定向钻进技术与装备在穿层定向长钻孔中的应用

针对硫磺沟煤矿工作面常规施工单孔深度不足、有效孔段短、钻进施工效率低、钻孔孔径小等诸多问题,提出采用窄体式ZDY4000LD（C）型履带钻机、第二代随钻测量系统（YHD2-1000（A）型）等附属定向设备进行穿层定向长钻孔成孔技术,以提高钻孔成孔精度、钻孔深度,增大钻孔孔径等参数,减小煤层因受采动影响,导致工作面瓦斯涌出量增大的问题。现场试验施工了4个大直径穿层定向长钻孔,孔深300 m以上钻孔成孔率达到100%,孔深最深399 m,最大钻孔孔径193 mm,钻进总进尺1581 m,平均孔深395.25 m,钻孔抽采效率显著增加。其中3号钻孔最大抽采混合流量8.3 m³/min,最大抽采纯量1.6 m³/min,瓦斯抽采浓度51%,瓦斯抽采效果显著。     

微生物-CMC无固相钻井液固壁作用与机理初探

松散破碎性地层孔壁失稳一直是困扰钻探工程界的难题之一,增强该类地层的胶结性,提高其力学性能是有效解决孔壁失稳的技术关键。本文将微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）技术与CMC无固相钻井液相结合,构建微生物-CMC无固相钻井液体系。通过岩心浸泡实验、X射线衍射实验（XRD）以及扫描电镜分析两种微观分析手段对微生物-CMC无固相钻井液的固壁作用与机理进行了初探。结果表明：微生物-CMC无固相钻井液对松散破碎性地层具有较明显的加固作用,且作用时间越长,初始菌种浓度越高,钙源浓度越大,固壁效果越好。在固壁过程中,微生物随钻井液渗透进入试样内部,在松散颗粒之间诱导生成碳酸钙晶体,填充孔隙空间,将松散颗粒胶结成整体,并具有一定的力学强度,从而达到加固孔壁的目的。本研究结果为解决松散破碎性地层孔壁失稳提供了新的钻井液技术方案。     

深孔纳米复合水泥基护壁堵漏材料研究

本文围绕深部钻探技术中护壁堵漏材料性能的实际需要,研制了一种深孔纳米复合水泥基护壁堵漏新材料。首先,通过分析100 ℃条件下2种水泥材料的基本性能,确定了G级油井水泥为胶凝材料;然后,基于深孔钻探护壁堵漏材料的性能缺陷,采用特种纤维、纳米材料针对性改善水泥基浆液的力学性能,并优选早强剂（ZQ）、减水剂（GB）作为外加剂进行正交实验,进而研制出纳米复合水泥基护壁堵漏材料优化配方;最后,对其主要性能进行分析评价。结果表明该材料在深孔钻探中浆液流动性好,力学性能优异,综合性能满足深孔钻探护壁堵漏需求。     

Inter‐laboratory Characterisation of Apatite Reference Materials for Chlorine Isotope Analysis

Here we report on a set of six apatite reference materials (chlorapatites MGMH#133648, TUBAF#38 and fluorapatites MGMH#128441A, TUBAF#37, 40, 50) which we have characterised for their chlorine isotope ratios; these RMs span a range of Cl mass fractions within the apatite Ca₁₀(PO₄)₆(F,Cl,OH)₂ solid solution series. Numerous apatite specimens, obtained from mineralogical collections, were initially screened for ³⁷Cl/³⁵Cl homogeneity using SIMS followed by δ³⁷Cl characterisation by gas source mass spectrometry using both dual‐inlet and continuous‐flow modes. We also report major and key trace element compositions as determined by EPMA. The repeatability of our SIMS results was better than ± 0.10‰ (1s) for the five samples with > 0.5 % m/m Cl and ± 0.19‰ (1s) for the low Cl abundance material (0.27% m/m). We also observed a small, but significant crystal orientation effect of 0.38‰ between the mean ³⁷Cl/³⁵Cl ratios measured on three oriented apatite fragments. Furthermore, the results of GS‐IRMS analyses show small but systematic offset of δ³⁷Cl_SMOC values between the three laboratories. Nonetheless, all studied samples have comparable chlorine isotope compositions, with mean 10³δ³⁷Cl_SMOC values between +0.09 and +0.42 and in all cases with 1s ≤ ± 0.25.     

