多功能水射流测试与碎岩教学模型实验装置及应用 被引量：4

1

作者 温继伟 陈晨 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第9期168-172,共5页

鉴于水射流性能的优越性和应用的广泛性,开展水射流方面的研究是很有必要的。自主研发的多功能水射流测试与碎岩教学模型实验装置,主要由实验装置台架、水射流动力系统、控制与检测系统、岩样加持与固定系统和流体循环系统五部分组成,... 鉴于水射流性能的优越性和应用的广泛性,开展水射流方面的研究是很有必要的。自主研发的多功能水射流测试与碎岩教学模型实验装置,主要由实验装置台架、水射流动力系统、控制与检测系统、岩样加持与固定系统和流体循环系统五部分组成,可实现包括对水射流打击力值和碎岩实验测试在内的多种功能。实验测试结果表明:水射流打击力值存在最优喷距;且打击力值随喷射压力的增大而增大。当水射流平行于油页岩层理方向打击时碎岩更容易,非淹没脉冲射流能够获得更好的碎岩效果。事实表明,实验装置能够达到对水射流研究工作的预期目的。 展开更多

关键词 高压水射流 测试与碎岩 教学模型 实验装置

在线阅读 下载PDF 职称材料

PCBN基体孕镶金刚石复合材料的制备与性能研究 被引量：2

2

作者 刘宝昌 曹鑫 +5 位作者 孟庆南 朱品文 戴文昊 韩哲 赵新哲 李思奇 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2018年第5期21-27,共7页

在5～6GPa、1400～1500℃、保温5min的条件下,以立方氮化硼粉末、多种黏结剂、镀钛金刚石颗粒混合制备出金刚石复合材料。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱分析仪(EDS)、拉曼分析仪(Raman光谱)以及耐磨性、显微硬度的测试设备... 在5～6GPa、1400～1500℃、保温5min的条件下,以立方氮化硼粉末、多种黏结剂、镀钛金刚石颗粒混合制备出金刚石复合材料。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱分析仪(EDS)、拉曼分析仪(Raman光谱)以及耐磨性、显微硬度的测试设备等,对材料的组织形貌、物相成分、界面结合情况、力学性能等进行分析。实验结果表明:金刚石颗粒良好地分布在立方氮化硼基体中,两者界面结合牢固;在界面处生成的TiB2、TiC、AlN等陶瓷硬质相可提高复合材料的磨耗比、显微硬度、抗冲击韧性等物理力学特性。新材料的磨耗比相比于传统材料提高了37.64倍,维氏硬度大于40GPa(加载力10N),致密度达97%以上,耐热性达到1148℃,相比于传统PDC复合片的耐热性提高了28%～64%。 展开更多

关键词 高温高压技术 PCBN 金刚石抗压强度 耐热性

在线阅读 下载PDF 职称材料

孔底流场和温度场数值模拟与试验研究——以取心孕镶金刚石钻头为例 被引量：4

3

作者 刘宝昌 曹鑫 +3 位作者 计胜利 韩哲 赵新哲 李思奇 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2018年第5期33-38,共6页

为提高金刚石钻头的钻进效率,采用数值模拟与试验的方法研究孕镶金刚石钻头孔底流场与温度场,以合理设计钻头结构,保证钻进过程中钻头具有良好的冷却和排屑能力,避免钻头底唇面温度上升过高造成其非正常磨损。结果表明:流场产生的横向... 为提高金刚石钻头的钻进效率,采用数值模拟与试验的方法研究孕镶金刚石钻头孔底流场与温度场,以合理设计钻头结构,保证钻进过程中钻头具有良好的冷却和排屑能力,避免钻头底唇面温度上升过高造成其非正常磨损。结果表明:流场产生的横向压力对转向面水口壁的压力破坏作用较大;钻头与岩石接触面温度变化与水口数目有关,水口过多会导致单个水口的钻井液流量减少,降低水口处的热传导效率,冷却效果不足,从而造成钻头磨损。 展开更多

