FABRICATION OF DLC COATED COBALT-CEMENTED TUNGSTEN CARBIDE MICRO-DRILLS AND THEIR CUTTING PERFORMANCE

In machining the particle reinforced aluminum based composite material with high Si content using the cobalt-cemented tungsten carbide micro cutting tools, diamond like carbon （DLC） films are deposited on cobalt-cemented tungsten carbide micro-drills with two-step pretreatment method. Characteristics of DLC coated tools are investigated in bias-enhanced HFCVD system with the optimized hot filament arrangement. The optimization deposition technology is obtained and the wear mechanism of cutting tools is analyzed. The drilling performance of DLC coated tools is verified by the experiments of cutting particle reinforced aluminum based composite material （Si 15% in volume） compared with uncoated ones. Experimental results show that the two-step pretreatment method is appropriate for complex shaped cemented carbide substrates and ensures the good adhesive strength between the diamond film and the substrate. The cutting performance of DLC coated tool is enhanced 10 times when machining the Si particle reinforced aluminum based metal matrix composite compared with that of uncoated ones under the same cutting conditions.

龙门山双复杂区表层结构调查方法研究

龙门山山前带地表地质条件复杂,浅表层速度及厚度差异大,给激发、接收和静校正等工作带来较大困难。表层调查工作直接影响到地下介质成像效果。为使该地区进行的地震勘探攻关能够获取准确的静校正量数据,给井深设计提供依据,研究适合该区域的表层调查方法,结合地质剖面、浅震、小层析、地面微测井、钻井取心、高密度电法、三分量共振表层调查方法的工作原理,分别应用不同方法做比对,分析了不同调查方法的应用效果。通过不同表层调查的比对,分析了不同方法的适用范围,为该区选择合适的表层调查方法及方法参数选取提供依据,同时为其他地表复杂区域进行表层调查提供参考。

超深缝洞型碳酸盐岩储层超低密度钻井液技术

塔里木油田压力系数低于1.0的超深井碳酸盐岩低压储层常发生钻井液失返性井漏,其平均井深超过6000 m,井控风险极大,除了强钻再无更好手段,往往只能提前完井。为提升超深井水平段延伸能力,研究人员研发了高强度空心玻璃微珠,可配制密度为0.93~1.07 g/cm^(3)的超低密度水基钻井液。详述了中古262-H4C井井漏失返后利用低密度水基钻井液重建井筒循环、恢复常规定向钻进的施工过程。现场钻井液密度最低降至0.98 g/cm^(3),井漏失返后多钻373 m,实现了一井钻穿两个缝洞体的地质目的,保障了该井井漏失返后钻至设计井深,开创了空心玻璃微珠超低密度钻井液在国内垂深超6000 m的超深井应用先例,为我国类似老区低压地层应用提供了技术参考。

高温下水基钻井液核心组分微观行为分析

水基钻井液在高温下性能调控难度大,主要与核心胶体粒子的分散状态有关,而水基钻井液成分复杂,单一组分与多组分间受高温作用性能变化规律不同,对胶体粒子的分散状态均有影响。针对水基钻井液核心组分,通过高温高压流变性测试获得了膨润土胶体剪切应力-温度曲线,并测试了不同温度下胶体颗粒粒度分布,分析了黏土矿物胶体粒子在室温~220℃范围内的分散、絮凝与聚结状态及形成机制,同时利用SEM测试和黏土矿物晶层结构分析,从微观角度揭示了富含镁多孔纤维状黏土矿物胶体的高温稳定机理,此外,基于对高温热滚前后流变性和滤失量等性能变化的分析,从黏土矿物结构特征和聚合物断链、吸附特性等角度揭示膨润土/复配黏土矿物与聚合物类处理剂在高温下的互相作用机理,结合实验结果,明确了低浓度膨润土与海泡石复配胶体具有明显的高温稳定优势,为超高温水基钻井液的构建提供了理论支撑。