基于WRF模式的风电场短期风速集成预报方法研究

风能始源于大气的运动,具有很大的随机性和间歇性。风速预测是风电场风功率预测的基础,其准确性具有重要的意义。对于复杂地形条件下,风速的预报一直是各国研究的难点和重点。为了提高风电场短期风速预报的准确性,本研究采用多种边界层参数化方案来集成预报风速,将各单一边界层参数化方案预报的风速及相应的实测风速数据,应用随机森林算法建立集成预报模型,对风电场的短期风速进行集成预报研究。试验结果表明,采用集成预报风速方法,预报的风速误差相比于单一边界层参数化方案预报的风速误差明显减小,对研究区域的风速、风向等气象要素有着较好的模拟效果,能够有效提高风速预报的准确率。     

城市地图集编制中关于地图影响效应的研究

在竞争激烈的地图市场中,通过研究地图影响效应策略,可有效地使所设计与制作的城市地图作品得以创新、发展,并以《深圳市龙岗区地图集》的设计为例进行了阐述和分析。     

南海现代沉积物中正构烷烃碳分子组合特征及其指示意义

利用1998年6~9月南海海洋环境调查及1987年SO-50中德联合调查中所取得的资料,对南海沉积物中正构烷烃碳分子组合特征进行分析和研究,并将南海与渤海、黄海、东海现代沉积过程中的正构烷烃碳分子组合特征进行对比,结果表明:(1)南海北部沉积物中正构烷烃碳分子分布范围为nC15~nC33,双峰群,居前的低碳数主峰碳为nC19~nC22,居后的高碳数主峰碳为nC27,nC24以后奇碳的优势明显,OEP为2.13,nC23-/nC24 值平均为1.53,沉积物中陆源输入居多;南海南部沉积物中正构烷烃碳分子分布范围为nC15~nC33,呈双峰群,居前的低碳数峰群以nC19~nC23为主峰碳,居后的高碳数峰群以nC27或nC29为主峰碳,OEP为1.58,nC23-/nC24 值平均为2.15,沉积物中海洋生物来源居多。南海沉积物中正构烷烃碳分子为海洋和陆源两种有机质来源。(2)南海南部处于典型热带海洋环境,生物生产力较高,大量硅质、钙质生物在海域繁殖,生物效应降低了陆源物质的丰度。物源效应和生物效应的差异是南海南、北部现代沉积物的碳分子组合分布变化的主要原因。(3)南海现代沉积物各站位沉积物中正构烷烃的P r/Ph值基本小于1,说明沉积物沉积时为缺氧还原的沉积环境,但局部海域沉积环境具有较强的氧化性,沉积物在沉积过程中一定程度上受到涌升的南极底层水的影响。(4)南海与东海、黄海、渤海不同海域沉积物中正构烷烃碳分子组合特征对比可知,各海域沉积物均显示出物源效应。     

三峡库首区重点断裂围限区蓄水的加卸载效应

通过对蓄水前后三峡库首区构造应力场进行三维数值模拟发现,相对于蓄水前,蓄水至135 m水位时,官渡口断裂-马鹿池断裂-牛口断裂围限区、秭归地理中心和九湾溪断裂带,出现了4个主应力下降区和共轭的主应力增长区,形成了差应力场;175 m水位与135 m水位相比,局部差应力场呈现逆向变化,即形成了加载效应与卸载效应的交替过程。这一过程,可能是水库诱发地震的诱震(或触震)因素。     

人类活动影响下淡水沼泽湿地温室气体排放变化

利用静态箱/气相色谱法,研究了三江平原淡水沼泽湿地及垦殖农业利用下CO₂、CH₄、N₂O排放变化。不同类型湿地生长季土壤呼吸速率以季节性积水的小叶章草甸最大,湿地垦殖后土壤呼吸速率明显增大。不同类型沼泽湿地CH₄排放在时空两个方面都有明显的变化,与土壤水分条件、植物群落类型和生长状况有密切关系。沼泽湿地及垦殖后农田土壤在植物生长季都为N₂O的源,常年积水沼泽湿地在植物生长季N₂O排放通量值较小,而土壤水分常年处于非饱和的草甸灌丛土壤N₂O排放相对较高,垦殖后农田土壤N₂O排放通量最大,沼泽湿地土壤N₂O排放通量与土壤温度呈正相关关系,而垦殖后农田土壤不显著。     

基于卫星遥感的夏季长春市城区热场分析

采用先进的遥感手段,能够大面积同步和动态地监测地面热场的分布和变化情况。利用长春市地区的LANDSAT图象,对于热红外波段遥感图象灰度值和地面温度之间的关系进行了定量的解译,并且采用TM6图象增强和密度分割的方法得到了长春市地面热场等级图,取得了很好的模拟效果。结果显示了长春市热场的分布具有明显的规律性。城市能耗和下垫面性质对于区域温度有直接的影响,此外,还结合图象分析了热场分布的形成因素。