SPSS软件在钻孔弯曲规律预测中的应用研究

随着定向钻进技术应用越来越广泛,钻孔轨迹的控制技术变得尤为重要。为了研究钻孔自然弯曲规律,找到顶角和方位角的变化趋势,进而预测待钻钻孔轨迹的变化,使用SPSS软件对安徽省一号矿区的钻孔测斜数据进行多元方程回归统计分析。在考虑孔深、开孔点空间位置信息(x、y、z坐标)对顶角和方位角影响的基础上,建立了四元八次多项式回归方程,并采用均角全距法,将回归拟合的钻孔轴线空间位置与实际钻孔空间位置进行对比。结果表明:将钻孔原始数据进行线性处理后,用四元八次多项式进行回归,能得到较好的效果,若按照钻孔所处地层产状的不同进行分类后进行回归,拟合程度将进一步提高。利用拟合度高的回归方程,能用来预测未开孔地区的钻孔自然弯曲轨迹,对工程施工控制钻孔轨迹也起到了良好的作用,能更好指导工程的施工。

孔底电动冲击回转钻具的研制

为克服传统液动、气动冲击器的缺陷,依据直线电机原理,研制了孔底电动冲击回转钻具。该钻具包括孔底电动冲击器、电机驱动器、动力电池3部分。电机驱动器负责接受地表指令并控制孔底电动冲击器的冲击频率和冲击功,从而实现在不提钻的情况下适应不同地层对冲击功和冲击频率的要求。实验表明,该钻具效率高,性能可靠,调节方便。

钻进打滑地层用孕镶金刚石钻头设计探讨

在极坚硬地层钻探施工过程中 ,经常出现钻头打滑现象 ,给钻进带来了极大的困难 ,钻孔施工周期长 ,增加了施工成本。针对打滑地层孕镶金刚石钻头钻进难题 ,提出了提高胎体硬度、降低扇形块的面积、加大水口面积的设计思想 ;为了提高钻头的寿命 ,提出了将制作金刚石增强型硬质合金复合齿的工艺、配方应用到制作孕镶金刚石钻头的设计思路。通过室内微钻试验 ,结果表明这种孕镶金刚石钻头具有高时效、长寿命等优点 。

新型钢球冲击器及其试验效果

从固体力学理论着手,利用岩石变形时的应力计算公式,分析讨论了"冲击回转"钻进的破岩机理;介绍了中俄合作开发的"新型钢球冲击器"的结构及工作原理。通过对室内及野外实验数据的分析,获得了该冲击器的各种参数关系。实践表明,采用普通硬质合金(或金刚石)钻头加钢球冲击器进行冲击回转钻进,可明显提高机械钻速,降低成本。

超硬复合桩齿合理模具设计探讨

通过分析金刚石—硬质合金柱齿烧结过程 ,以及超硬复合柱齿在钻进过程中的受载荷情况 ,指出常规模具结构的不合理性 ,进而对超硬复合体烧结模具结构进行合理化设计。合理模具结构增加了模具的寿命 。

一个配电GIS系统

介绍了广东肇庆配电网络模型、配电网络GIS系统结构、系统相关功能以及应用情况。采用这种结构具有可靠、安全等特点,从而实现电网数据海量存储与快速输入、修改和查询并存,大大提高系统性能以及多用户协同能力。

新型电磁式孔底冲击器工作机理研究

冲击回转钻进是一种提高硬岩钻探效率的有效方法,实现冲击回转钻进的关键设备是冲击器。针对现有液动、风动冲击器在应用中存在的不足,提出了利用可充电电池组为动力的新型电磁式孔底冲击器的设计思路。详细介绍了新型电磁式孔底冲击器的结构和工作原理,对冲击器的控制系统、电磁驱动部分及电池组供电方案等关键设计技术进行了阐述。研究表明,新型电磁式孔底冲击器能够克服液动、风动冲击器的众多不足、优点显著,具有广泛的推广应用前景。

低温固体氧化物燃料电池法开采天然气水合物

热开采法、抑制剂刺激法等传统天然气水合物开采方法将破坏水合物地层,不能有效地解决海底地层破坏和开采使用化石燃料燃烧后所存在的碳储存和碳捕捉问题。介绍了低温固体氧化物燃料电池法开采天然气水合物的方法。该方法利用CO2置换天然气水合物地层中的甲烷,运送到低温固体氧化物燃料电池的阳极,在阴极通入空气,发生电化学反应,产生电能,并将产出的CO2通入到天然气水合物地层,置换出甲烷。该方法简单、实用,克服了传统开采方法所存在的问题,发电效率较传统发电方法大幅提高。