关键词 数值模拟 孕镶金刚石钻头 流场 温度场 钻头设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

热熔钻进过程中的温度场 被引量：1

4

作者 陈晨 温继伟 赵嵩颖 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S3期322-328,共7页

热熔钻进作为一种广谱式的碎岩新方法,钻进时70%～80%的能量集中在孔底,热熔钻进过程中以热熔器产生的高温作为热源,热熔器及其周围岩土体中的温度场将直接决定着热熔钻进的能力,因此对热熔钻进过程中温度场的研究显得极为重要。为了揭... 热熔钻进作为一种广谱式的碎岩新方法,钻进时70%～80%的能量集中在孔底,热熔钻进过程中以热熔器产生的高温作为热源,热熔器及其周围岩土体中的温度场将直接决定着热熔钻进的能力,因此对热熔钻进过程中温度场的研究显得极为重要。为了揭示热熔钻进时周围土体温度场的变化情况和影响范围,建立了热熔器外土体中的温度沿径向分布的稳态及非稳态热传导方程,在热熔钻进实验台上对热熔器外土体中的温度进行实测,测量的结果与理论计算结果是吻合的,说明所建立的热传导数学模型是可靠的;运用实验测得的数据构建GA-BP神经网络,对热熔钻进过程中周围土体的温度场进行预测,结果表明:基于GA-BP的神经网络与基于BP的神经网络相比,对干砂土、湿黏土和湿砂土中测点温度值随时间变化的预测得到的均方误差分别小0.027,0.024,0.011,且GA-BP网络比BP网络的计算时间分别短9 s,4 s,11s;运用有限元软件ANSYS对热熔钻进过程中的温度场进行数值模拟,得到随热熔钻进实验进行时间而变化的不同土体中的温度场云图,该模拟结果与实验得到的数据能够较好地吻合。 展开更多

关键词 热熔钻进 温度场 神经网络 遗传算法 预测 ANSYS

在线阅读 下载PDF 职称材料

纳米WC弥散强化孕镶金刚石钻头 被引量：2

5

作者 刘宝昌 李思奇 +3 位作者 韩哲 赵新哲 李闯 曹鑫 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2018年第2期57-60,共4页

为提高孕镶金刚石钻头的钻进效率和使用寿命,将纳米WC引入到传统胎体配方。利用纳米WC的弥散强化作用,优化胎体配方及制备工艺,提高钻头工作层的物理力学性能,从而研制出强化型孕镶金刚石钻头。将其与传统钻头进行室内钻进对比试验。结... 为提高孕镶金刚石钻头的钻进效率和使用寿命,将纳米WC引入到传统胎体配方。利用纳米WC的弥散强化作用,优化胎体配方及制备工艺,提高钻头工作层的物理力学性能,从而研制出强化型孕镶金刚石钻头。将其与传统钻头进行室内钻进对比试验。结果表明:将质量分数为2.5%的纳米WC添加到孕镶金刚石钻头的传统胎体配方中研制出的强化型钻头,其机械钻速提高了24.93%,使用寿命提高了28.91%,钻进过程更加平稳。 展开更多

关键词 纳米WC 孕镶金刚石钻头 弥散强化 钻进试验

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于数值计算与遗传神经网络热熔钻研究 被引量：1

6

作者 温继伟 陈晨 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期5051-5059,共9页

对热熔钻进过程中热熔体的相关问题展开研究,建立相应的数学模型,结合热熔钻进实验过程中的相关参数进行计算,得到了相应的解析解,并分析其规律与产生的原因,计算结果的变化规律与实际过程基本相符,表明所构建的数学模型是可靠的。此外... 对热熔钻进过程中热熔体的相关问题展开研究,建立相应的数学模型,结合热熔钻进实验过程中的相关参数进行计算,得到了相应的解析解,并分析其规律与产生的原因,计算结果的变化规律与实际过程基本相符,表明所构建的数学模型是可靠的。此外,对热熔钻进过程中孔壁周围玻璃状硬壳的形成展开研究并给出了可靠的硬壳厚度计算的经验公式。将遗传算法与BP算法相融合构建GA-BP神经网络分别对有关热熔体与施加在热熔器上的有效热功率及钻压对热熔钻进速度的影响的数据进行预测。研究结果表明:基于GA-BP神经网络对热熔体在环空间隙中流速的分布,热熔体作用在热熔器外表面上的压力,热熔体作用在热熔器上的摩擦力,热熔器有效热功率在不同地层中对热熔钻进速度的影响和热熔器施加不同钻压在不同地层中对热熔速度影响的预测得到数据的均方误差比基于BP神经网络预测得到数据的均方误差分别小0.449×10-6,0.005 6,0.001 1,0.104和0.136,且GA-BP网络比BP网络的计算时间分别短7,15,2,9,和15 s。 展开更多

