水中丝爆等离子体破岩机理研究          下载免费PDF全文

马瑞  周世生  胡燕川  孙西濛  薛启龙  曲骏 《探矿工程》2019,46(11):1-7

在隧道开挖、矿山开采等基础工程建设中,岩石爆破技术发挥着重要作用。等离子体碎岩技术具有无污染,破碎过程中无飞石、无有害气体的产生,使用方便,作业效率高,是替代炸药碎岩的最有效可行的方法。本文研究了水中丝爆产生等离子体破碎岩石的机理,分析了高电压脉冲放电过程中的铜丝融化过程,建立了铜丝在各阶段变化的电阻模型,利用MATLAB对不同阶段放电电路的电流进行了数值仿真分析,并与实验得到的电流波形进行对比。研究发现,电流波形,上升沿时间越短,脉冲放电效果越好。铜丝变化产生等离子体的过程中,等离子体通道具有一定的电阻性。实验数据结果与模型数值计算结果基本相符。  相似文献   

钻杆自动传送装置的设计研究          下载免费PDF全文

康维维  刘宝林  胡远彪  薛启龙  庞天舒 《探矿工程》2016,43(8):44-47

综述了钻杆自动化操作技术的研究现状。鉴于目前钻杆库容量小、稳定性差、排放效率低等缺点,提出了一种钻杆操作新方案——通过分隔板将钻杆逐层密排无间隙式存放。该方案包括钻杆排放及钻杆传送分拣装置,就钻杆传送部分,设计了2种自动化传送方案,即倾斜滚动传送方案和V形槽传送分拣方案;综合比较了2种方案的优缺点,选择了V形槽传送分拣装置为研究方向;基于实际项目参数,重点对传送过程钻杆的轴向精度误差做了adams动力学仿真分析,验证了所设计方案的合理性。  相似文献   

机械式自动垂直钻具控制性能分析及优化     

李立鑫  薛启龙  刘宝林  王晋  李昕愉  张宗湖 《地质科技情报》2018,(3)

鉴于机械式自动垂直钻具井斜控制能力相对较低的问题,从钻具的控制机制出发,研究了粘滑振动条件下控制机构的动力学行为,并提出了控制机构的优化方案。井下粘滑振动会使钻具控制机构中的偏重块发生类似钟摆的运动,严重影响钻具的控制性能甚至导致钻具失效。为减少粘滑振动的不利影响,将凸台盘阀和水力涡轮引入钻具的控制机构,在偏重块尺寸减小的同时提升了钻具的控制性能。仿真结果表明,受粘滑振动影响,在井斜角3°和9°时,在采用常规盘阀的控制机构中,偏重块摆动幅度分别为44.96°,14.91°,摆动中心位置距离井眼低边夹角分别为19.84°,6.15°;优化后,采用凸台盘阀可使控制机构中偏重块的摆动幅度分别为10.06°,2.17°,分别降低了77.89%,85.45%。配合使用扭矩为65N·mm的水力涡轮后,可实现偏重块以井眼低边为中心的钟摆运动,显著提升了钻具控制机构的响应精度、灵敏度及可靠性。此外,优化后控制机构的许用压差大幅增加,进一步提升了钻具的纠斜降斜能力。  相似文献   

基于ANSYS/LS-DYNA的岩石爆破结构数值模拟分析          下载免费PDF全文

孙西濛  叶春琳  胡燕川  张凯  刘宝林  薛启龙  周鹏 《探矿工程》2019,46(10):87-93

等离子爆破技术是一种新型爆破技术,其爆破孔的设计对整个爆破效果及爆破效率起着决定性的作用。本文基于ANSYS/LS-DYNA建立了爆破孔的有限元模型,并对爆炸荷载作用下掏槽孔孔壁压力及其破碎区进行了数值模拟。研究结果表明,爆破时畸变能的变化自始至终都基本呈椭圆形,孔径越小,积累的能量越大,对岩体破坏越大;孔深长度越短,能量积聚空间越小,爆破对岩体造成的破坏越大;孔深长度的改变对下部岩体影响较小,对中部岩体影响较大。此外由于爆炸实验多为破坏性实验,很难进行原型试验,因此使用数值模拟方法研究爆破孔的结构是可行的,可以作为实际工程的参考。  相似文献   