新型电动冲击回转钻具的研究

冲击回转钻进是一种高效、优质的钻探工艺,冲击器的好坏直接决定着冲击回转钻进的效果。在分析传统液动、风动冲击器使用过程中存在的不足的基础上,介绍了一种新型电动冲击器的设计思路、结构、工作原理及其技术优点。该新型电动冲击器用可充电电池组供电,通过开、关地表钻井泵来调节冲击器的冲击频率和冲击功。研究表明,该电动冲击器设计方案科学合理,技术优点显著,应用前景广泛。

XY-8型钻机配套的钻场数字信息采集及传输系统

为提高钻探工作的科学性,实现钻探过程连续监测和孔内异常工况提前预报,将电子技术、计算机技术、通信技术与钻探技术相结合,研发了XY-8型钻机配套的钻场数字信息采集传输系统,实现了钻进参数的采集、处理、储存以及远程传输,实现了孔内异常工况的提前预报,工作人员可通过视频传输远程管理钻探现场。该系统在河南灵宝地区的应用,取得了较好的经济效益。简要介绍了该系统的组成、功能、特点、参数检测原理、系统软件和生产应用效果。

多功能定向钻探软件系统设计与开发

计算机软件辅助设计钻孔轨迹及其跟踪定位与监控是现代定向钻探工程和深部资源勘探发展的需要,针对地质勘探钻探工程特点和技术要求,多功能定向钻探软件开发以钻孔轨迹设计与分析监控为主,兼顾地质钻探工程技术成果生成,软件系统功能包括钻孔弯曲规律分析、钻孔轨迹坐标定位计算、初级定向钻孔设计、受控定向钻孔轨迹设计、三维空间钻孔轨迹动态演示和钻孔地质设计书生成、钻孔地质柱状图生成、钻探工程技术综合图生成,软件系统经实例验证并应用于工程实践。

新型液动冲击海底取样器及触探技术

海底矿产资源越来越受到世界各国人们的关注,中国海底资源勘探技术落后于发达国家,了解国外先进技术是提高中国海底资源勘探水平的有效途径。本文介绍了一种液动冲击海底取样器的结构、工作原理及海底取样工艺流程;同时还对海底静力触探技术进行了介绍。研究表明:液动冲击海底取样器具有取样深度大、取样质量高等优点,结合孔底静力触探技术能够获取较全面的海底探测信息。

桩基计算机模拟教学实验仿真系统的研制

桩基础设计是《地基与基础》课程的重点内容之一。由于桩基属于地下隐蔽性工程，桩土作用机理、桩的破坏性状无法直观看到，尤其是实践性教学环节——桩的静载实验，属于耗资较大的破坏性实验，一般高校不具备实验条件。因此研制多媒体ＣＡＩ课件——桩基计算机模拟教学实...

多参数液动潜孔锤测试平台的研究

液动冲击回转钻进技术现已广泛应用于地质勘探领域,但在石油、地热、煤层气等其他钻井领域应用还较少。原因之一是现有的液动潜孔锤正常工作所需泵量和泵压与输出冲击功和冲击频率难以适应上述钻井领域的要求。针对这一问题,分析了冲击功与冲击力的关系,利用压电石英传感器测定液动潜孔锤的冲击功,并研制了多参数液动潜孔锤测试平台,探索液动潜孔锤结构参数对其输入、输出性能参数的影响,以适应不同领域钻井技术的要求。新研制的液动潜孔锤测试平台由数据采集和处理模块、循环动力模块和机械固定模块3个主要模块组成,实现了在尽可能不破坏液动锤结构的前提下对其输出冲击功、冲击频率及泵量、上下腔压力、背压等多个参数进行实时动态监测,进而开展液动潜孔锤理论研究,进一步提高其研究水平和适用领域。

超声波/声波钻头/取心器装置

目前,对宇宙中生命迹象的探索是世界各国所关注的最重要的目标之一。美国宇航局研制了由超声波或者声波驱动器驱动的一系列超声波/声波钻头/取心器(USDC),用来进行空间探测并提取岩石、冰与土壤样品,以及进行原位分析。此设备在声波频率下,超声波压电驱动器驱动中间的自由质量块进而冲击钻头来进行采样。目前所制造的超声波钻头/取心器(USDC)装置能够取出岩心和岩屑,在未来的行星探测中,有着非常重要的优点。主要介绍USDC的优点、各装置的结构及其性能特点,以供我国月球探测工程及未来深空探测参考借鉴。