脉冲激光加工微细钻铣刀具研究现状及其发展趋势

微细钻铣刀具是微纳加工的重要工具,广泛应用于航空航天、3C电子产品、新能源汽车和医疗器械等高端装备关键零部件的微细加工。本文对比了多种微细钻铣刀具制造方法的优缺点发现,采用脉冲激光加工技术制造微细钻铣刀具具有良好的加工能力和适用范围;探讨了脉冲激光制造微细刀具的加工机理和加工工艺等的研究现状,提出了脉冲激光加工微细钻铣刀具的应用前景和发展趋势。

超疏水微结构表面的制备工艺研究

针对装备表面大面积采用超疏水结构以实现减阻、防污的需求,考虑加工低成本、可重复及高效的目标,采用PDMS模塑工艺来实现超疏水微结构的制备,基于高速微小孔钻削工艺在铝合金表面加工阵列微孔结构作为PDMS浇铸的模具,成功在PDMS膜表面复印出阵列微柱结构,对制备的超疏水微结构PDMS膜进行了加工误差分析,误差为6%。

硬质合金微型钻头固有频率研究及应用

分别利用实验、模拟和计算三种方法对微型钻头的固有频率进行分析,制备了不同直径及长度的未加工螺旋槽棒料和已加工螺旋槽产品,进行固有频率测试并分析不同规格棒料、产品之间频率的差异。根据实验结果总结了微型钻头一阶固有频率的经验公式,与棒料的模拟频率进行对比。结果表明:实验、模拟、计算三种方法表现出较好的一致性,微型钻头的固有频率与直径和长度有较明显的对应关系。针对钻径≤0.4mm、长径比>20的微型钻头,在微型钻头入钻前用经验公式可以较快地计算出微型钻头的固有频率;模拟方法可以较准确地求得微型钻头的多阶固有频率,方便进行共振分析;微型钻头钻孔过程中固有频率随着钻削深度的增加逐渐增大。

多特征反向传播-人工神经网络微钻阻力年轮识别方法

峰谷年轮识别算法仅使用峰谷差值这一个特征进行年轮识别,因此该算法的误判率和漏判率较高。为了进一步提高微钻阻力年轮识别精度,提出了一种基于多个波峰特征的反向传播-人工神经网络(BP-ANN)年轮识别方法。首先使用峰谷年轮算法识别有效波峰,然后使用波峰阻力值、波峰与前波谷和后波谷的阻力差值、波峰与前波谷和后波谷的距离、前波谷与后波谷的距离等6个参数描述波峰特征;然后根据阻力图与圆盘图像确定有效波峰的类型,如果该波峰是一个年轮信号,则标记为“1”,否则标记为“0”;最后使用BP-ANN算法构建有效波峰分类模型。结果显示,BP-ANN模型的准确率比峰谷年轮识别算法提高了1.26个百分点,误判率和漏判率比峰谷年轮识别算法分别减少了1.06和1.38个百分点。结果表明:基于多个波峰特征的BP-ANN模型的年轮识别方法可行;与传统的峰谷年轮识别算法相比,该方法可有效提高年轮识别精度,有效降低年轮误判率和漏判率.

CFRP微钻孔进给速度影响实验及表面质量验证

关于碳纤维增强复合材料(CFRP)制孔多采用常规钻削技术,表面质量达不到要求。为此开展CFRP微钻孔进给速度影响实验测试分析,并对钻削表面结构开展综合验证,为提高制孔品质以及改善制孔质量都奠定了可靠基础。研究结果表明:为了防止因切削热量造成的刀具结构破坏和壁部损伤,设置进给速度5 mm/min是比较合理的。在设置2 500 r/min与5 mm/min进给速率下达到了最大轴向力4.5 N,增加进给速度会促进层合板轴向力增大。增加进给速率后,有利于孔面纤维层发生更大程度脱落。出口孔壁表面形貌表现出来很高的光滑性,验证微钻孔设计的准确性。该研究为提高制孔品质以及改善制孔质量都奠定了可靠基础。

微泡沫钻井液的发展史与特点

勘探开发低压、常压裂缝性潜山油气藏以及能量枯竭油气藏时,若采用常规钻井液钻井,井漏频发,不仅影响施工进度,钻井液还会污染产层、堵塞油气孔道,导致产能不理想。因此,文章对低密度钻井液体系中的微泡沫钻井液体系的发展史和特点进行了分析,对今后钻遇低压裂缝性地层时如何合理优选钻井液体系提供了理论依据。

