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孕镶金刚石钻头磨损研究现状与发展趋势
被引量：
3
1
作者
段隆臣
孙武成
+3 位作者
王志明
谭松成
高辉
方小红
《地质科技通报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期200-217,共18页
孕镶金刚石钻头广泛应用于各种硬岩钻进,尤其是深部硬岩钻探钻井的工程实践活动中,其碎岩机制表现为金属胎体包裹的金刚石出刃后压入、刻划和破碎岩石。金刚石钻头的磨损形式反映了孔底钻头-岩石的相互作用过程,以及磨粒(包括岩屑、胎...
孕镶金刚石钻头广泛应用于各种硬岩钻进,尤其是深部硬岩钻探钻井的工程实践活动中,其碎岩机制表现为金属胎体包裹的金刚石出刃后压入、刻划和破碎岩石。金刚石钻头的磨损形式反映了孔底钻头-岩石的相互作用过程,以及磨粒(包括岩屑、胎体碎屑和金刚石碎屑等)在孔底的存在状态,它决定了金刚石钻头的钻进效率和使用寿命。目前关于孕镶金刚石钻头磨损理论、方法的研究大部分属于定性判断,且常局限于区域特殊情况,无法形成统一或可借鉴的实用指导体系。以地质钻探领域的孕镶金刚石钻头磨损相关研究文献为主,讨论了孕镶金刚石钻头磨损的研究现状。首先结合地质钻探工业实践和行业规程归纳了钻头的非正常磨损类型,然后从磨损图像、钻进信号2个方面介绍了钻头磨损评价方法,从钻头整体、金刚石和金属胎体3个方面梳理了钻头钻进过程磨损机理与影响因素,另外列举了主流的钻头磨损性能调控方法,介绍了磨损分析方程的研究进展,并探讨了机器学习方法如何辅助钻头磨损研究。孕镶金刚石钻头在深部硬岩钻探中有极大的潜力,而其磨损性能是决定其最终使用效果的关键。为此,对人工智能方法辅助数据分析、微观尺度计算模拟、增材制造和材料处理改性等研究方向进行了分析展望,探索先进的金刚石钻头的磨损监测分析和调控方法,以期满足地质深部钻探和地外星系钻探等远程监控钻进的需求。
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关键词
孕镶金刚石钻头
岩石破碎
钻头磨损
磨损机理
磨损评价
机器学习
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职称材料
基于自然图像的钻探岩心识别
被引量：
6
2
作者
高辉
吴振坤
+3 位作者
柯雨
谭松成
何思琪
段隆臣
《煤田地质与勘探》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第9期64-71,共8页
传统的现场岩心识别与编录主要依赖技术人员的经验,不确定性因素较多,使用手机或相机拍摄自然图像是采集岩心信息最为便捷的方式。通过搜集大量的岩心样本,采用薄片鉴定的方式确定岩心的类型和名称,然后在不同的光照、尺度条件下拍摄岩...
传统的现场岩心识别与编录主要依赖技术人员的经验,不确定性因素较多,使用手机或相机拍摄自然图像是采集岩心信息最为便捷的方式。通过搜集大量的岩心样本,采用薄片鉴定的方式确定岩心的类型和名称,然后在不同的光照、尺度条件下拍摄岩心图像,形成图像和名称标记相对应的卷积神经网络的训练数据集。为解决数据增强和不同训练批次在不同测试数据集上产生的识别准确率的差异性问题,提出基于多训练模型的岩心联合识别方法,同时采用多个模型对图像进行识别,综合确定识别结果。选择8个数据集对模型进行测试,使用4个模型联合识别的准确率比单模型无数据增强时最大提升20.34%,平均提升9.13%;比单模型有数据增强时最大提升4.41%,平均提升2.75%,对每个测试集的识别准确率均有明显提升,总的识别准确率达91.56%,有效避免了使用单模型识别时对部分数据集识别效果好,而对部分数据集识别效果差的问题。为了在现场快捷使用岩心识别模型,采用TensorFlow Lite框架研发了岩心识别手机APP,通过手机拍摄图像,并进行识别。在河北省保定市博野县地热勘探中的测试结果表明,该APP的现场识别准确率可达85%,较实验室测试时有所降低,说明野外的拍摄环境与岩心状态比实验室测试时更加复杂,不过,其依然可以作为一个辅助工具为现场工作人员提供重要的参考。研究表明,通过选用更复杂的卷积神经网络、不断扩大岩心图像数据集、采用更有效的数据增强方法和策略、建立某个区域的专有岩心识别模型等手段,可以进一步提升岩心图像的识别准确率,为智能钻探的决策提供更有效的信息。
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关键词
自然图像
岩心识别
深度学习
卷积神经网络
智能钻探
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职称材料
天然气水合物分解动力学研究进展
被引量：
7
3
作者
郁桂刚
欧文佳
+2 位作者
吴翔
宁伏龙
张凌
《地质科技通报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期175-188,共14页
天然气水合物是具有巨大开发潜力的清洁能源,但由于开采技术、经济性和环境效应等问题尚未达到商业化开发水准。近年来人们也在探索水合物技术在二氧化碳封存、海水淡化、储能、气体分离等领域中的应用。其中最具挑战性和关键性的问题...