关键词 热熔钻 热熔体 玻璃状硬壳 数值计算 神经网络

在线阅读 下载PDF 职称材料

胎体中含有铜锰阻尼合金成分的金刚石钻头研制及钻进试验 被引量：1

7

作者 刘宝昌 韩哲 +3 位作者 李思奇 赵新哲 李闯 曹鑫 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2018年第4期30-35,共6页

孕镶金刚石钻头在钻进过程中,经常会遇到有害的振动问题,这种振动极大地影响钻进的稳定性。阻尼合金能耗散振动能,可达到减振的目的。本实验用铜锰粉末代替63#配方中的663青铜粉,来制作金刚石钻头的胎体试样。对胎体试样进行力学性能测... 孕镶金刚石钻头在钻进过程中,经常会遇到有害的振动问题,这种振动极大地影响钻进的稳定性。阻尼合金能耗散振动能,可达到减振的目的。本实验用铜锰粉末代替63#配方中的663青铜粉,来制作金刚石钻头的胎体试样。对胎体试样进行力学性能测试及断口形貌分析,结果表明:相较于63#配方试样,质量分数40%铜锰粉末的胎体试样组织均匀,结构致密,硬度提升14.7%;孕镶金刚石钻头磨耗比提高13.2%,抗弯强度降低22.4%。钻进试验结果表明:在钻进均质花岗岩岩样时,质量分数40%的铜锰配方钻头与63#配方孕镶金刚石钻头钻进性能相近,钻进振动加速度幅度减小约4.3%,钻头阻尼性能提高,钻进过程更加平稳。 展开更多

关键词 孕镶金刚石钻头 胎体材料 阻尼合金 力学性能

在线阅读 下载PDF 职称材料

冲锤处流体阻力对高能射流式液动锤性能影响

8

作者 张鑫鑫 彭枧明 +2 位作者 杨冬冬 吴冬宇 孙强 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期998-1002,共5页

应用计算流体动力学(computational fluid dynamics,简称CFD)动态分析技术,对SC-86H型高能射流式液动锤试验样机流场特性进行了研究,计算得出了相关性能参数,并通过实验装置对液动锤不同输入流量下的冲击频率进行了测试。将液动锤冲击... 应用计算流体动力学(computational fluid dynamics,简称CFD)动态分析技术,对SC-86H型高能射流式液动锤试验样机流场特性进行了研究,计算得出了相关性能参数,并通过实验装置对液动锤不同输入流量下的冲击频率进行了测试。将液动锤冲击频率的模拟计算结果与实测结果进行了对比,结果表明:若不考虑冲锤处流体阻力的影响,液动锤冲击频率计算值与实测值相比明显偏大,最小相对误差达18.9%;而将冲锤处流体阻力的作用考虑在内,冲击频率的计算值与实测值比较接近,最大相对误差为8.0%,大幅提高了数值计算结果与实测值之间的吻合程度。这说明冲锤高速运动产生的轴向流体阻力不容忽略,设法减小冲锤处流体阻力的大小,有望成为提高高能射流式液动锤冲击功和能量利用率的重要途径。 展开更多

关键词 计算流体动力学 射流式液动锤 冲锤 流体阻力 冲击频率

在线阅读 下载PDF 职称材料

深冷处理金刚石颗粒的性能表征

9

作者 刘宝昌 曹鑫 +2 位作者 张弛 孟庆南 李闯 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2018年第4期6-10,共5页

