旋切方式作用的新型钻头破岩特性与试验分析

在分析传统三牙轮钻头破岩特性的基础上,提出一种旋切方式破岩的新型钻头(旋切钻头)。运用柱坐标与复合运动原理,建立破岩过程切削齿的位置方程、速度方程和加速度方程。同时结合算例参数,分析不同齿圈切削齿破岩过程接触段上的速度和加速度分布规律。根据加速度计算结果进行切削齿破岩工作力学和失效机制研究。结果表明:在钻进过程中,旋切钻头的切削齿以冲击、旋切方式破岩,不同齿圈切削齿同时切削井壁,且大齿圈切削齿过井眼中心,运动速度快,可有效地提高钻头心部破岩效率。试验结果验证了算例分析和计算方法的正确性,建立的计算方法修正了现有研究的部分错误,且适用于其他牙轮钻头与复合钻头的研究。     

岩石材料力学相似性定量评价方法研究

材料的相似度是物理模拟实验的关键因素,分析两种定量化评价方法。提出一种基于应力-应变曲线的岩石材料力学相似性定量评价法,由应力-应变曲线评价、基于应力-应变曲线的π值评价和综合评价3部分组成。通过综合评价指标描述相似程度。结果表明:评价内容应包含材料参数两个方面的特性,即相似材料参数理论值与实际值的近似度和相似材料参数满足无量纲数的情况。验证了所提出的方法在构造变形与烃类充注一体化物理模拟中的准确性和实用性。     

—种C-RAN架构无线网络中的干扰抑制方法

无线网络中移动终端因为共享无线信道而存在相互干扰,针对C-RAN(centralized,cooperative,cloud,and clean-radio access network)架构无线网络中的上行干扰抑制问题进行研究,利用C-RAN架构网络具有集中式处理特点,在分析了各远端射频单元(remote radio unit,RRU)之间信号存在相关性的基础上,证明了利用信号之间的相关性进行干扰消除,在一定条件下是存在的.基于此,提出通过各个移动终端到邻近RRU的信号来建立网络中移动终端之间的相关矩阵,进而求得干扰消除矩阵,利用得到的干扰消除矩阵对网络中的上行信号进行处理,消除上行信号中由移动终端发送信号所产生的干扰.仿真结果表明,采用矩阵干扰消除方法,在四进制正交幅度调制(4-quadrature amplitude modulation,4QAM),16QAM等调制模式下,相比于传统接收方式,误码率都有明显的改善,且随着背景噪声的减小,误码率的下降速率更快.     

基于D-S证据理论的岩体质量分级组合评价方法

现有岩体质量分级方法评价结果存在非一致性的问题.为此,在组合评价思想的基础上,选取多种岩体质量分级方法作为基础分级方法,建立了岩体质量分级组合评价计算模型.并考虑到D-S证据理论是一种较严谨的不确定性推理方法,其具有较强的信息融合能力,并且能够反映不同信息之间的一致性和冲突性,将其引入建立一种新的组合评价方法合成规则.然后,针对D-S合成规则需要解决确定基础分级方法基本概率分配函数这一问题,引入欧氏距离建立基础分级方法基本概率分配函数的确定方法,从而最终建立基于D-S证据理论的岩体质量分级组合评价方法.最后,工程实例分析表明,3种基础分级方法存在冲突性,但是D-S证据理论能够较好地解决这一问题.     

