双轮铣槽机铣削过程及截齿入岩顺序优化研究

双轮铣槽机（简称“双轮铣”）是地下连续墙的专业施工装备,布齿系统是其核心部件,其参数设计与破岩性能密切相关。基于连续?非连续单元法（CDEM）,建立了铣轮铣削岩土体过程的三维仿真模拟方法。在此基础上,考虑自由面与铣削关联性等因素,对布齿系统截齿入岩顺序影响破岩性能机制进行了研究,建立了关联铣削条件下以预置相邻自由面数目为主要影响因素的入岩顺序数值概化模型。结果表明：（1）获得的铣轮铣削岩土体的铣削力与铣削深度曲线,验证了此数值模拟方法的正确性;（2）相比于完整岩体,具有单相邻预设自由面与双相邻预设自由面岩样的峰值荷载分别下降了32.5%与68.2%,破岩能耗分别下降了19.8%与56.6%;（3）布齿系统中双相邻预设自由面的截齿占总体截齿数目比值越大,布齿系统整体能耗越低,异构式布齿系统能耗低于顺序式。研究成果为完善双轮铣槽机破岩过程与布齿系统优化提供了基础。     

陶粒、砂填充连续与非连续屏障隔振效果的全尺试验与数值研究

采用全尺试验方法,研究不同材料（陶粒、砂）填充不同类型屏障（连续型、非连续型）的隔振效果。同时,为弥补试验研究的不足,辅以数值研究。为此,在试验研究开展之前,在原场地上进行了面波多通道分析（multi channel analysis of surface waves,简称MASW）试验,以便获得场地的动力学特性,作为数值研究的基础。随后,开展试验工作以便获得场地固定点的传递函数与衰减分贝;并使用数值方法,编制程序计算加速度分量的空间分布场。综合以上两种方法后发现,隔振材料影响在低频处,两者差异不甚明显;在中频处,两者差异开始显现。陶粒的隔振表现接近空沟;在高频处,因土体的阻尼作用明显,材料影响难以表现。综上所述,陶粒的隔振效果远优于砂,整体表现接近空沟。屏障类型影响：当频率为30 Hz时,屏障的作用甚微,分量的空间分布形态以振源为圆心,呈环形分布;频率为50 Hz时,环形分布被屏障打破,其形态由环形变为椭圆形,而短边则指向波阵面方向,令一定强度的分量拒止于屏障的后区域;频率为80 Hz时,土体阻尼作用明显,以致两者差异不甚明显。综上,连续型屏障的隔振效果远优于非连续屏障。材料与屏障类...     

桂林典型岩溶区和非岩溶区土壤剖面钙镁形态迁移对比

文章以桂林典型岩溶区和非岩溶区土壤剖面为研究对象,采用改进的Tessier元素形态连续提取法,测定岩溶区和非岩溶区土壤钙（Ca）和镁（Mg）元素离子交换态（包括水溶态）、碳酸盐结合态、腐殖酸结合态、铁锰氧化物结合态、强有机质结合态（包括部分硫化物）和残渣态等形态,探讨岩溶区和非岩溶区土壤Ca、Mg形态在土壤剖面中的迁移变化特征。结果表明:（1）岩溶区石灰土剖面中,随剖面深度加深,pH值增大,而土壤有机质、全氮（N）、全磷（P）含量减少,Ca元素主要以交换态存在且在各土壤剖面中含量相近,Mg元素主要是以残渣态赋存在土壤剖面中,随着土壤剖面深度腐殖酸结合态百分比减少,存在累积现象;（2）在非岩溶地区酸性土壤中,土壤总钙较低。在土壤剖面0~60 cm以强有机结合态为主,深层剖面（大于60 cm）以残渣态为主;Mg元素有效态含量较低,非岩溶区土壤Mg元素以腐殖酸结合态和残渣态为主,与岩溶区土壤类似,非岩溶区Mg元素在土壤中也存在一定累积。      

基于微地震连续裂缝网络模型的SRV研究

在干热岩的开发和改造阶段,需要对储层进行水力压裂改造,储层改造体积(stimulated reservoir volume, SRV)是评价压裂效果的主要标准。微地震监测作为水力压裂的技术环节之一,可以对储层改造体积进行有效估算。本文探讨了基于微地震连续裂缝网络模型的SRV计算方法,以指导干热岩的水力压裂工作。首先,基于微震事件时空分布特征与多项震源参数进行连续裂缝网络建模;其次,提取裂缝网格长度,并选取适当的裂缝高度与裂缝宽度以计算储层改造体积;最后,选取某双井型干热岩微地震监测数据对该方法进行实际应用。实例应用结果表明,该方法可有效估算储层改造体积,为干热岩后续开发与改造提供依据。     

煤矿井下连续管钻进管柱分析及射流钻进实验

由于可连续起下钻、不间断循环等优势,连续管钻井已成为近年来发展最快的石油钻井技术之一,开发煤矿井下连续管钻进技术是煤矿实现“少人化”甚至“无人化”钻探的重要技术途径。针对该技术在煤矿井下应用存在的管柱优选、钻进方法等关键问题,提出了连续管射流定向钻进方法,根据煤矿井下钻探用泥浆泵能力和孔深设计,分析了不同管径、不同弯曲比(r₀/R_b)连续管流体摩阻;采用数值模拟方法,分析了不同连续管管径与钻孔孔径比(管孔比r_c)情况下近水平钻进管柱屈曲形态及与孔壁接触应力;通过旋转射流水力学参数研究和破岩效果实验,给出了最佳射流钻头参数:通过连续管射流定向钻进实验,分析了射流定向钻进造斜规律,不同流量、钻进速度与钻孔孔径的关系。结果表明:?19～?31.75 mm连续管的弯曲半径可满足煤矿坑道空间要求;连续管流体摩阻的主要影响因素为管径和流量,在井下常用泥浆泵流量200 L/min、压力31.5 MPa、钻孔深度200 m情况下,?31.75 mm连续管为最佳管柱方案;管孔比r_c=0.454时,连续管与孔壁接触应力...     