对3种颗粒尺寸的人造金刚石进行深冷处理,并对处理前后的金刚石颗粒进行拉曼光谱、荧光光谱分析及静压强度测试。结果表明:粒度标记30/35的金刚石颗粒处理后静压强度平均值提高了23.2%,内部残余应力下降了25.93%。深冷处理使人造金刚石... 对3种颗粒尺寸的人造金刚石进行深冷处理,并对处理前后的金刚石颗粒进行拉曼光谱、荧光光谱分析及静压强度测试。结果表明:粒度标记30/35的金刚石颗粒处理后静压强度平均值提高了23.2%,内部残余应力下降了25.93%。深冷处理使人造金刚石颗粒磁性降低,颗粒中的缺陷得到修复,内部残余应力释放,静压强度提高。 展开更多

关键词 深冷处理 抗压强度 拉曼光谱 荧光光谱 磁性测试

在线阅读 下载PDF 职称材料

压裂液对油页岩裂缝扩展影响的数值模拟 被引量：8

10

作者 沈国军 陈晨 +3 位作者 高帅 张晗 张颖 钟秀平 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第32期69-74,共6页

压裂液在油页岩水力压裂裂缝扩展过程中扮演着重要的角色,因此获得压裂液对油页岩水力压裂裂缝扩展的影响规律对油页岩水力压裂技术的发展有着巨大的推动作用。选取羟丙基胍胶稠化剂配制成了不同含量的压裂液基液,并测量了其黏度。然后... 压裂液在油页岩水力压裂裂缝扩展过程中扮演着重要的角色,因此获得压裂液对油页岩水力压裂裂缝扩展的影响规律对油页岩水力压裂技术的发展有着巨大的推动作用。选取羟丙基胍胶稠化剂配制成了不同含量的压裂液基液,并测量了其黏度。然后,基于扩展有限元方法(extended finite element method,XFEM)裂缝扩展分析方法和压裂液对油页岩裂缝扩展的影响模型,采用ABAQUS数值模拟软件,对吉林省汪清地区的油页岩进行了不同黏度和不同排量压裂液条件下的裂缝扩展仿真模拟。分析模拟结果发现,水力压裂裂缝在油页岩中扩展时,压裂液排量是影响裂缝扩展的主要因素,而压裂液黏度对油页岩裂缝扩展的影响很小;随着压裂液排量的增加,裂缝的长度和宽度迅速增大,其扩展速率亦随排量增加而增大;到水力压裂后期,裂缝长度和宽度逐渐趋于常值,即压裂液对裂缝扩展的影响逐渐变小。 展开更多

关键词 油页岩 压裂液黏度 压裂液排量 裂缝扩展 ABAQUS数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

三轴加载下页岩水力裂缝特征参数动态响应试验 被引量：5

11

作者 高强 曹函 +2 位作者 王天一 张政 彭灿威 《地质科技情报》 CSCD 北大核心 2019年第5期261-268,共8页

为了研究页岩三轴加载条件下低渗储层中水力裂缝的特征,以湘西北下寒武统牛蹄塘组页岩为研究对象,采用自行研制的三轴加载水力压裂试验装置进行了水力压裂裂缝扩展试验,在不同环压和流量下,对裂缝扩展过程中的缝内水压、声发射特征参数... 为了研究页岩三轴加载条件下低渗储层中水力裂缝的特征,以湘西北下寒武统牛蹄塘组页岩为研究对象,采用自行研制的三轴加载水力压裂试验装置进行了水力压裂裂缝扩展试验,在不同环压和流量下,对裂缝扩展过程中的缝内水压、声发射特征参数进行了监测,并分析裂缝的形态。研究结果显示:(1)由试样水压曲线可知,随着环压增大,水压曲线峰值、试样起裂压力值增大;从时间上则表现为水压波动时间变短、实际裂缝贯通时间增长;随环压(压差)的增大,裂缝形态从纵向延伸转为横向扩展,最终演化为复合型裂缝;声发射幅值则随环压增大而增大,而振铃计数则先变小后增大。(2)随流量的增大,水压变化率在压力急剧上升阶段逐渐增大;而当裂缝起裂后,不同流量下的水压曲线变化趋势基本一致;裂缝形态显示,大流量对沿注液方向的裂缝延伸具有增强效果,而小流量则对裂缝的转折发育和次生裂缝的发育具有促进作用;声发射幅值与振铃计数都随注液流量的增大而明显增大。 展开更多