纳米二氧化硅对微泡沫钻井液体系的影响

【目的】微泡沫钻井液是一种热力学不稳定体系。在复杂的地层环境中,钻井液的稳定性会下降,导致微泡沫钻井液的使用范围受到限制。为了稳定微泡沫钻井液,通常使用稳泡剂来增强泡沫的稳定性。随着对纳米颗粒研究的深入,发现纳米二氧化硅颗粒具有稳定泡沫的作用。本研究通过试验来对纳米二氧化硅颗粒进行研究。【方法】首先,以泡沫半衰期和发泡量为指标来验证纳米二氧化硅对泡沫稳定性的影响。其次,将纳米二氧化硅添加到微泡沫钻井液中,用来研究纳米二氧化硅对微泡沫钻井液性能的影响。【结果】由试验结果可知,纳米二氧化硅能极大增强微泡沫的稳定性,与未添加纳米二氧化硅的表面活性剂溶液相比,添加纳米二氧化硅后的半衰期增加60 min。在微泡沫钻井液中加入纳米二氧化硅后,钻井液的稳定性增加、流变性良好、黏度增加、失水降低。【结论】纳米二氧化硅在增强泡沫稳定性上具有显著作用,将其应用到微泡沫钻井液中,能有效提高钻井液的稳定性,降低钻井液的失水量,从而发挥出钻井液的良好性能。未来可以使用纳米二氧化硅来代替钻井液材料,能有效降低钻井液成本。

巴彦油田深层欠压实地层定向井优快钻井技术

巴彦油田地层沉降快速、欠压实,且岩性复杂,储层埋深超4000 m,平均井深超5000 m,钻井施工过程中易发生井壁失稳、定向井机械钻速慢、轨迹不易控制等问题,建井周期长达54.96 d。为此,开展了井眼轨道优化、个性化钻头优化设计、降摩减阻提速工具应用、钻井参数和钻井液性能优化。研究结果表明:1.2(°)/30 m降斜率利于研究区钻井施工;五刀翼PDC钻头浅内锥、异型齿和后排减震齿设计,可提升抗冲击能力,提高机械钻速;“水力振荡器+钻柱扭转控制系统”及“旋转导向+低速大扭矩螺杆”可以提高定向段机械钻速50%以上;“低钻压、高转速、大排量”的工程参数可使上部乌兰图克组地层提速9%以上,“高钻压、高转速、低排量”的工程参数使深部五原组、临河组地层提速14%以上;聚合物钻井液体系配合微纳米封堵剂,解决了井壁失稳复杂情况。现场应用11个平台90口井,平均机械钻速提高了8.89%,建井周期缩短23.94%。优快钻井技术推动了巴彦油田兴华1区块钻井大幅度提速,为同类油气藏快速建井、加快产能建设提供了借鉴。

微喷带激光打孔质量评价及对喷孔流量的影响

喷孔参数和流量是研究微喷带水力性能的基础.为探究微喷带喷孔结构与喷洒特性,选取了国内外2种激光打孔的加强压边型微喷带,每组组孔包含12个喷孔,利用图像处理进行了喷孔参数测量与加工质量评价,并进行了喷孔流量试验.结果表明,2种微喷带从喷孔内侧和外侧测得的面积误差均小于10%;进口微喷带和国产微喷带喷孔的平均圆度分别为0.82~0.88和0.82~0.91,进口微喷带不同组孔内相同位置喷孔的圆度偏差系数低于0.040、流量偏差系数小于0.120,而国产微喷带喷孔的圆度偏差系数和流量偏差系数的波动较大,其值分别为0.009~0.069和0.057~0.475.因此以喷孔面积和圆度为指标,可对不同激光打孔的微喷带喷孔进行评价,当喷孔面积的波动范围和圆度偏差系数较小时,微喷带不同组孔内相同位置的喷孔流量差异性较小.

