裂纹间动态相互作用的实验观测与理论分析──以共线剪切裂纹归并为例

本文以共线剪切裂纹的归并为例,研究裂纹系的动态相互作用．实验结果表明：在张破裂的意义上,小间距共线剪切裂纹的内端部实际上是阻碍结构,通过迂回弯曲的张破裂归并．本文提出一种估计张破裂扩展途径的近似方法,利用张应力破裂判据找出了潜在的破裂扩展途径的第一近似,较好地模拟了共线裂纹的破裂途径,和现有的数值模拟方法比较,可以大大缩短机时,简化计算程序,保证精确度．本研究结出了岩石剪切破裂“隧道效应”（即破裂跳过障碍体,而障碍体本身不破坏）的机理,还给出了脆性介质在摩擦、磨损过程中碎屑产生的机理．     

螺杆钻具转子表面磨损规律研究

转子是螺杆钻具的核心部件,与定子相配合,决定了螺杆钻具的工作效率和动力性能。主要研究不同泥浆固相含量和添加剂对螺杆钻具转子表面磨损的影响,并设计了专用试验装置以模拟近井下条件工作时螺杆钻具转子的表面磨损情况,对其磨损规律开展研究,探索了转子在不同泥浆条件下的磨损规律,并结合相关磨损机理进行了进一步分析。初步发现了对硬铬镀层损伤较大的因素是泥浆固相与盐类添加剂,进而确定了硬铬镀层磨损的主要形式是腐蚀磨损,从而形成了对转子的制造工艺及使用方法的有益建议。     

纳米氧化物颗粒对水基钻井液润滑性能影响的试验研究

通过在水基钻井液中添加纳米氧化物颗粒,来改善其润滑性能。选用了Al2O3、TiO2及SiO2三种纳米氧化物颗粒作为钻井液改性添加剂,利用极压润滑仪及销盘摩擦磨损实验仪研究了添加不同种类和浓度纳米颗粒氧化物对水基钻井液的润滑性能及减摩效果的影响。结果表明,所添加的3种球形纳米颗粒均有润滑减阻减摩的效果,其中SiO2颗粒的钻井液的润滑性能、滤失性能以及减摩效果都是最好的。当纳米SiO2颗粒加量为0.4%时,滤失量最小,润滑系数降低率达到15.6%,摩擦系数降低率为32.0%,磨痕轨迹平滑,减摩效果最为明显。当纳米颗粒浓度超过0.5%时,减摩效果降低,磨盘脱层磨损明显。     

PDC破岩条件下的岩石研磨性评价

岩石的研磨性是钻井过程中钻头的磨损预测及优化的重要因素。为了预测钻遇地层岩石的研磨性,建立了钻井过程中PDC复合片的磨损计算模型,从而得到了岩石研磨性的预测方法。首先,通过复合片与地层之间的受力分析并结合岩石的破碎条件,建立了不同钻压条件下地层对复合片的作用力计算模型。根据石英含量的概率密度分布情况,获得了岩石中参与磨损的颗粒与复合片底部的真实作用力。然后,根据PDC复合片磨损的几何原理,建立了地层对钻头复合片的磨损计算模型。通过室内实验对模型进行修正,分析了岩石各种属性对复合片磨损的影响规律,揭示了各参数影响复合片磨损的主次顺序依次为：弹性模量>石英含量>内摩擦角>表面粗糙度>泊松比>内聚力。基于该磨损模型建立了岩石研磨性评价指标,对制定了岩石研磨性的分级标准具有一定的借鉴意义。     

基于TRIZ系统论对海上风机叶片的分析

在介绍海上风机发展前景及海上风机所面临技术问题的基础上,利用TRIZ系统分析工具对海上风机叶片的磨损进行了详细分析,并指出了解决风机叶片磨损的方向,最后给出最优解决方向,并进一步阐述了目前在最优解决方向上所做的努力及不足.     

长螺旋钻杆的磨损对钻进影响初探

通过分析钻杆过度磨损的原因和后果,从破碎功和钻杆受力两方面分析影响钻进效率的原因,提出解决问题的方法。     

对铬铁磨球组织选择的理论探讨

通过对磨球运动，受力状况和磨损机制及其影响因素的分析，提出了对磨球使用性能的要求；应用材料科学基本理论，重点探讨了铬铁磨球组织选择的方法，原则和依据。结论是；根据磨球的工况条件，准确判断磨球的磨损机制是合理选择磨球组织的前提。     

复合地层土压平衡盾构滚刀磨损规律及切削距离寿命预测分析

软硬不均复合地层中地质条件频繁变化,盾构滚刀磨损加剧严重制约施工效率。为探索复合地层土压平衡盾构机滚刀耐磨蚀改进措施,准确预测复合地层土压平衡盾构滚刀的磨损量与切削距离寿命,本文采用统计回归法对广州地铁18号线工程ZDK30+433.76~ZDK31+150.61区间盾构滚刀更换情况及磨损量进行统计分析。通过利用滚刀磨损量以及盾构掘进参数得到了适用于软硬不均复合地层的滚刀磨耗系数K。根据磨耗系数K及相应的滚刀磨损计算模型,对复合地层中土压平衡盾构滚刀磨损量及切削距离寿命进行预测分析,从滚刀的设计制作、施工参数、现场监管和渣土改良4个方面提出了复合地层滚刀的耐磨蚀改进措施,并对土压平衡盾构掘进参数进行优化,提出了沙湾水道段的推荐刀盘转速值。该研究成果为广州地铁18号线工程及类似地层条件下盾构滚刀磨损预测及换刀时机选取提供了工程经验与理论依据。