冲击作用下岩石破碎比功理论分析及模糊预测模型 被引量：10

1

作者 曹钧 沈志康 +4 位作者 胡永乐 范成洲 王定贤 邓丽蓉 杨欢 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S2期145-149,共5页

从岩石破碎机制分析出发,通过建立岩石破碎比功模态,确定破岩机具结构尺寸、岩石力学特性和破岩工艺三类对岩石破碎比功有影响的参数。引入模糊逻辑法,将上述参数作为模糊逻辑分析的输入变量,岩石破碎比功作为模糊逻辑分析的输出变量,... 从岩石破碎机制分析出发,通过建立岩石破碎比功模态,确定破岩机具结构尺寸、岩石力学特性和破岩工艺三类对岩石破碎比功有影响的参数。引入模糊逻辑法,将上述参数作为模糊逻辑分析的输入变量,岩石破碎比功作为模糊逻辑分析的输出变量,建立用于预测岩石破碎比功的预测模型。将该模糊预测模型应用于某工程实例,通过对比模型所得结果与工程实践中的真实岩石破碎比功,该模型所得结果与工程实践中的真实值比较接近,预测模型设计合理,模糊推理规则能够表达工程实践,在给定输入变量的情况下,该模型可有效预测岩石破碎比功这一重要特征参数。 展开更多

关键词 岩石破碎比功 破碎机制 模糊预测模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于岩石损伤本构的破碎比功评价模型研究与应用 被引量：6

2

作者 蔡灿 伍开松 +2 位作者 袁晓红 吴霁薇 赵攀 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期2576-2584,共9页

由于钻头上的牙齿在油气井中是连续破碎岩石的,而传统破碎比功仅能评价牙齿单次加载的破岩效率,不能评价和预测牙齿二次加载及连续加载的破岩效果。基于ANSYS自定义损伤本构的二次开发,建立了试验和仿真的二次破碎比功和总破碎比功模型... 由于钻头上的牙齿在油气井中是连续破碎岩石的,而传统破碎比功仅能评价牙齿单次加载的破岩效率,不能评价和预测牙齿二次加载及连续加载的破岩效果。基于ANSYS自定义损伤本构的二次开发,建立了试验和仿真的二次破碎比功和总破碎比功模型。选用单齿单次压入破岩工况,结合试验和理论计算验证了损伤本构模型和数值仿真方法的正确性,最后利用二次开发的损伤本构模型对单齿一次、二次和连续总的破碎比功进行了分析。结果表明,基于损伤本构的破碎比功评价模型能够准确地预测二次破碎及连续破碎的效果,且随着载荷增加破碎比功缓慢下降,与单齿一次破碎比相比,在同一处的二次破碎及连续两次破碎的破碎比功将分别减小约80%和60%。 展开更多

关键词 岩石破碎 自定义损伤 二次开发 破碎比功 评价模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

河面冰破碎比功的研究 被引量：1

3

作者 李斌 郑夕健 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 1995年第3期225-228,共4页

研究冰在冲击载荷作用下发生破碎的状态，提出破碎比功的概念，分别建立了破碎比功与温度和冲击功的线性表达式．研究破碎比功与冲击功和冰温的关系，提出了温度对破碎比功的影响将随冲击功的提高而降低的观点．

关键词 冰 冲击功 破碎比功 温度

在线阅读 下载PDF 职称材料

岩石破碎功、坚固性系数，强度关系的实验研究 被引量：20

4

作者 郭臣业 鲜学福 +2 位作者 吴轩洪 姚伟静 张昌勇 《重庆建筑大学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期28-31,共4页

为了探索岩石突出等地下工程灾害中的岩石破碎功能关系,以岩石破碎理论为基础,进行了不同岩石的破碎和坚固性捣碎实验、破碎粒度筛分分级实验、岩石单轴抗压强度实验。通过对不同岩石的坚固性系数与破碎比功和单轴抗压强度等实验结果进... 为了探索岩石突出等地下工程灾害中的岩石破碎功能关系,以岩石破碎理论为基础,进行了不同岩石的破碎和坚固性捣碎实验、破碎粒度筛分分级实验、岩石单轴抗压强度实验。通过对不同岩石的坚固性系数与破碎比功和单轴抗压强度等实验结果进行了回归,分析了三者之间的关系。研究表明,岩石坚固性系数与岩石破碎比功、岩石单轴抗压强度之间线性相关,同时验证了岩石破碎功能关系符合裂纹学说。实验结果对计算岩石动力灾害中的岩石破碎所需能量提供了实验基础和理论依据。 展开更多

