国内外土壤环境调查声波钻机研究进展及发展探讨

主要论述了声波钻进技术在理论以及应用方面的研究进展。阐述了声波钻进技术的发展历程;其次调研并对比了国内外声波钻机代表机型,分析得出国内同类钻机存在的不足。分析了声波钻机在土壤环境调查中的应用,可满足不同地层的连续完整原位弱扰动采样要求。探讨了声波钻机研发方向,如高频声波动力头双振子结构和复合橡胶减振材料的研发,以稳定达标150 Hz高振频并增强动力头寿命;抗疲劳、抗冲击铬钼合金材料的研发,以解决高振频下钻具疲劳损伤问题;故障诊断识别和自动修复、远程无人化操作和挥发性有机污染物在线监测系统的研发,以提升高频声波钻机的智能化和自动化水平。     

复合片钻头钻进时机械钻速和碎岩功耗的研究

关于复合片钻头钻进大理岩和花岗岩时机械钻速和碎岩功率消耗同规程参数的关系,用实验设计方法进行了试验研究,得出了机械钻速和碎岩功耗与钻压、钻头转速及冲洗液量关系的数学模型;提出了碎岩绝对功耗和相对功耗的概念,而相对碎岩功耗是个更为重要的概念,求出了大理岩相对碎岩功耗最小时的最优钻进规程参数值。     

刚果钾盐钻探用钙镁基钻井液研究及应用

在钾盐钻探过程中,采用常规水基钻井液普遍存在孔壁溶蚀扩径、岩心采取率低等问题。而采用油基钻井液虽然可以保证取心质量,但是成本高且环保性能差。因此,研究一种能高质量获取钾盐矿心且成本低的水基钻井液是极为必要的。基于前期钾盐钻探水基钻井液研究成果,针对刚果共和国光卤石型钾盐地层特点及绳索取心钻探要求,本文采用浸泡模拟实验和材料配伍性对比实验研究,攻关了抑制氯化钙、氯化镁和氯化钾溶解技术,研发了一套钙镁基钻井液配方,具体为：30%氯化镁+20%~30%氯化钙+1%锁水抑制剂+2%~3%钠膨润土+1.3%~1.6%接枝淀粉GSTP +0.4%~0.7%增黏剂GTQ+0.4%包被剂GBBJ。该钻井液具有良好的流变性、悬浮携带能力以及抑制光卤石和溢晶石溶解的能力。并且在刚果共和国奎卢省钾盐钻探工程成功应用,解决了以往使用常规水基钻井液出现的地层溶蚀和岩心采取质量差等问题,顺利完成钻探工作量3020余米,盐矿心采取率达98%以上,节约钻井液成本80%以上。钙镁基钻井液在光卤石型钾盐绳索取心钻探工程中的首次应用表明其可以完全替代油基钻井液,在钾盐钻探工程中具有广阔的推广应用前景。     

地质特深孔绳索取心钻杆机械性能研究

地质特深孔绳索取心钻杆结构区别于API石油钻杆,其机械性能计算不可直接引用API石油钻杆的相关理论公式。针对这一理论依据与计算方法缺失,本文对地质特深孔双台肩钻杆接头进行了受力分析,开展了钻杆接头拉伸载荷与扭转载荷计算理论研究,构建了绳索取心钻杆机械性能计算的理论方法。同时,通过有限元分析和台架试验,确定了H-5000规格双台肩绳索取心钻杆的机械性能,验证了计算方法的准确性,并提出了钻杆结构改进建议与下一步研究方向,为高性能薄壁绳索取心钻杆“服役”于5000 m地质岩心钻探工程提供了技术支撑。     

Processing of diamond enhanced cemented tungsten carbide insert for rock drilling

This paper introduced the structure, component and sintering procedure of the Diamond/WC-Co composite insert fabricated by high pressure and high temper ature (HPHT) method as well as by hot pressing method. In HPHT method, to avoid breakage and delamination of the diamond layer, two transition layers were added between the most outer diamond layer and the WC-Co body. The transition layers compensate for differences in thermal expansion coefficient and elastic modulus of diamond layer and WC-Co substrate. Thus reduces the residual stress induced by cooling the inserts from sintering temperature to room temperature. In hot pressing method, to decrease sintering temperature so as to protect diamond, an active sintering process which achieved by adding nickel and phosphorus into the starting mixed powder is adopted. To increase the toughness of the inserts to resist breakage, proper amount of rare earth compound, LaNi5 and CeO2, are added into the original mixed powder, too. Laboratory tests indicated that both of the diamond enhanced inserts fabricated by HPHT method and by hot pressing method have relatively high hardness and impact toughness, while their wear resistance is about hundreds of times greater than that of conventional cemented tungsten carbide inserts. The results of field drilling test indicated that the diamond enhanced inserts can meet the demands of rotary percussion drilling.     

贵州岩溶疏干区浅层地热能地埋管施工技术

贵州省浅层地热能资源丰富,开发潜力巨大,但碳酸盐岩地层分布广、浅表岩溶裂隙极为发育,浅层地埋管施工难度大。以贵州仁怀妇幼保健院浅层地温中央空调地埋管工程为例,采用偏心潜孔锤跟管钻进、潜孔锤钻进、简便除尘器除尘、固结封堵和圆木封隔溶洞、提吊法下管等技术措施,解决了在由于溶蚀和断裂构造及河流深切割作用造成的局部岩溶发育以及地埋管埋置深度内无水的岩溶疏干区进行地埋管施工面临的松散浅表回填及岩溶软弱层成孔困难、全孔段无液面潜孔锤钻进粉尘污染环境、溶洞跑管（PE管）等技术难题,在保证了工程质量、安全的同时提高了施工效率,为类似工程提供了施工经验。     

云南腾冲科学钻探废弃钻井液固化处理技术研究

根据云南腾冲科学钻探废弃钻井液的特点,确定了先絮凝破胶再固化的技术路线,筛选出絮凝破胶预处理及固化的最优配方。实验结果表明,固化效果良好,经絮凝沉降后分离出的废水、固化物浸出液污染物含量均达到污水综合排放一级标准。     

钻探、掘进工程从工程技术走向工程科学

通过介绍受控定向工艺学、掘进工程、非开挖工程中最先进的科学技术和应用, 论述了随着探矿工程技术的发展, 钻探、掘进工程技术更加先进、更加科学, 它们的高科技含量猛增, 已不单是一种工程技术, 而转变成一门工程科学.      

科学钻探钻柱检测技术方案初探

对我国科学钻探的钻柱检测技术进行了初步的研究,主要包括钻柱检测参数确定,检测的选择及钻柱检测初步方案设计等。为进一步研究和实施科学深钻钻柱损伤状况监测提供前期的技术准备。     

BPSK-R信号与BOC信号码跟踪性能分析及比较

分析了射频前端带宽与BOC信号自相关函数的关系,研究了射频前端带宽和早迟码间距对S曲线的影响。在规范的TOA误差估计模型框架下,采用非相干延时码跟踪锁定环,推导出非相干延时锁定环理论计算的码跟踪误差与射频前端带宽、早迟码间距、载噪比、积分时间和码环路带宽之间的关系表达式,从而定量地分析了非相干延时锁定环的码跟踪误差。最后对BPSK-R信号和BOC(10,5)信号的码跟踪性能做了比较,比较表明,BOC(10,5)信号的码跟踪性能优于传统的BPSK-R信号,在相同的码跟踪精度条件下,BOC(10,5)比10.23 MHz BPSK-R信号所需要的载噪比约低7 dB,比1.023 MHz BPSK-R信号低15 dB左右。