天然气水合物是具有巨大开发潜力的清洁能源,但由于开采技术、经济性和环境效应等问题尚未达到商业化开发水准。近年来人们也在探索水合物技术在二氧化碳封存、海水淡化、储能、气体分离等领域中的应用。其中最具挑战性和关键性的问题就是水合物如何随时间形成和分解。概况了水合物分解动力学基础研究,包括水合物分解特性、分解影响因素和分解机理;综述了水合物分解动力学模型研究进展,根据水合物分解控制机制,将现有模型归为4类:热分解模型、本征动力学模型、传质分解模型和综合模型,重点阐述了它们的假设条件、主要认识和局限性,并展望了未来水合物分解动力学研究的改进方向,以期能够加深对水合物分解动力学的理解,促进水合物的开发和利用。
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关键词
气体水合物
分解特性
分解机制
分解动力学模型
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职称材料
题名
孕镶金刚石钻头磨损研究现状与发展趋势
被引量：
3
1
作者
段隆臣
孙武成
王志明
谭松成
高辉
方小红
机构
中国地质大学
(
武汉
)工程学院
中国地质大学
(
武汉
)
地球
深部
钻探与
深
地资源
开发
国际联合研究中心
出处
《地质科技通报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期200-217,共18页
基金
国家自然科学基金项目(41972327,42272365)。
文摘
孕镶金刚石钻头广泛应用于各种硬岩钻进,尤其是深部硬岩钻探钻井的工程实践活动中,其碎岩机制表现为金属胎体包裹的金刚石出刃后压入、刻划和破碎岩石。金刚石钻头的磨损形式反映了孔底钻头-岩石的相互作用过程,以及磨粒(包括岩屑、胎体碎屑和金刚石碎屑等)在孔底的存在状态,它决定了金刚石钻头的钻进效率和使用寿命。目前关于孕镶金刚石钻头磨损理论、方法的研究大部分属于定性判断,且常局限于区域特殊情况,无法形成统一或可借鉴的实用指导体系。以地质钻探领域的孕镶金刚石钻头磨损相关研究文献为主,讨论了孕镶金刚石钻头磨损的研究现状。首先结合地质钻探工业实践和行业规程归纳了钻头的非正常磨损类型,然后从磨损图像、钻进信号2个方面介绍了钻头磨损评价方法,从钻头整体、金刚石和金属胎体3个方面梳理了钻头钻进过程磨损机理与影响因素,另外列举了主流的钻头磨损性能调控方法,介绍了磨损分析方程的研究进展,并探讨了机器学习方法如何辅助钻头磨损研究。孕镶金刚石钻头在深部硬岩钻探中有极大的潜力,而其磨损性能是决定其最终使用效果的关键。为此,对人工智能方法辅助数据分析、微观尺度计算模拟、增材制造和材料处理改性等研究方向进行了分析展望,探索先进的金刚石钻头的磨损监测分析和调控方法,以期满足地质深部钻探和地外星系钻探等远程监控钻进的需求。
关键词
孕镶金刚石钻头
岩石破碎
钻头磨损
磨损机理
磨损评价
机器学习
Keywords
impregnated diamond bit
rock fracturing
bit wear
wear mechanism
wear evaluation
machine learning
分类号
P634.4 [天文地球—地质矿产勘探]
TE921 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
基于自然图像的钻探岩心识别
被引量：
6
2
作者
高辉
吴振坤
柯雨
谭松成
何思琪
段隆臣
机构
中国地质大学
(
武汉
)工程学院
中国地质大学
(
武汉
)
地球
深部
钻探与
深
地资源
开发
国际联合研究中心
中国地质大学
(
武汉
)自动化学院
中国地质大学
(
武汉
)未来技术学院
出处
《煤田地质与勘探》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第9期64-71,共8页
基金
国家自然科学基金重点项目(61733016)。
文摘