关键词 岩石破碎 破碎功 岩石破碎比功 裂纹说 坚固性系数

在线阅读 下载PDF 职称材料

突出危险煤破碎功理论与实验研究 被引量：26

5

作者 蔡成功 熊亚选 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期63-66,共4页

系统分析了煤破碎的各种学说理论,应用捣碎法测定了突出煤的破碎功,理论验证了破碎功与各学说的符合程度,得出了突出煤破碎比功与坚固性系数关系的数学模型.实验研究结果表明,煤的破碎符合新表面说,破碎时所消耗的功主要消耗于煤产生新... 系统分析了煤破碎的各种学说理论,应用捣碎法测定了突出煤的破碎功,理论验证了破碎功与各学说的符合程度,得出了突出煤破碎比功与坚固性系数关系的数学模型.实验研究结果表明,煤的破碎符合新表面说,破碎时所消耗的功主要消耗于煤产生新表面积,与破碎后产生的新表面积成正比.煤破碎比功与煤的坚固性系数符合线性规律,是反映煤抵抗外力破碎难易程度的重要指标. 展开更多

关键词 煤与瓦斯突出 破碎功 表面积 破碎比功 坚固性系数

在线阅读 下载PDF 职称材料

煤体破碎能的实验研究 被引量：9

6

作者 姜永东 郑权 +2 位作者 刘浩 宋晓 崔悦震 《矿业安全与环保》 北大核心 2013年第3期13-16,共4页

利用煤坚固性系数测定仪,通过对2个煤样破碎能进行实验研究,结果表明新表面说、相似说、裂纹说都能解释煤体破碎的机理,其中裂纹说能更好地描述煤体破碎能与块度之间的关系,其破碎比功W与1/槡dm之间呈线性关系。破碎后的煤体具有分形特... 利用煤坚固性系数测定仪,通过对2个煤样破碎能进行实验研究,结果表明新表面说、相似说、裂纹说都能解释煤体破碎的机理,其中裂纹说能更好地描述煤体破碎能与块度之间的关系,其破碎比功W与1/槡dm之间呈线性关系。破碎后的煤体具有分形特征,有明显的自相似性,其分维数与破碎能之间呈线性关系。分维数能较好地反映煤的粒度分布规律,根据粒度的大小能估算分维数和煤与瓦斯突出的能量,煤的粒径与分维数之间呈双曲线关系。 展开更多

关键词 破碎比功 分形 分维数 粒度

在线阅读 下载PDF 职称材料

PDC高速切削水泥塞机理研究 被引量：2

7

作者 辛永安 朱峰 +3 位作者 付悦 胡璠 李明慧 蒲晓莉 《石油机械》 北大核心 2024年第7期78-85,共8页

针对连续管在钻井作业时因钻压高、转速低导致钻头磨损严重和钻磨水泥塞效果不佳的问题,基于弹塑性力学和岩石力学,以Drucker-Prager准则作为固井水泥强度准则,通过单轴和三轴试验得到固井水泥弹性模量、泊松比、内黏聚力和内摩擦角等参... 针对连续管在钻井作业时因钻压高、转速低导致钻头磨损严重和钻磨水泥塞效果不佳的问题,基于弹塑性力学和岩石力学,以Drucker-Prager准则作为固井水泥强度准则,通过单轴和三轴试验得到固井水泥弹性模量、泊松比、内黏聚力和内摩擦角等参数,建立固井水泥本构模型,并用ABAQUS软件建立高速切削水泥塞二维有限元模型,在此基础上分析了倾角、切削深度和切削速度对破碎比功的影响。研究结果表明:高速下切削水泥塞产生细小且均匀的碎屑,较低的速度切削水泥塞产生块状或者带状的碎屑;倾角(5°~25°)和切削深度(1.0~2.5 mm)与破碎比功呈正相关,而破碎比功随切削速度的增大而减小,当切削速度为2.26 m/s时破碎比功最小,破碎水泥塞的效率最高。研究结果可为PDC钻头切削水泥塞提供理论支撑。 展开更多