电爆冲击波对储层致裂效果影响因素的数值模拟研究          下载免费PDF全文

江海畏  薛启龙 《探矿工程》2020,47(11):70-76

电爆冲击波在油气储层增渗解堵中具有巨大应用潜力，为了解各因素对电爆冲击波致裂效果的影响程度，本文采用ANSYS/LS[CD*2]DYNA软件，通过改变地应力、弹性模量、抗拉强度参数进行数值模拟。结果显示，地应力对致裂效果具有强烈的抑制作用，在双向等压地应力作用下，裂纹区形状为圆形，并且随着地应力的增大，岩体破裂度、破裂半径均逐渐减小。在双向不等压地应力作用下，随水平主应力差值增大，裂纹扩展方向由圆形逐渐转变为椭圆形，具有沿最大水平主应力方向扩展的特点；弹性模量对致裂效果具有重要影响，随着弹性模量的增大，岩体破裂度、破裂半径均呈增大趋势；随抗拉强度增大，岩体破裂度、破裂半径均减小。  相似文献   

基于COMSOL的高压放电破碎岩石仿真研究          下载免费PDF全文

马宁  金博  周鹏  钱阳  薛启龙 《探矿工程》2022,49(6):62-70

常规旋挖钻机在钻进硬岩地层钻孔桩时存在进尺困难,钻头磨损大等问题。高压脉冲放电岩石破碎技术作为一种新型非机械式岩石破碎技术,在硬岩钻进领域具有广阔的应用前景。本文在分析高压脉冲放电破碎岩石机理的基础上,运用COMSOL Multiphusics软件,建立电-热-力多物理场耦合模型,开展花岗岩和砂岩在电压、电极间距、电解质等条件下的破碎规律仿真研究。结果表明,随着电压的增大,岩石产生的破碎区域呈线性增大;电极间距的增大导致岩石破碎区域减小;液体介质的电导率大小对放电结果的影响不大;选用多电极对放电可有效增加岩石的破碎面积。研究结果可为高压放电破碎岩石技术提供参考。  相似文献   

机械式自动垂直钻具控制性能分析及优化          下载免费PDF全文

李立鑫  薛启龙  刘宝林  王晋  李昕愉  张宗湖 《地质科技通报》2018,37(3):268-274

鉴于机械式自动垂直钻具井斜控制能力相对较低的问题，从钻具的控制机制出发，研究了粘滑振动条件下控制机构的动力学行为，并提出了控制机构的优化方案。井下粘滑振动会使钻具控制机构中的偏重块发生类似钟摆的运动，严重影响钻具的控制性能甚至导致钻具失效。为减少粘滑振动的不利影响，将凸台盘阀和水力涡轮引入钻具的控制机构，在偏重块尺寸减小的同时提升了钻具的控制性能。仿真结果表明，受粘滑振动影响，在井斜角３°和９°时，在采用常规盘阀的控制机构中，偏重块摆动幅度分别为４４．９６°，１４．９１°，摆动中心位置距离井眼低边夹角分别为１９．８４°，６．１５°；优化后，采用凸台盘阀可使控制机构中偏重块的摆动幅度分别为１０．０６°，２．１７°，分别降低了７７．８９％，８５．４５％。配合使用扭矩为６５Ｎ·ｍｍ 的水力涡轮后，可实现偏重块以井眼低边为中心的钟摆运动，显著提升了钻具控制机构的响应精度、灵敏度及可靠性。此外，优化后控制机构的许用压差大幅增加，进一步提升了钻具的纠斜降斜能力。   相似文献   

涡轮钻具的研究进展          下载免费PDF全文

赵柳东  李立鑫  王瑜  薛启龙  刘宝林 《探矿工程》2016,43(10):269-274

涡轮钻具由于其耐高温、高转速的特点,使其在高温和硬岩地层的钻进过程中发挥着重要的作用,并成为干热岩钻井和高温油气井钻井等领域的研究热点之一。本文从涡轮钻具的发展历程出发,对涡轮钻具的特点进行了系统地总结,从涡轮钻具的结构优化、涡轮叶片的设计与加工、轴承节的性能提升、减速涡轮钻具的研发、钻进新工艺的探索等5个方面对国内外涡轮钻具的研究进展进行了综述,发现总结了涡轮钻具研究过程中存在的一些问题,并结合我国在相关领域的实际需求,对未来我国涡轮钻具的重点研究方向提出了建议。  相似文献