传统的现场岩心识别与编录主要依赖技术人员的经验,不确定性因素较多,使用手机或相机拍摄自然图像是采集岩心信息最为便捷的方式。通过搜集大量的岩心样本,采用薄片鉴定的方式确定岩心的类型和名称,然后在不同的光照、尺度条件下拍摄岩心图像,形成图像和名称标记相对应的卷积神经网络的训练数据集。为解决数据增强和不同训练批次在不同测试数据集上产生的识别准确率的差异性问题,提出基于多训练模型的岩心联合识别方法,同时采用多个模型对图像进行识别,综合确定识别结果。选择8个数据集对模型进行测试,使用4个模型联合识别的准确率比单模型无数据增强时最大提升20.34%,平均提升9.13%;比单模型有数据增强时最大提升4.41%,平均提升2.75%,对每个测试集的识别准确率均有明显提升,总的识别准确率达91.56%,有效避免了使用单模型识别时对部分数据集识别效果好,而对部分数据集识别效果差的问题。为了在现场快捷使用岩心识别模型,采用TensorFlow Lite框架研发了岩心识别手机APP,通过手机拍摄图像,并进行识别。在河北省保定市博野县地热勘探中的测试结果表明,该APP的现场识别准确率可达85%,较实验室测试时有所降低,说明野外的拍摄环境与岩心状态比实验室测试时更加复杂,不过,其依然可以作为一个辅助工具为现场工作人员提供重要的参考。研究表明,通过选用更复杂的卷积神经网络、不断扩大岩心图像数据集、采用更有效的数据增强方法和策略、建立某个区域的专有岩心识别模型等手段,可以进一步提升岩心图像的识别准确率,为智能钻探的决策提供更有效的信息。
关键词
自然图像
岩心识别
深度学习
卷积神经网络
智能钻探
Keywords
natural image
core identification
deep learning
convolutional neural network
intelligent drilling
分类号
P624.5 [天文地球—地质矿产勘探]
O235 [理学—运筹学与控制论]
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职称材料
题名
天然气水合物分解动力学研究进展
被引量：
7
3
作者
郁桂刚
欧文佳
吴翔
宁伏龙
张凌
机构
中国地质大学
(
武汉
)工程学院
中国地质大学
(
武汉
)
地球
深部
钻探与
深
地资源
开发
国际联合研究中心
出处
《地质科技通报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期175-188,共14页
基金
国家自然科学基金项目(51704266,51874263)
国家重点研发计划(2018YFE0126400)。
文摘
天然气水合物是具有巨大开发潜力的清洁能源,但由于开采技术、经济性和环境效应等问题尚未达到商业化开发水准。近年来人们也在探索水合物技术在二氧化碳封存、海水淡化、储能、气体分离等领域中的应用。其中最具挑战性和关键性的问题就是水合物如何随时间形成和分解。概况了水合物分解动力学基础研究,包括水合物分解特性、分解影响因素和分解机理;综述了水合物分解动力学模型研究进展,根据水合物分解控制机制,将现有模型归为4类:热分解模型、本征动力学模型、传质分解模型和综合模型,重点阐述了它们的假设条件、主要认识和局限性,并展望了未来水合物分解动力学研究的改进方向,以期能够加深对水合物分解动力学的理解,促进水合物的开发和利用。
关键词
气体水合物
分解特性
分解机制
分解动力学模型
Keywords
gas hydrate
dissociation properties
dissociation mechanisms
dissociation dynamics models
分类号
P618.130.1 [天文地球—矿床学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
孕镶金刚石钻头磨损研究现状与发展趋势
段隆臣
孙武成
王志明
谭松成
高辉
方小红
《地质科技通报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于自然图像的钻探岩心识别
高辉
吴振坤
柯雨
谭松成
何思琪
段隆臣
《煤田地质与勘探》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
6
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
天然气水合物分解动力学研究进展
郁桂刚
欧文佳
吴翔
宁伏龙
张凌
《地质科技通报》
CAS
CSCD
北大核心
2023
7
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职称材料
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