黏弹性地基中楔形桩水平振动特性研究

为完善楔形桩的水平振动理论以便更好地使用,基于Timoshenko梁模型,研究黏弹性地基中水平简谐激振力作用下的楔形桩水平振动问题。首先,分别采用Winkler地基模型和Timoshenko梁模型模拟黏弹性地基和楔形桩,建立楔形桩-土系统横向耦合振动模型。进一步采用分离变量法和传递矩阵法推导得到楔形桩桩身水平位移、弯矩和剪力的解析表达式,并基于所得解详细讨论桩土设计参数对楔形桩空间响应和时间响应的影响。最后,将本文解与Euler梁模型的解进行比较,分析两种模型解的差异。结果表明:桩顶部的动力响应受楔角改变的影响很小;整个桩体的动力响应基本随桩土刚度比的增大而明显增大;随着无量纲频率的增大,桩身水平位移逐渐减小;虽然Timoshenko梁模型与Euler梁模型在小长径比下存在一定差异,楔角对两种模型造成的影响基本相同。

龙马溪组层状页岩微观非均质性及力学各向异性特征

层状页岩的微观非均质性及力学各向异性对研究井壁稳定以及水力裂缝扩展形态具有重要意义。为了向页岩优化钻井、压裂工艺参数提供一定的理论和试验依据,对沿不同角度取心的页岩试样开展单轴压缩实验,配合场发射扫描电镜、原子力显微镜观测实验和波速测试等,研究龙马溪组层状页岩微观非均质性及力学各向异性特征,并讨论这些物理力学特征对水力裂缝形态的影响规律。结果表明:受层理面的影响,龙马溪组页岩呈现出较强的微观非均质性和宏观力学各向异性特征。具体的,微观孔隙结构特征方面,随着观测方向与层理方向之间夹角β的增大,微观孔隙结构的发育程度逐渐增加,说明气体的储集和空间呈增加趋势;宏观力学特征方面,单轴压缩条件下,随着加载方向与层理方向间夹角θ的增加,页岩试样的破坏模式从贯穿层理面的张拉破坏,先转变为剪切破坏,再变为劈裂-剪切混合破坏;龙马溪组层状页岩的单轴抗压强度、泊松比随着θ的增加呈现出先减小后增大的“U”形各向异性模式,弹性模量、横纵波速则逐渐减小,胶结程度较弱的页岩层理面会先于基质体发生破坏,进而显著影响岩石整体的力学性质;页岩微观非均质性及力学各向异性特征在一定程度上影响压裂过程中水力裂缝的扩展行为,以及停泵后压裂液的渗流路径。研究结果可为页岩压裂工艺参数优选提供一定依据。

成层土中轴横受荷桩水平响应的非线性解

对于承受轴向荷载的水平受荷桩,以往研究大多基于线弹性或弹塑性水平荷载传递模型。为提升轴横受荷桩的计算设计水平,采用轴向荷载传递法计算桩身轴力,考虑桩身轴力引起的P-Δ效应,基于双曲线型水平荷载传递模型考虑桩-土体系变形的非线性特征,对成层土中轴横受荷桩的水平响应进行分析求解,得到了轴横荷载作用下桩身变形和内力的非线性有限差分解,并采用MATLAB语言编制了计算程序。使用模型试验算例与基于现场试验的有限元算例对非线性解的准确性进行对比验证,结果表明:计算结果与算例数据吻合良好,可靠性较高;采用不同荷载传递模型的计算结果在不同荷载水平下有所差异,在较大荷载水平下桩-土变形的非线性特点不容忽视。

一种新的阶梯水平井段轨道设计模型

对于开发有一定高度差的多个薄油层,阶梯水平井较普通的定向井和水平井,节约了钻井成本,提高了单井的开采效率。分析了现有的阶梯水平井的设计模型,采用恒工具面模型进行三维阶梯水平井的轨道设计,以上下靶点的井斜角和方位角作为已知量,造斜工具的造斜率和安装角作为控制因素,将过渡点的井斜角和方位角作为待求参数。所设计的三维井眼轨道,通过计算示例表明,可用于设计阶梯水平井段。