臭氧微纳米气泡技术处理油气田钻井废水的试验研究

随着清洁化生产的深入推进和环保意识的提高,对作业现场的钻井废水及其处理方式的要求越来越严格。针对钻井废水稳定性高、化学需氧量(COD)高、色度高、降解难的特点,采用微纳米气泡技术以提高气体利用率和传质效果,结合臭氧对难降解的高浓度有机污染物进行降解。室内模拟试验表明,经过预处理后再采用臭氧微纳米气泡技术处理,COD从47328 mg/L降至131 mg/L,去除率达到99.7%,TOC从15146 mg/L降至65.2 mg/L,去除率达到99.6%,COD和TOC的去除率均超过99.5%,臭氧微纳米气泡技术对高色度和高COD具有显著的去除效果。采用絮凝沉淀、芬顿工艺配合臭氧微纳米气泡技术能够降低臭氧投加量,从而降低投资和运行成本,是一种经济高效的处理方法。

小型微型桩钻机在输电线路桩锚复合基础施工中的应用研究

通过对小型微型桩钻机及桩锚复合基础相关理论的系统梳理,探讨了小型微型桩钻机在桩锚复合基础施工中的实际应用,包括施工钻孔灌注、提升施工精度和实时监测等方面。研究结果表明,小型微型桩钻机能够满足桩锚复合基础施工的需求,是进行此类施工的有效设备。最后针对存在的问题,提出了相应的对策建议。本研究为小型微型桩钻机在输电线路桩锚复合基础施工中的应用提供了有益的参考。

先导式顶拉管技术在给排水工程中的应用探讨

先导式顶拉管技术是一种基于水平定向钻技术改进的新型铺管技术,在多地实际排水工程应用中已取得成功经验。文中结合南方某城市排水工程,分析了先导式顶拉管技术的原理和特点,深入阐述了施工前具体计算方法和施工技术要点,以期为该技术的应用提供参考。

高海拔地区光伏支架微孔灌注桩基础快速施工工艺研究

针对高海拔地区光伏支架微孔灌注桩施工存在的诸多问题,文中以刚察县120万千瓦“源网荷储”一体化项目为例,提出一种光伏支架微孔灌注桩基础快速施工工艺,其更好地满足了高海拔地区的施工环境和设计质量的要求,提高了施工效率,降低了施工成本。

印制电路板微短不良问题的探讨

微短不良是导致印制电路板(PCB)产品报废的常见问题之一,对PCB有功能性影响。本文以实际生产为基础,通过一系列验证实验,多种途径追踪分析,对微短不良问题的根本成因进行了研究和讨论。

基于机器学习的复材装配制孔微损伤监测方法研究

研究旨在开发一种基于机器学习的复合材料装配制孔微损伤监测方法,针对碳纤维增强复合材料(CFRP)在制孔加工过程中容易产生的分层损伤等问题,通过采集力学信号、声发射信号和温度信号方式,利用机器学习模型实现对碳纤维增强复合材料(CFRP)制孔微损伤的实时监控。研究内容包括理论研究、实验研究、信号处理、模型构建及监测系统设计等,从而形成一套基于工艺参数及刀具角度耦合约束下的复材制孔微损伤控制方法,并达到一定的技术指标,为后续研究指明了方向。

MoS_(2)植物油基纳米流体对GH4169镍基合金钻削性能的影响研究

为研究MoS_(2)植物油基纳米流体在镍基高温合金微量润滑钻削界面的摩擦学机理,以蓖麻油作为基础油,制备不同质量分数的纳米流体,搭建微量润滑钻削实验平台,以MoS_(2)植物油基纳米流体作为润滑液,开展了干钻、蓖麻油微量润滑和纳米流体微量润滑条件下镍基高温合金GH4169的钻削加工试验,对比分析干钻、纯蓖麻油微量润滑和不同质量分数的MoS_(2)纳米流体微量润滑对镍基合金钻削性能的影响。结果表明,MoS_(2)纳米流体微量润滑降低切削温度100℃以上,减少后刀面磨损量达75%,提高表面质量和刀具使用寿命,这主要归功于纳米颗粒的导热性能,减少了刀屑粘结,同时纳米颗粒的修补作用能填补切削刃上的微小缺口,进一步延长刀具使用寿命。