关键词 PDC钻头 低钻压 高速切削 破碎比功 倾角 切削深度 切削水泥塞

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种利用岩石强度刻划试验确定岩石PDC钻头可钻性级值的方法 被引量：6

8

作者 陈军海 王怡 +2 位作者 韩艳浓 曾义金 孙连环 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期94-99,共6页

基于微钻岩石可钻性试验与岩石强度刻划试验破岩机制一致性,通过开展试验获得两种试验岩石破碎比功的转化关系,结合岩石PDC钻头可钻性级值求取方法,建立利用刻划岩石破碎比功求取岩石PDC钻头可钻性级值模型,形成一种通过刻划岩心表面得... 基于微钻岩石可钻性试验与岩石强度刻划试验破岩机制一致性,通过开展试验获得两种试验岩石破碎比功的转化关系,结合岩石PDC钻头可钻性级值求取方法,建立利用刻划岩石破碎比功求取岩石PDC钻头可钻性级值模型,形成一种通过刻划岩心表面得到岩石PDC钻头可钻性级值剖面的方法。结果表明,该方法不但与微钻可钻性试验结果具有很好的一致性,还充分表征了矿物组分、胶结强度、微观结构等复杂因素变化对岩石PDC钻头可钻性级值的影响,且不破坏岩心的整体结构,提高了岩心的利用率,推广应用价值高。 展开更多

关键词 刻划试验 PDC钻头 破碎比功 岩石可钻性级值 岩石破碎

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种确定岩石抗压强度的新技术:刻划测试 被引量：7

9

作者 韩艳浓 陈军海 +1 位作者 孙连环 王怡 《科学技术与工程》 北大核心 2015年第9期151-155,共5页

岩石抗压强度是重要的岩石力学特性参数,常采用在压力机上直接压坏标准试样的方式测得。虽然该测量方法得到了广泛的应用,但是这些方法具有显而易见的缺点:耗费时间长、所需岩样多、试样加工困难、岩石非均质性对实验结果影响严重等。... 岩石抗压强度是重要的岩石力学特性参数,常采用在压力机上直接压坏标准试样的方式测得。虽然该测量方法得到了广泛的应用,但是这些方法具有显而易见的缺点:耗费时间长、所需岩样多、试样加工困难、岩石非均质性对实验结果影响严重等。介绍了利用刻划测试岩石抗压强度的原理、方法以及测试技术,对均质砂岩和非均质泥页岩开展了刻划测试实验,可靠性分析研究表明,刻划测试技术准确、可靠,具有很大的推广价值。 展开更多

关键词 刻划测试 抗压强度 破碎比功 强度非均质性

在线阅读 下载PDF 职称材料

塑性地层宽刃齿破岩机理研究与提速应用 被引量：7

10

作者 胡莉 况雨春 +2 位作者 韩一维 杨博 刘志鹏 《石油机械》 北大核心 2022年第8期52-60,共9页

常规PDC钻头在钻进塑性地层时,存在吃入困难、机械钻速低的问题。为提高复合片吃入地层的能力,对常规PDC钻头布齿情况下的比钻压分布进行理论分析,并提出一种新的宽刃齿齿形。建立了宽刃齿和常规平齿静态压入和切削破岩的有限元模型。... 常规PDC钻头在钻进塑性地层时,存在吃入困难、机械钻速低的问题。为提高复合片吃入地层的能力,对常规PDC钻头布齿情况下的比钻压分布进行理论分析,并提出一种新的宽刃齿齿形。建立了宽刃齿和常规平齿静态压入和切削破岩的有限元模型。模拟结果表明:在同压力下,宽刃齿压入深度比常规平齿深24%~430%,静压入体积也明显增多;在相同工况下,宽刃齿比常规平齿破碎比功更小,更易高效破碎岩石;同时,设计宽刃齿钻头时,前倾角和侧转角不宜过大。基于研究结果开发了新型宽刃齿钻头并在塑性泥岩地层进行了现场应用。应用结果表明,该新型钻头平均机械钻速比同型号常规齿PDC钻头提高515%。研究结果可为解决难钻塑性地层的钻井提速问题提供一种新的思路。 展开更多