关键词 湘西北页岩 三轴加载 水力压裂 裂缝扩展 缝内水压 声发射响应

在线阅读 下载PDF 职称材料

岩样密实度对水力压裂特征参数的影响研究 被引量：3

12

作者 高强 曹函 +2 位作者 叶功勤 郑洪 林飞 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2020年第3期431-440,共10页

为研究水力压裂在不同致密程度岩样中的压裂效果及其流固耦合作用机理,制作了不同密实度的两种重塑样,利用真密度测试仪、声波测试系统分别测定了两种试样的孔隙比例、声波大小,并结合三轴加载水力压裂监测系统,模拟一定地层压力条件下... 为研究水力压裂在不同致密程度岩样中的压裂效果及其流固耦合作用机理,制作了不同密实度的两种重塑样,利用真密度测试仪、声波测试系统分别测定了两种试样的孔隙比例、声波大小,并结合三轴加载水力压裂监测系统,模拟一定地层压力条件下不同密实度试样的水力压裂试验。分析不同孔隙度下声波试验获得的声波数据得出:试验制得的试样致密程度不同,孔隙大的试样密实度较小,波速大小与试样密实度呈正相关;水力压裂试验中,致密试样的裂缝扩展方向与最大主应力平行。水压曲线变化趋势为:低密实度时,达到峰值压力的时间较峰后段持续时间短,高密实度试样则相反;低密实度试样的破裂压力值低于水力压裂缝内水压曲线的峰值,高密实度试样两压力值相当。结合高、低密实度试样的分析并进行高密实度试样的无围压试验可以得出:较小的流量变化对致密度较大的试样裂缝扩展方向影响较小,说明其渗流作用较弱。应力集中效应在无围压的试样和低密实度试样均表现明显,这说明,水力压裂试验中应力集中现象在低密实度试样中表现明显,这与其渗流作用较强有关,水力压裂渗流作用与注液流量正相关,在低密实度试样表现显著。 展开更多

关键词 水力压裂 密实度 渗流量 应力集中

在线阅读 下载PDF 职称材料

铁钻工平行四边形伸展机构动力学特性分析 被引量：6

13

作者 谢圣华 王清岩 +1 位作者 王战涛 任杰 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第11期17-21,共5页

铁钻工在伸展运动过程中,钳体运动的快速性、稳定性和定位精度取决于伸展机构的原理与结构。与伸展动作相关的驱动部件的输出力大小与该机构的动力学过程密切相关。分析了2种不同的伸展机构,并对各种伸展机构的动力学特性进行了计算。采... 铁钻工在伸展运动过程中,钳体运动的快速性、稳定性和定位精度取决于伸展机构的原理与结构。与伸展动作相关的驱动部件的输出力大小与该机构的动力学过程密切相关。分析了2种不同的伸展机构,并对各种伸展机构的动力学特性进行了计算。采用AMESim软件建立了伸展机构仿真模型,通过分析钳体的位移、速度和加速度曲线以及伸展油缸和升降油缸的受力曲线,将各伸展机构的动力学仿真过程进行对比,结果表明:所研究的伸展机构均可在规定的时间内完成伸展运动,但各有其优势和不足;伸展油缸倾斜安装能使伸展机构更快地跟踪阶跃输入信号;当输入斜坡信号时,伸展油缸竖直安装比伸展油缸倾斜安装可使伸展机构获得更好的工作特性。 展开更多

关键词 铁钻工 伸展机构 动力学特性 仿真分析

在线阅读 下载PDF 职称材料