河南省煤层气钻井技术发展历程及展望

河南省地勘队伍自2003年开展煤层气钻井施工以来,积极开展技术创新研究,先后研发了大直径绳索取心机具、射流式扩孔掏穴器等专用器具,率先开展了煤层气参数井、水平井、采动井、穿采空井等施工技术研究和实践,形成了涵盖各类煤层气井型的钻井施工技术体系,积累了丰富的实战经验,促进了我国煤层气产业的发展。本文在总结了河南地勘单位在煤层气钻井技术方面取得的成果的基础上,结合国内煤层气开发深度逐渐增加、采空区覆盖面积逐渐增大、构造煤煤层气未实现突破等行业发展需求,提出了开展高效煤层气水平井钻井技术、气动定向钻井技术及构造煤开发钻井关键技术等方面研究的建议。     

水平钻机用行星减速式扩孔器

分析了目前水平钻机扩孔钻进存在的一些缺点，介绍了所设计的行星减速式扩孔器的结构特点及其优势。     

简单产状刻度器

从美国引进的QLP/QLM—4582小径岩层产状仪是三臂式的小径仪器。仪器的上部是测量H_x、H_y、H_z三个磁场分量与I_x、I_y两个重力分量,用以确定钻孔倾角及其倾斜方位角,仪器的这部分可用井斜仪校验台标定,仪器的下部是测量岩层倾角用,测量三个高程差的微聚焦电极系安装在互成120°角的带推靠的三个井径臂端,其各中心电极为10mm×10mm的矩形。电极的岩层分辨率为10mm。在孔径为100mm的钻孔中,岩层缓倾斜时的倾角分辨率为5°42′,该部分的标定比较麻烦。为此1986年研制了简易产状刻度器,经过试验取得了一定效果,现介绍如下:     

套管锻铣开窗技术在土耳其贝帕扎里碱矿中的应用

土耳其贝帕扎里碱矿在矿区边缘的碱层出现埋深起伏大、厚度变化大、易尖灭、易涌水等情况,这些特殊的地质情况导致水溶开采钻井过程中同一组井的套管最终下入到了不同的层位,或是原先下入的矿层不稳定,易坍塌。为了解决以上问题而引入了套管锻铣开窗技术。该技术可以将老井眼中已被套管封闭的上部碱层暴露出来形成新的采矿通道,从而提高矿区采收率。先后在14口老井眼中完成了套管锻铣作业,均达到了预期效果。本文介绍了套管锻铣器的工作原理,并以H066井组为例,详细阐述了套管锻铣开窗工艺技术。工程实践表明,套管锻铣开窗技术对于换层开采、钻井处理事故、事故井恢复性生产等方面具有一定的效果,具有减少钻井工期、降低施工成本、延长老井使用寿命、提高矿藏产量等优点,有广阔的应用前景。     

人工冻结法在玄武湖水下交通隧道的应用方案

介绍了人工冻结法在玄武湖水下交通隧道中的应用方案以及冻结法的施工工艺,分析了采用人工冻结法的特点及优势。     

C/S模式WebGIS架构技术

针对客户端／服务器(C／S)模式下三层体系构建原理以及地学空间数据库网络发布(WebGIS)特点,以MapGuide空间数据库引擎为核心,分析了嵌入式WebGIS功能接口和事件响应机理。提出了空间数据库与关系型数据库两大引擎之间实现互动链接的有效技术措施,从而弥补了MapGuide Viewer。插件赖以支持的MWF格式在专业属性数据操作方面的先天性不足。以青海地调院局域网建设实例为基础,详细阐述了C／S模式下青海省基础地学数据库网络框架建设的实现途径。该技术的成功运用,无疑拓宽了青海省地学数字化成果的共享应用渠道,提高了成果的再利用价值。     

海洋自主航行器多海湾区域完全遍历路径规划

海洋自主航行器在对海底地形测绘和水文信息搜集过程中,简单锯齿形完全遍历路径规划算法对多海湾海底地形探测易出现重复区域和遗漏区域的问题。本文提出了遗漏海湾和重复海湾及其进入点、退出点和门户的路径规划环境表达概念,并将其应用在基于行为的锯齿形完全遍历路径规划改进算法中,有效地减少了海洋自主航行器全覆盖地形测绘的重复区域和遗漏区域。在网格化定常流场海域内,对某一阻力特性已知的自主水下机器人进行了完全遍历路径规划仿真,验证了基于重复和遗漏海湾搜索行为的完全遍历路径规划算法的遍历性和不重复性,并降低了区域全覆盖地形测绘任务的耗能。最终,通过小型无人艇湖试验证了算法在完全遍历路径规划中的节能性和实用性。     

中国南亚热带水库敞水区春季轮虫群落结构:基于分类特征和功能性状的分析

轮虫是淡水后生浮游动物中种类最丰富的类群,是水体生态系统食物链的关键环节.很多种类的轮虫对环境变化敏感,环境条件的改变能够导致其群落结构的快速变化,因此,轮虫群落的组成与变化可从生态位角度得以解释.物种的功能性状可提供更强的生态适应性信号,轮虫的个体大小是反映其代谢与行为的综合性状,而咀嚼器、防御结构及防御行为则反映了它们对食物利用和应对捕食等方面的功能性状,轮虫群落中物种的这些功能性状组成反映了食物资源和捕食压力等对群落组成的选择作用.为了解我国南亚热带水库轮虫群落的结构特征,于2018年春季(3—5月)采集了我国华南地区43座水库敞水区的浮游动物定性样品和定量样品,同时测定了水温、水深、水体透明度及叶绿素a浓度等指标.共采集到轮虫19属45种,主要为营浮游生活的种类,异尾轮属(Trichocerca)和臂尾轮属(Brachionus)的种类最多,分别有10和7种.在轮虫个体大小上,群落中体长≤150 μm个体的丰度和生物量均占绝对优势(分别为83.11%和53.10%),体现出热带、亚热带地区轮虫群落以小个体种类占优势的一般特征;具有槌型咀嚼器、杖型咀嚼器的轮虫为优势咀嚼器功能群,分别占57.78%和33.14%;具背甲与棘刺的轮虫为主要优势防御结构功能群(66.59%).南亚热带水库春季轮虫群落在食物利用及应对捕食压力上的特点明显,冗余分析表明轮虫群落的种类组成及性状功能群的丰度组成显著地受到食物、温度及竞争的影响.     

承德黑山矿区钻孔纠斜技术及防斜技术措施

近两年,河北承德黑山矿区钻孔顶角、方位超差一直是困扰地质技术人员和钻探施工人员的一大难题,针对生产实际问题,采用LZ-73（89）造斜器进行纠偏,取得了较好的效果。此外,在分析钻孔跑偏的主要原因和总结施工经验的基础上,提出了预防钻孔偏斜的技术措施,实践证明措施科学有效。     

工字型钢铅组合耗能器的非线性有限元模拟

钢铅组合耗能器将钢和铅2种材料巧妙地进行组合,具有制作工艺简单、经济性好等优点。在一种工字型钢铅组合耗能器试验研究的基础上,借助有限元分析软件ANSYS,考虑钢和铅2种材料本构模型的非线性以及2种材料之间的接触作用,建立了这种耗能器的非线性有限元计算模型,对耗能器进行数值模拟;在此基础上对安装耗能器的Benchmark结构进行了地震反应分析。研究结果表明建立的有限元模型能够准确描述耗能器的力学性能,耗能器具有良好的滞回性能和稳定的耗能特性,是一种优良的耗能元件;工字型钢铅组合耗能器减震效果明显。