论文题目: 摩擦热—机械能联合碎岩理论与工艺的研究与实践
论文类型: 博士论文
论文专业: 地质工程
作者: 吴景华
导师: 张祖培
关键词: 热机碎岩,温度场数学模型,计算机规划求解,胎体材料,钻进工艺参数,钻具设计,野外试验
文献来源: 吉林大学
发表年度: 2005
论文摘要: 热机碎岩理论是建立在机械碎岩基础上的一种新型钻进技术。本文研究了热机碎岩钻进理论,特别是建立了岩石内部温度场的数学模型;研究了与热机碎岩相关的岩石物力力学性质;本文将计算机规划求解法应用于优选计算钻头胎体材料的最佳配方;并对新的配方烧结出的胎体进行试验研究和测试,确定了最优配方;对钻进工艺参数,进行了理论上的分析和计算,最终得出P、N、Q 对热机碎岩钻进效率的影响结论;通过反复多次试验,确定了钻压、转速、泵量以及三者最佳配合参数与钻头寿命与时效;对锰钢钻头应用于热机碎岩钻进进行了试验和研究;针对野外试验实际情况和特点,设计加工了一套野外取心钻具,并进行了室内模拟试验和野外试验,取得了较好效果。
论文目录:
1热机碎岩概论
1.1 热机碎岩原理
1.2 热机碎岩钻进国内外发展概况
1.2.1 国外发展现状
1.2.2 国内发展现状
1.3 研究热机碎岩钻进的理论和实践意义
1.3.1 热机碎岩钻进理论
1.3.2 热机碎岩工艺的研究意义
2热机碎岩机理试验研究
2.1 岩石的热物理学性质及变化
2.1.1 岩石的热物理学性质
2.1.2 岩石在高温下物理力学性质变化
2.2 热机钻进时岩石内部温度的测定
2.3 热机钻进时岩石内部温度场的数学分析
2.3.1 确定岩石中温度变化的趋势
2.3.2 热机碎岩钻进中岩石的温度变化范围及温度变化对岩石强度的影响
2.3.3 构建温度方程,确定温度T与深度Z的函数关系
2.3.4 数学模型与实验数据对比分析
2.4 本章结论
3热机碎岩钻头胎体材料试验研究
3.1 规划求解法分析选择胎体配方
3.1.1 建立数学模型
3.1.1.1 胎体材料设计的指导原理----混合定律
3.1.1.2 建立约束条件
3.1.1.3 问题的量化
3.1.1.4 组建效用函数
3.1.2 计算机求解
3.1.2.1 计算机软件
3.1.2.2 建立工作表
3.1.2.3 设置参数
3.1.2.4 运算结果
3.2 胎体试验研究
3.2.1 各种金属及合金材料的性能
3.2.2 烧结试块配料工艺
3.2.3 胎体的烧结
3.2.4 胎体材料性能指标测试
3.2.5 试验结果分析
3.3 本章结论
4锰钢钻头的试验研究
4.1 锰钢的性能
4.1.1 锰钢
4.1.2 高锰钢
4.2 锰钢钻头的试验
4.2.1 锰钢钻头试验设备
4.2.2 锰钢钻头试验记录
4.3 锰钢钻头磨损机理
4.4 本章结论
5热机碎岩钻进工艺试验研究
5.1 试验用岩石硬度的测定及可钻性分级
5.2 热机碎岩钻进工艺试验
5.2.1 试验设备
5.2.2 试验准备
5.2.3 热机碎岩钻具钻进实验数据
5.2.4 试验数据分析及结论
5.3 钻进工艺参数的研究与选择
5.3.1 数学模型的建立
5.3.2 泵量对钻速的影响验证
5.3.3 摩擦元件和切削元件上压力分析
5.4 摩擦热的物理学解释
5.5 本章结论
6热机碎岩取心钻具的设计
6.1 TM-59钻具存在的问题
6.2 QX-60取心钻具设计
6.2.1 钻具主要参数的确定
6.2.2 钻具设计图(略)
7. QX-60钻具室内模拟与野外试验
7.1 室内模拟分流实验
7.2 野外试验
7.2.1 试验现场情况
7.2.2 钻进设备与钻具
7.2.3 试验记录
7.3 结论与问题
8热机碎岩理论与工艺研究结论及展望
8.1 热机碎岩研究结论
8.2 热机碎岩工艺存在的问题及继续研究的方向
参考文献
攻读博士期间发表的学术论文及其它成果
中英文摘要
致谢
发布时间: 2006-01-17
参考文献
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标签：热机碎岩论文; 温度场数学模型论文; 计算机规划求解论文; 胎体材料论文; 钻进工艺参数论文; 钻具设计论文; 野外试验论文;