扶梯形面积的算法，即：（上底面积＋下底面积）×（原水位－剩余水位）÷2。既繁琐，容易出错，又无法保证精度，且花费大量的时间、精力。笔者通过数学推导，得出了截锥型及棱台型的完整数学表达式，并编制了计算器程序，于1991年起在镇沉金矿水文组推广运用，取得了省时高效、高精度的效果。下面分别给出各种型式的泥浆地冲洗液消耗量计算的完整数学表…     

K45米钻机井架额载工况下的受力与模态分析

利用solidworks2013建立井架模型,导入ansys14．5对大风额载工况与模态进行了有限元分析。分析表明,井架在8级风速额定载荷下强度刚度均满足安全使用要求,关键部位焊缝强度储备充足。此外,通过对井架的固有频率与钻机工作频率的比较,并对各阶模态主振型的分析,得出该钻机井架结构设计合理的结论。     

地质钻探废弃冲洗液污染特性及脱稳技术研究

废弃冲洗液无害化处理是落实绿色勘查理念的一项重要工作。通过室内测试分析与现场调研,对地质钻探不同领域的钻孔废弃冲洗液进行污染特性研究,了解其基本性质以及对环境的影响方式。结合湘桃地2井废弃冲洗液开展脱稳技术室内研究,对破胶剂及絮凝剂进行了优选,并获得了脱稳处理的基础配方。实验结果表明,经过处理后废弃冲洗液能实现快速脱稳絮凝,COD、悬浮物、色度等污染指标大幅下降,为下一步深度处理实现无害化排放创造了有利条件。     

分水钻具的设计及其数值模拟分析

岩（矿）心采取率低是单管取心钻进的主要问题。在钻进时由于冲洗液对岩心的冲刷作用,使岩（矿）心中的矿物颗粒不断被冲洗液带走,造成岩心缺失、岩心采取率过低。从钻具内部流速分布、冲洗液冲刷作用、岩心采取率、冲洗液携粉等角度出发,分析了单管钻进时造成岩心采取率过低的原因,采取分流、降速等方法,设计了一套可以在一定程度上提高岩心采取率的分水单管钻具,通过数值模拟,证明了该钻具在满足及时清除孔底岩粉的条件下,能使单管钻具中岩心周围冲洗液流速降低25%左右,进而解决常规单管钻进岩心采取率不足等问题。     

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。     

增设排水廊道对大坝渗流场的影响分析

通过对大坝增设排水廊道设计方案的研究,提出了两种含自由面的三维稳态渗流有限元分析算法,即松驰型算法及丢单元法。并比较了两种算法的计算精度,最后用丢单元法对丰满大坝进行了三维渗流分析,得出了在大坝内增开排水廊道会降低下游渗出点的结论,强度计算表明该方案的实施对大坝的安全性能不会造成很大影响。     

冲冼液通过钻具接头漏失的测量

冲洗过程对钻进效果有很大影响.钻进速度、碎岩工具的磨损及钻具的安全运转都与给入钻孔的冲洗液量有关.目前为了控制冲洗规程广泛应用?PM-5型和?MP-2型流量计,它能相当准确地测定给入钻具中的冲洗液量.但是,由于冲洗液在钻具接头处有漏失,所以即使地表上最准确的测定也不可能判明孔底冲洗液的消耗量.对岩心钻探时     

永冻层绳索取心钻探冲洗液技术

分析了绳索取心钻探特点,并对低温聚合物冲洗液,主要使用电解质NaCI作为耐寒添加剂,配出的泥浆冲洗液性能指标,并分析了其影响因素。     

多年冻结岩石钻进工艺研究

钻孔温度特性是影响多年冻结岩石钻进工艺的主要因素之一。描述了不同温度下,多年冻结区钻孔周围融化带发展的规律和特点。从钻井液成分、温度、流态、钻进时间、钻速等方面分析了开孔工艺特点。依据不同冲洗液温度时融化区直径与钻头直径比和冲洗液用量的关系,讨论了冲洗液用量的优化。提出据套管直径、钻头直径、冲洗液温度确定套管许用温度,提高冻结岩石中固孔质量的建议。