南極冰架熱水取芯鉆具設計及實驗研究
發(fā)布時間：2021-10-15 02:37
全球大約有11%的陸地面積被冰層所覆蓋。這些冰層儲存了地球75%左右的淡水資源,蘊含了大量的信息,包含地球能量資源儲藏、水文循環(huán)、大氣和海洋環(huán)流、氣候變化、地殼流變和海平面提升等等。而南極冰川則占到了地球冰量的90%,在南極冰川上的一些細微的變化都將對全球環(huán)境產生深刻的影響。冰架是指大陸架相連的冰體延伸到海洋的那部分,主要分布在冰川的邊緣,與大洋相連。極地地區(qū)是全球冷源地,而大洋則具有無與倫比的廣袤性,他們分別在全球氣候系統(tǒng)內演繹著極其重要的角色。因此,為了從科學上闡明氣候變化機制,兩極和大洋的觀測至關重要,冰架作為連接大洋和冰蓋的紐帶,則成了研究的關鍵所在。冰蓋-冰架-海洋相互作用研究成為全球變化研究的熱點問題。被譽為“南極之芯”的冰芯蘊藏著地球氣候變化的秘密,是研究冰川氣候問題的最有效手段。如何在冰架上快速高效的鉆取冰芯,是一個具有重要研究意義的科學問題。本論文首先介紹了冰芯鉆探的發(fā)展狀況,對各種冰芯鉆探技術進行詳細論述,并針對冰架研究問題的特點,確定了熱水取芯鉆為冰架冰層取芯的主要方法。并且借鑒國外熱水取芯鉆具經驗,結合熱水鉆的特點,設計了一套全新的熱水取芯鉆具,確定了鉆具的具體...
【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：74 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
南極主要冰架分布
關鍵的區(qū)域之一。因為南極大陸冰蓋物質的流失大部分通過其冰架的前端和底部都在海洋中，與海洋直接作用。因此冰蓋動冰架的物質平衡，如圖 1.2 所示，冰架前沿斷裂形成的冰山和淡水進入大洋，對大洋水團和環(huán)流的形成和移動起主導作用，和環(huán)流產生重要影響[3]。準確地掌握冰架物質平衡過程，才可動態(tài)變化及其對全球環(huán)境變化（海平面、大洋洋流循環(huán)和大氣平衡過程主要包括冰川冰流輸入、冰架表面積累與消融、冰架等。冰架前緣發(fā)生的冰山斷裂，可以通過衛(wèi)星遙感和航測資料底部的融化和凍結就比較困難，目前為止，對冰架底部進行的大都通過鑿洞、鉆孔或自然形成的冰裂縫進行。因此目前，全環(huán)流、冰架穩(wěn)定性及冰架底部凍融過程、冰蓋-冰架系統(tǒng)向海尚不清楚[4]~[8]。因此，冰架-海洋相互作用的研究至關重要，逐熱點問題。
第 1 章 緒論質的同位素分析，可以了解歷史上相應時間空氣的化學構成，從而反演古代的氣候紀錄具有重大的現實意義[10]。晶瑩的南極之“芯”就像一本無字天書，蘊藏著地球氣候變化秘密，科學家若是能夠打開它們，就能與百萬年前的氣候進行一場跨越時空的交流[11]。因此，為了研究冰蓋-冰架-海洋的相互作用及其對全球氣候變化的影響，冰架內的芯至關重要。如何在冰架內部快速取芯，成為至關重要的科學問題。1.2 冰芯鉆探研究現狀冰芯鉆取工作開始于上世紀50年代至60年代，為了獲得極地冰層中所含的各種信息世界各國的科學家們在半個多世紀的時間內相繼開展了大量的冰芯鉆探項目。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]淺談傳感器技術的研究現狀與發(fā)展趨勢[J]. 畢絨超. 無線互聯科技. 2015(20)
[2]電動機械取心鉆具反扭裝置實驗臺設計及實驗[J]. 范曉鵬,Pavel Talalay,鄭治川,張楠,于成鳳,宮達. 探礦工程(巖土鉆掘工程). 2013(12)
[3]冰芯鉆探:破解氣候變化密碼[J]. 國土資源. 2013(03)
[4]東南極冰蓋/冰架變化監(jiān)測與預測技術研究[J]. 吳榮榮,何劍鋒,李院生,單琰焱. 上海國土資源. 2011(03)
[5]變頻器在永平銅礦供水系統(tǒng)中的應用[J]. 劉曄. 科技信息. 2011(21)
[6]南極冰架研究現狀與埃默里冰架研究展望[J]. 唐承佳,李院生,陳振樓,周麗婭. 極地研究. 2008(03)
[7]國際冰凍圈研究動態(tài)和我國冰凍圈研究的現狀與展望[J]. 秦大河,效存德,丁永建,姚檀棟,卞林根,任賈文,王寧練,劉時銀,趙林. 應用氣象學報. 2006(06)
[8]冰芯中不溶微粒的研究進展[J]. 鄔光劍,姚檀棟. 冰川凍土. 2005(04)
[9]基于LabVIEW數據采集系統(tǒng)[J]. 楊忠仁,饒程,鄒建,彭珍蓮. 重慶大學學報(自然科學版). 2004(02)
[10]錐形噴嘴流量系數及水力參數的理論計算方法[J]. 劉成文,李兆敏. 鉆采工藝. 2000(05)
