【摘要】：國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展需要更多的礦產(chǎn)資源支撐。在淺部資源已開發(fā)殆盡的情況下,尋找深部資源已經(jīng)刻不容緩。深部取心鉆探對(duì)鉆探設(shè)備提出了更高的要求。對(duì)于目前應(yīng)用最為廣泛,不提鉆即可直接提取地下巖礦心的繩索取心鉆具的質(zhì)量要求也更為嚴(yán)格。論文歸納總結(jié)了至今為止由于繩索取心鉆具的原因?qū)е裸@探過程中發(fā)生的孔內(nèi)事故,針對(duì)彈卡定位結(jié)構(gòu)易損件較多,且在巖心堵塞的孔內(nèi)事故時(shí)導(dǎo)致內(nèi)管總成在彈卡擋頭以及內(nèi)臺(tái)階頂死的情況,本論文重點(diǎn)選取了定位機(jī)構(gòu)部分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)分析,也對(duì)其他部分易造成孔內(nèi)事故的進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。論文首先以定位機(jī)構(gòu)為主線,介紹了國內(nèi)外目前或之前研究使用過得繩索取心鉆具,從中歸納總結(jié)研究結(jié)構(gòu)更為簡單,定位效果更為準(zhǔn)確牢靠,壽命更長的結(jié)構(gòu)形式。隨后介紹新型繩索取心鉆具的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用原理,理論分析了定位結(jié)構(gòu)部分正常工作及遇到事故時(shí)的受力類型,從中歸納總結(jié)出最容易導(dǎo)致該結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞的情況及力的類型及大小,而后利用ANSYS有限元數(shù)據(jù)模擬分析了在大小不同力的作用下,該結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變以及變形情況,最后從理論上分析出產(chǎn)生最大破壞的部位。對(duì)滿足應(yīng)用條件的鉆具進(jìn)行了試加工,并進(jìn)行了簡單的室內(nèi)調(diào)試,對(duì)鉆具的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提出初步優(yōu)化意見。之后進(jìn)行了野外試驗(yàn),但因?yàn)闂l件有限,只進(jìn)行了淺孔試驗(yàn),且因?yàn)樵囼?yàn)較短,并無遇到事故,新型繩索取心鉆具在淺孔取心階段,表現(xiàn)良好,能準(zhǔn)確定位且定位可靠,且能成功取上巖心,野外施工師傅根據(jù)經(jīng)驗(yàn)提出一些優(yōu)化改進(jìn)的意見。最后根據(jù)理論模擬分析,調(diào)試試驗(yàn)以及野外試驗(yàn),得出的分析與得到的意見,對(duì)新型繩索取心鉆具,重點(diǎn)針對(duì)定位結(jié)構(gòu)部位,提出幾個(gè)優(yōu)化改進(jìn)方案,包括對(duì)材質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化,對(duì)加工工藝的精準(zhǔn)度提出更高的要求,從結(jié)構(gòu)本身出發(fā),對(duì)球卡的尺寸及個(gè)數(shù)進(jìn)行預(yù)先理論模擬分析,選擇較優(yōu)的組合形式,為以后進(jìn)一步優(yōu)化此套新型的球卡式繩索取心鉆具提供一定的參考。論文最后一章,從整個(gè)深部鉆探領(lǐng)域出發(fā),總結(jié)歸納了,深部鉆探過程中遇到的問題與瓶頸,并提出了適應(yīng)于深部鉆探設(shè)計(jì)優(yōu)化研究的展望。
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P634.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2574345