关键词 塑性地层 PDC 宽刃齿 破岩机理 破碎比功

在线阅读 下载PDF 职称材料

扇形齿PDC钻头破岩机理及工作性能仿真分析 被引量：10

11

作者 彭齐 杨雄文 +4 位作者 任海涛 张灯 柯晓华 冯枭 马驰 《石油机械》 北大核心 2023年第7期28-35,共8页

为探究扇形齿破岩机理,开展了扇形齿切削破岩试验和仿真,利用数字化仿真分析了扇形齿PDC钻头工作性能。分析结果表明:随着前倾角的增大,扇形齿切削力及破碎比功先减小后增大,前倾角15°为扇形齿较优工作角度;扇形齿切削力随切削深... 为探究扇形齿破岩机理,开展了扇形齿切削破岩试验和仿真,利用数字化仿真分析了扇形齿PDC钻头工作性能。分析结果表明:随着前倾角的增大,扇形齿切削力及破碎比功先减小后增大,前倾角15°为扇形齿较优工作角度;扇形齿切削力随切削深度增大而增大,而破碎比功对切削深度变化敏感性不高,1.5~2.0 mm为扇形齿较优切削深度;岩石强度对扇形齿切削载荷和切削效率的影响较大,较常规切削齿,扇形齿具有较小的切削载荷,更强的侵入能力,同时能够保证一定的切削效率;扇形齿PDC钻头工作稳定性好、磨损均衡性适中、侵入能力较强,能够有效增强目标地层钻头稳定性、减轻钻头异常振动、提高钻进效率。仿真研究揭示了一定的扇形齿切削规律,为PDC钻头布齿结构优化提供了参考。 展开更多

关键词 PDC钻头 扇形齿 切削载荷 切削效率 破碎比功 数字化仿真

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于钻进参数的煤岩界面识别系统研究 被引量：5

12

作者 王杰 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期72-80,共9页

针对底抽巷瓦斯抽采穿层钻孔施工过程中,煤岩界面识别不及时、不准确,缺少相应技术手段的问题,设计开发了一套基于钻进参数(转速、回转扭矩、推进力、推进速度、破碎比功)的煤岩界面识别系统,整套系统由数据感知层、采集层和分析层组成... 针对底抽巷瓦斯抽采穿层钻孔施工过程中,煤岩界面识别不及时、不准确,缺少相应技术手段的问题,设计开发了一套基于钻进参数(转速、回转扭矩、推进力、推进速度、破碎比功)的煤岩界面识别系统,整套系统由数据感知层、采集层和分析层组成。其中,数据感知层和数据采集层合称钻机数据采集系统,可以对钻进参数进行实时采集;数据分析层则采用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)分类算法对带有煤岩分类标记的钻进参数进行数据学习和模型训练,继而对未知的钻进参数进行分类预测,最终实现煤岩界面自动识别。在河南鹤壁中泰矿业的现场应用表明:钻进参数中的回转扭矩、推进速度和破碎比功在煤岩界面处均产生明显的“涨落”,可以作为区分煤层和岩石的3个特征参数;使用线性核函数的支持向量机分类模型可以准确地将两种地层中的钻进参数区分出来,通过对训练集中89个样本数据学习即可在测试集中获得100%的正确率,说明了特征参数和地层信息之间是线性可分的。该系统推广应用不仅可以为煤岩分类识别提供基础数据的获取途径;还可以为穿层钻孔的煤岩界面识别提供一定的科学依据和指导,从而确保钻孔达标,避免抽采空白带的产生。 展开更多

关键词 穿层钻孔 煤岩界面自动识别 钻进参数 破碎比功 数据采集 支持向量机

在线阅读 下载PDF 职称材料