复合冲击作用下PDC钻齿破岩过程连续-非连续数值模拟研究

复合冲击钻进是兼具轴向和扭转2个维度冲击的新型破岩技术,针对岩石在聚晶金刚石复合片钻头(Polycrystalline Diamond Compact,PDC)钻齿轴向-扭转2个方向冲击作用下破坏机制复杂、复合冲击破岩机理不清晰等问题,基于连续-非连续分析方法(Continuous Discontinuous Element Method,CDEM),建立基于共享节点的FEM-DEM岩石模型,再通过室内单轴压缩实验验证该计算模型的合理性。基于JavaScript二次开发,建立单钻齿复合冲击运动模型,并模拟PDC单钻齿在正弦函数下的复合冲击破岩过程。通过对岩屑、径向剪切裂纹、侧向裂纹和侧向主裂纹等形成过程的分析,揭示岩石在复合冲击作用下的破坏规律。在此基础上,建立单钻齿复合冲击切削力学模型,开发适用于分析复合冲击破岩钻进的连续-非连续数值算法,分析不同切削深度、前倾角度、轴向冲击速度、扭转冲击速度下的破岩效果,探讨不同钻齿参数下的切削力和破岩规律。结果表明：复合冲击作用下钻齿前方和下方岩石均发生大体积破碎,可实现“立体破岩”效果,进而减小钻头的粘滑效应。钻齿与岩层的接触面积、接触弧长、冲...     

青海省新增地震台波形数据质量评价

为了进一步提升青藏高原地震监测能力,中国地震局在青海、西藏和新疆3个地区建设地震台站。为确保高质量产出地震数据,以青海地区新增16个地震台站为例,围绕观测数据的完整性和可靠性,基于数据连续率、台基噪声水平和事件波形记录质量,对地震观测数据质量进行评价,结果发现：青海地区新增地震台站观测环境较好,总体运行稳定,数据连续率较高,适合进行宽频带数字地震观测;地震台站空间分布更加均匀,青海省中西部地区理论地震监测能力从约M_S 4.5提升到M_S 2.0,地震监测能力提升。本项工作的开展,为我国青藏高原地震监测能力提升提供了业务化支撑。     

地磁台站连续观测分钟值连接阈值选择

对流动地磁矢量观测数据进行日变通化时,需借助周边地磁台站长时段连续观测分钟值数据,以计算测点处观测时刻至通化日零时H、D和Z三分量变化量,而台站实际相对记录数据多存在相邻两日非正常台阶差值,需予以消除,以保证数据的连续性。选取满洲里、德都、蒙城、泰安、静海、隆尧、锡林浩特和长春8个固定地磁台站2020年5月相对记录数据,讨论H、D和Z分量的连接阈值。为筛选得到更多的台阶值,首选较小值进行连接尝试,分析台阶值在相邻两台站的同步性,并统计台阶值出现前后连续分钟值的正常波动幅度,讨论台阶值的合理性,进而对阈值进行调整,得到3个分量的合理阈值分别为1.0 nT、0.35 nT和0.4 nT。在实际应用中,由于不同台站的地磁观测数据质量存在差异,根据需要可适当提高阈值,尤其是Z分量阈值。     

连续电导率观测系统在五龙金矿深部找矿预测中的应用研究

辽宁省五龙金矿区地质工作程度较高,截至目前开采深度达近千米,而地球物理工作相对滞后,急需开展深部隐伏矿地球物理探测工作,进而指导深部找矿预测研究,实现寻找深部隐伏矿的有效突破。为此,在分析矿区地质、构造及岩矿石物性资料的基础上,结合区域航磁资料和区域构造的分析结果,针对矿区主要成矿地质体和成矿构造,实施开展了连续电导率观测,通过二维反演与综合分析,预测五龙矿区163主矿体向下仍有较大的成矿空间,且矿体向东南方向延伸,在矿区东南部及外围形成较为有利的成矿部位,进而为下一步矿区地质找矿工作提供有效帮助或指导。     

连续循环系统在科学超深井中的需求分析

作为“入地”重要手段的科学深井、超深井工程是研究深部地质学的重要方法,被誉为“伸入地壳的望远镜”。科学超深井井内超高温高压成为钻井作业中突出的技术难题之一,其对钻井液、井底动力机具、井下检测仪器、铝合金钻柱提出了极为苛刻的要求,致使工程难度增大、风险提高、工期加长。通过对科学超深井钻井工程特点的总结,分析了钻井液连续循环对井眼稳定性和井底温度的影响,得出了连续循环系统对于科学超深井钻井作业具有较强的技术需求的结论。对我国未来万米科学超深钻计划提供了技术支持。