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激光钻进技术是一种极具潜力的创新技术,也是钻探领域的研究热点。作为一种非接触式钻进技术,对破碎松软岩层扰动破坏小,将激光钻进应用于煤层气定向钻进中可发挥出非常明显的优势。梳理和总结了激光用于煤岩钻进的成孔机制、钻进效果的影响因素。在激光钻进过程中,激光与煤岩相互作用伴随着复杂的理化作用,指出激光钻进煤岩主要的成孔机制是烧蚀成孔。从激光参数、岩石性质、外部环境等方面阐述了影响激光钻进煤岩效果的因素,论述了激光钻进用于煤岩这一特定钻进对象的特殊现象和问题,指出煤岩在激光照射下,组分的挥发、热解、升华、烧结和氧化构成了煤岩在高温下主要的热烧蚀机制。从钻进机理、工艺、装置等方面着手,建议加强激光钻进煤岩的多物理场耦合作用机制、钻进工艺、钻进装置研制等适应性研究,为激光用于煤岩的高质高效钻进研究提供参考。 相似文献
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大型岩心钻机价格昂贵、操作工序复杂且十分危险,导致传统的培训技术难以高产出操作纯熟的技术人员,同时传统的培训技术以理论学习与直接上机相结合,如此跨越式培训增加了岩心钻机损坏与报废的风险,也提高了培训者自身门槛。基于此,提出了基于Unity3D的岩心钻机虚拟实训系统设计方案,并以XY-4型岩心钻机为例,采用SolidWorks与Maya联合建模、Unity3D进行软件系统开发。Unity3D可模拟出真实工作场景,让系统使用者有身临其境的感觉。实训系统设置4个学习场景:认知视频学习、操作要领学习、单步训练以及整体训练,操作知识环环相扣,人与场景融为一体。 相似文献
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探究激光辐照煤岩的热效应,有助于理解激光作用于煤岩的成孔机制,从而为激光应用于煤层气水平钻进提供理论支持。基于传热学理论,建立了激光辐照煤岩的数学模型,通过多物理场仿真分析软件COMSOL Multiphysics对激光破岩过程中温度场分布情况进行数值计算,探讨了激光光束辐照在煤岩表面时激光功率、光斑半径及辐照时间等因素对激光作用于岩石的热效应影响。再考虑到煤岩在极高的升温速度下将发生相变,建立了其发生气体相变的数值仿真模型,对其气化后形成的烧灼孔进行模拟仿真。仿真结果分析表明,影响钻孔深度的主要因素是激光功率和辐照时间,影响孔口直径大小的主要因素是光斑直径,激光辐照煤岩的成孔机理主要是激光高温烧蚀成孔,如果用于实际钻进过程中将大幅减少固体岩屑,有助于降低排屑工艺的难度。 相似文献
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平硐勘探是在进行水利水电勘察时，获取山体周围区域的地质参数，全面了解地层情况的一种技术手段。在勘查工作中，首先的目标是查明建筑物的工程地质条件或特殊的地质问题，如断层、夹层等，并进行现场的原位测试和试验。因此，平硐勘探施工技术在重要工程勘察中占据十分重要的地位。如何加快施工进度、缩短工期、解决平硐施工中的难题是这项技术主要的研究方向。目前，平硐的施工工艺和掘进装备已有一定的发展，但是针对勘探平硐开拓技术和相关专用装备的研究仍处于起步阶段。本文主要论述了平硐施工工艺和掘进装备的发展现状，分析其特点及局限性，将不同施工方法的综合性能进行对比，并针对勘探平硐技术发展的实际问题进行分析，探讨了钻孔劈裂方法在勘探平硐中的优势以及适用性，最后基于施工工艺对勘探平硐掘进装备的发展方向进行了展望。 相似文献
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为增强工程机械虚拟实训沉浸效果,设计一套六自由度座椅平台。该平台以Stewart六自由度机构为基础,包括并联运动机构、液压泵站和PLC控制系统。由工程机械驾驶特点确定运动平台位姿参数,与MATLAB建立的上位机软件进行数据交互;经过运动学反解计算各根液压缸杆长变化值,PLC控制器对指令处理并发送命令来控制电液比例阀流量,驱动6根并联的液压缸伸缩,从而使运动平台呈现不同的位置姿态。基于上述原理,搭建实物平台并依据驾驶特点进行测试。结果表明,该平台可以模拟工程机械的在不同工况下的姿态,提高虚拟实训人员的沉浸感。 相似文献
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激光钻井是一项高效、清洁、控向性能好的钻井新技术,在煤层气开发中潜力巨大。从激光破碎煤岩作用过程和循环气体两方面入手,在理论上分析了激光破碎煤岩的作用过程;以激光照射到煤岩表面的平均功率密度和激光照射时间为变量,再分别以空气和氮气为钻井循环介质,进行了激光破碎煤岩实验。实验结果与理论分析基本一致,具体表现为:在一定范围内,增加激光平均功率密度和激光照射时间将使钻井进尺深度增加,钻孔直径增大,热影响区域增大,有利于提高激光破碎煤岩钻进效率,而氮气循环和空气循环激光破碎煤岩各有优势,可进行交变循环钻进。 相似文献
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激光钻进岩石形成的钻孔的孔形较为复杂,具有较小的孔直径和较高的孔壁粗糙度,使得利用传统方法进行钻孔尺寸的测量较为困难。为了精确钻孔测量和方便孔形研究,提出了一种基于线激光扫描及逆向建模的钻孔建模方法。首先,搭建了线激光扫描平台,建立了空间坐标系,以获取钻孔的三维坐标,构建了钻孔的初始点云数据。其次,在MATLAB中对获取的点云数据进行无效点移除及多视角点云配准,其中,无效点移除利用顺序查找法实现,多视角点云配准则基于迭代最近点（ICP）算法,包括初始配准和精确配准两个阶段。最后,基于Delaunay三角网格划分及曲面重建算法,实现了钻孔模型的重建和可视化。此外,还采用滴液法和切割法进行实际钻孔容积值测量及钻孔轮廓线获取,并与由点云重建的钻孔模型上获取的测算结果进行对比分析,以验证所述方法建立的钻孔模型的精度。结果表明:重建的钻孔模型与实际钻孔之间的误差小于4%,重建的模型能够满足激光岩石钻进钻孔的测量要求,证实了所述方法的可行性。与传统测量方法相比,所述方法属于非接触、非破坏性方法,可重复性测量。 相似文献
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现有随钻测量系统的供电方式均有各自的适用条件,因此有必要探索新型的井下供电方式作为对现有方式的补充,或联合现有供电方式共同使用。摩擦纳米发电机源于接触起电及静电感应现象（即生活中常见的静电）,具有发电机和传感器的双重功能。基于此,本文将摩擦纳米发电机原理引入地质勘探领域,提出了一种可用于井下自供电（也叫自发电）及自传感的随钻测量新方法,并以自供电式井下振动传感器的研制为例对该方法进行阐述,同时通过大量的试验验证了传感器的高信噪比及良好的发电特性,且进一步通过280 ℃范围内的高温测试表明了基于该方法具有研制超高温井下传感器及超高温井下实时发电机的优势。还指出了下一步的重点研究方向及其解决途径。 相似文献
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