碩士論文
[1]新型自旋式噴嘴射流鉆頭研制[D]. 李佳.中國石油大學(華東) 2014
[2]冰層回轉鉆進切削熱分析與實驗研究[D]. 劉春朋.吉林大學 2014
[3]冰架熱水鉆實時測井系統(tǒng)研制[D]. 馬梁.杭州電子科技大學 2014
[4]雙組份極地冰鉆酯基鉆井液研究[D]. 于達慧.吉林大學 2013
[5]南極冰鉆超低溫鉆井液技術研究[D]. 韓麗麗.吉林大學 2013
[6]星載SAR干涉測量和特征跟蹤在冰流速監(jiān)測中的應用[D]. 王志新.中國地質大學（北京） 2011
本文編號：3437275
【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：74 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
南極主要冰架分布
關鍵的區(qū)域之一。因為南極大陸冰蓋物質的流失大部分通過其冰架的前端和底部都在海洋中，與海洋直接作用。因此冰蓋動冰架的物質平衡，如圖 1.2 所示，冰架前沿斷裂形成的冰山和淡水進入大洋，對大洋水團和環(huán)流的形成和移動起主導作用，和環(huán)流產生重要影響[3]。準確地掌握冰架物質平衡過程，才可動態(tài)變化及其對全球環(huán)境變化（海平面、大洋洋流循環(huán)和大氣平衡過程主要包括冰川冰流輸入、冰架表面積累與消融、冰架等。冰架前緣發(fā)生的冰山斷裂，可以通過衛(wèi)星遙感和航測資料底部的融化和凍結就比較困難，目前為止，對冰架底部進行的大都通過鑿洞、鉆孔或自然形成的冰裂縫進行。因此目前，全環(huán)流、冰架穩(wěn)定性及冰架底部凍融過程、冰蓋-冰架系統(tǒng)向海尚不清楚[4]~[8]。因此，冰架-海洋相互作用的研究至關重要，逐熱點問題。
第 1 章 緒論質的同位素分析，可以了解歷史上相應時間空氣的化學構成，從而反演古代的氣候紀錄具有重大的現實意義[10]。晶瑩的南極之“芯”就像一本無字天書，蘊藏著地球氣候變化秘密，科學家若是能夠打開它們，就能與百萬年前的氣候進行一場跨越時空的交流[11]。因此，為了研究冰蓋-冰架-海洋的相互作用及其對全球氣候變化的影響，冰架內的芯至關重要。如何在冰架內部快速取芯，成為至關重要的科學問題。1.2 冰芯鉆探研究現狀冰芯鉆取工作開始于上世紀50年代至60年代，為了獲得極地冰層中所含的各種信息世界各國的科學家們在半個多世紀的時間內相繼開展了大量的冰芯鉆探項目。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]淺談傳感器技術的研究現狀與發(fā)展趨勢[J]. 畢絨超. 無線互聯科技. 2015(20)
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[3]冰芯鉆探:破解氣候變化密碼[J]. 國土資源. 2013(03)
[4]東南極冰蓋/冰架變化監(jiān)測與預測技術研究[J]. 吳榮榮,何劍鋒,李院生,單琰焱. 上海國土資源. 2011(03)
[5]變頻器在永平銅礦供水系統(tǒng)中的應用[J]. 劉曄. 科技信息. 2011(21)
[6]南極冰架研究現狀與埃默里冰架研究展望[J]. 唐承佳,李院生,陳振樓,周麗婭. 極地研究. 2008(03)
[7]國際冰凍圈研究動態(tài)和我國冰凍圈研究的現狀與展望[J]. 秦大河,效存德,丁永建,姚檀棟,卞林根,任賈文,王寧練,劉時銀,趙林. 應用氣象學報. 2006(06)
[8]冰芯中不溶微粒的研究進展[J]. 鄔光劍,姚檀棟. 冰川凍土. 2005(04)
[9]基于LabVIEW數據采集系統(tǒng)[J]. 楊忠仁,饒程,鄒建,彭珍蓮. 重慶大學學報(自然科學版). 2004(02)
[10]錐形噴嘴流量系數及水力參數的理論計算方法[J]. 劉成文,李兆敏. 鉆采工藝. 2000(05)
碩士論文
[1]新型自旋式噴嘴射流鉆頭研制[D]. 李佳.中國石油大學(華東) 2014
[2]冰層回轉鉆進切削熱分析與實驗研究[D]. 劉春朋.吉林大學 2014
[3]冰架熱水鉆實時測井系統(tǒng)研制[D]. 馬梁.杭州電子科技大學 2014
[4]雙組份極地冰鉆酯基鉆井液研究[D]. 于達慧.吉林大學 2013
[5]南極冰鉆超低溫鉆井液技術研究[D]. 韓麗麗.吉林大學 2013
[6]星載SAR干涉測量和特征跟蹤在冰流速監(jiān)測中的應用[D]. 王志新.中國地質大學（北京） 2011
本文編號：3437275
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