雄安新区D05井燧石白云岩地层钻头应用探索

D05井是雄安新区一眼地热勘探井,完钻井深4014.42 m,揭露了雾迷山组和高于庄组两个热储层。在高于庄组石英含量较高的燧石白云岩地层钻进中,出现了钻头严重磨损、钻头使用寿命短的状况。为解决钻探施工中的难题,进行了钻头应用探索,通过分析研究、实践应用优化,探索出了一种适宜于石英含量较高的燧石白云岩地层?215.9 mm井径使用的牙轮钻头,平衡了钻头磨损和钻进效率方面的难题。使用该型号钻头顺利地完成了D05井三开?215.9 mm孔径钻探施工任务。通过本次钻头应用探索,为类似地层钻头应用提供了参考方案,丰富了深部地热钻探工艺技术,为深部地热钻探的发展提供了技术支撑。     

深部地热钻探中硬塑性泥岩地层钻头应用研究

深部地热钻探中,通常会钻遇硬塑性泥岩,严重影响钻探施工效率。以雄安新区深部地热钻探工程实例为基础,深入分析硬塑性泥岩机械钻速低的原因,研究制定钻头的优化改进方案。实践应用证明：针对地层岩性特征设计的个性化PDC钻头配合螺杆钻具,可以有效提高硬塑性泥岩地层机械钻速;使用三棱形非平面复合片和三角形复合片等异形复合片可以有效提高PDC钻头的抗冲击能力、提高钻头在含砾石地层的使用寿命,同时也可以提高硬塑性泥岩地层机械钻速。探索出了一套适宜于深部地热钻探中硬塑性泥岩地层钻进的钻头应用方案。     

超高速滑动电接触CuCrZr合金轨道表面磨损机制及电接触性能

电磁轨道发射具有典型超高速滑动电接触特性（出口速度大于等于2 000 m/s）,电磁轨道表面会发生磨损。为研究轨道表面磨损状态与接触电阻之间关系,通过开展电磁轨道发射试验,研究发射后的CuCrZr轨道表面沉积层的形成与磨损机制,揭示枢轨间静态接触电阻的演变规律,总结沉积层的形成与接触电阻的关联关系。结果表明：沿着发射方向,轨道表面沉积层覆盖面积逐渐增大,沉积层的形成机制由摩擦材料转移变为电枢表面熔化飞溅,表面磨损特征由机械磨损向电气磨损转变;由于轨道不同位置沉积层形成原因不同,导致表面粗糙度分布不一致,枢轨间静态接触电阻随接触沉积层形貌特征改变呈现上升、下降及波动3个变化阶段;并且枢轨间静态接触电阻随着接触压力的增大而减小。研究成果对电磁轨道发射装备的研究及发射动力学研究具有理论价值。     

云南泥炭质土层劲性复合桩承载力特性研究

泥炭质土作为云南地区特有的土质,是一种特殊的软土地基,这使得桩基的选择成为重中之重。劲性复合桩作为一种新型组合桩型,是利用水泥土桩内部插入相应芯桩组合而成,对整体承载性能有很大提升,并且对软土地基处理有着良好的效果。本文通过室内模型试验,研究不同芯桩长度及不同截面大小的劲性复合桩的荷载—沉降曲线、桩身轴力及桩身侧摩阻力,得出劲性复合桩在荷载作用下的承载特性。试验表明：劲性复合桩荷载沉降曲线呈“缓降”型,表现为大直径桩的承载特性;芯桩承担主要荷载,轴力与摩擦力在芯桩底端截面处发生突变。     

基于近似因子分解法的铸造充型过程数值模拟研究

目前求解流动过程中速度场、压力场最常用的方法是SOLA法,在求解过程中由于需要在连续性方程、动量方程间反复迭代,所以计算效率不高。采用近似因子分解法进行速度场、压力场求解,由于在求解过程中每一步均可采用托马斯算法求解三对角方程,所以计算简单,可有效提高计算效率。最终建立了基于有限差分法的流动场数值模拟程序,并针对Benchmark件进行了充型过程流动场数值模拟,通过对比模拟结果与实验结果,验证了计算模型的正确性。     

星载活动部件用轴承的失效仿真分析及试验验证

为了对长寿命卫星活动机构固体润滑轴承进行寿命评价,首先结合赫兹接触理论研究了轴承失效的物理量化模型;其次,通过计算机仿真手段从轴承动力学的角度模拟其安装于单机载荷上的实际工况,得到轴承内部接触摩擦特性及受力特性变化规律;最后,通过试验及得到的相关数据对仿真结果进行闭环验证。研究结果验证了该类固体润滑轴承动力学建模方法的正确性,为低速固体润滑类轴承内部润滑失效提供了定量的判据,并为最终提高二维扫描机构寿命的方法提供了借鉴。     

基于YHT调绳装置的提升容器更换技术改进

本论文介绍了一种基于YHT调绳装置的提升容器更换技术,该技术能够有效地对立井矿井的提升容器进行更换,YHT调绳装置主要是在更换容器过程中主提升钢丝绳与容器悬挂分离阶段起了关键作用。由于通过YHT调绳装置协助进行提升容器更换作业,整个作业过程更加省时省力,作业比较安全,效果显著。     

基于MATLAB的金属裂纹AE信号数字滤波方法

本文提出了一种基于MATLAB的金属裂纹AE(声发射)信号实时有限冲激响应数字滤波器的设计方法。针对金属裂纹AE信号的特征分析,结合MATLAB软件,确定有限冲激响应滤波器的特征参数,设计出满足指标要求的数字滤波器,将所设计的有限冲激响应滤波器在数字信号处理器中通过软件实现。实验结果表明,该方法设计的滤波器实时性好、精度高,能满足后续检验的性能要求。     

空间TDICCD相机动态成像地面检测系统的设计

设计了一种空间TDICCD(时间延迟积分电荷耦合器件)相机动态成像地面检测系统,用于模拟相对空间飞行器的地面像移,验证TDICCD相机的像速匹配能力和动态成像质量。系统采用精密转台和偏流转台模拟卫星绕地球运动和卫星受地球自转影响而在不同纬度产生不同的偏流运动。精密转台用永磁力矩电机驱动,用锁相锁频伺服控制策略控制稳速精度达到0.0297%。偏流转台用步进电机控制,偏流角的平均转角速率约为0.02°/s,偏流角位置的数据引导跟踪精度优于±5′。设计的检测系统的精度满足TDICCD相机动态成像检测的指标要求,已在某型号空间可见光相机的研制中获得了应用。     

原位与离位FTIR法研究环氧树脂固化动力学

采用原位及离位傅里叶变换红外光谱(FTIR)法研究了固化剂为4,4′-二氨基二苯砜(DDS)的环氧树脂(E51)体系的固化动力学。结果表明,固化反应开始时,环氧基转化率在较短时间内达到较高水平;随时间的延长,环氧基转化率逐渐变慢。根据动力学方程求得反应级数为1.999,得出该反应是二级反应。比较原位法与离位法固化曲线得出,原位法在时间轴上是准确的,离位法在温度轴上是准确的。依据求得的反应活化能和反应常数确立了该固化体系的固化时间、温度及环氧基转化率的关系方程,得出该体系的最佳固化条件为170℃、7h。