准噶尔盆地东道海子凹陷平地泉组烃源岩地球化学特征

对准噶尔盆地腹部东道海子凹陷二叠系平地泉组烃源岩地球化学特征进行评价,通过对烃源岩有机质丰度、类型与成熟度及烃源岩厚度特征分析表明,平地泉组发育湖相泥岩,在凹陷内分布广泛、厚度大,为东道海子凹陷的主力烃源岩;凹陷东北部滴南地区平地泉组烃源岩为中等-好的烃源岩,有机质类型为Ⅱ2型-Ⅲ型,热演化达到成熟-生油高峰阶段;平地泉组门限深度为2 350m,生油高峰深度为2 900m左右。结合邻区资料,认为东道海子凹陷主体平地泉组烃源岩有机质丰度高、类型较好,达到生油高峰-高成熟阶段,具有较高的资源潜力。     

新近系软岩模拟材料的单轴抗压实验特性

采用相似材料模拟的方法对新近系(原上第三系)软岩的力学特性进行研究.选择了4种模拟材料方案,制作成重塑样,研究其力学特点是否符合软岩的特征.对制作好的模拟材料式件进行单轴抗压实验,采集实验曲线,分析其力学特征.得到材料了的弹性模量,泊松比,密度等力学参数.得出影响材料强度及变形特征的主要因素是水胶比和胶结材料.从这些方案中选出符合软岩特征的方案及配比.运用多项式拟合方法分析出所选材料单轴本构关系,并与已有关系方程进行对比,验证实验及拟合方程的准确性.得出了所选材料应力-应变关系的经验公式.     

基于颗粒流程序的非定常西原体模型

为实现岩石试样蠕变全过程的准确模拟,并从细观角度探究蠕变过程中微裂隙的发生和发展规律,在二维颗粒流程序(PFC2D)中开发出具有黏弹塑性特征的西原体流变接触本构模型,进一步提出包含两种非定常元件的非定常西原体模型,推导了模型本构关系和蠕变方程.在PFC2D中调用自定义西原体流变模型,通过参数调试,获得与真实试样具有相同强度特性的数值试样.以室内单轴压缩蠕变试验数据为基础,在Matlab中对模型非定常参数进行拟合反演分析.在此基础上,进行单轴压缩蠕变试验的模拟,计算过程中分别采用定常和非定常两种模型,并对微裂隙进行监测.对比分析结果表明:定常模型仅适用于衰减和稳定蠕变阶段;非定常模型也可用于描述加速蠕变阶段,从而准确模拟蠕变全过程;加速蠕变阶段主要是由微裂隙的加速发展而产生,加速蠕变将导致试样剪切破坏.     

浅谈牙轮钻进在凿井工程中的应用

介绍了牙轮钻的钻进工艺及实际应用。施工过程表明:牙轮钻的使用不仅大大提高了钻进效率及钻孔质量,而且提高了孔内的安全程度,在实际工作中取得了较好的效果。     

岩石张拉及剪切破裂声发射震源机制分析

选取花岗岩,开展三点弯曲和剪切加载条件下声发射试验,采用单纯形算法与矩张量理论分析了不同破裂类型微裂纹的时空分布特征.研究结果表明:在加载过程中,三点弯曲试样总体上以张拉型破裂为主,岩石最终破坏时,张拉型裂纹所占比例超过50%;剪切试样以剪切型破裂为主,最终剪切型裂纹所占比例超过60%.声发射事件的群集区域和矩张量分析结果与最终的岩石破裂结果相一致,说明矩张量理论能够定量描述岩石在加载过程中张拉应力、剪切应力的分布和迁移规律,这为岩石破裂过程中微裂纹的相互作用和贯通机制提供了良好的分析手段.     

岩石破坏过程中波速变化特征

在单轴阶段加载条件下,对取自闽南地区的闪长岩岩样进行了不同方向上纵波传播速度的测试.首先根据实验结果总结出不同方向波速在岩石破裂过程中的变化规律,然后基于应力微小变化范围内波速与应力遵循线性关系的假设构建波速-应力关系模型,最后通过多参数分段拟合方式求解模型待定系数.研究结果表明:平行于加载方向的波速在压密阶段快速上升,岩石破裂前的波速降不明显.而垂直于荷载方向的波速在压密阶段少量上升后在临近岩石破裂出现非常明显的波速降.波速-应力关系模型通过参数的变化可以准确地描述不同方向波速的变化过程,证明了模型的适用性.