本文關(guān)鍵詞：汽油機(jī)驅(qū)動的便攜式鉆機(jī)應(yīng)用于冰層的鉆進(jìn)技術(shù)研究

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【摘要】：在極地或山地等極端環(huán)境下進(jìn)行鉆探工作非常復(fù)雜。由于能源消耗和鉆具搬運(yùn)困難,傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)在冰川鉆進(jìn)中難以應(yīng)用。使用小型輕質(zhì)的便攜式電機(jī)驅(qū)動絞車懸吊鉆進(jìn)系統(tǒng)在50米以內(nèi)的近地表鉆進(jìn)則更加合理。此系統(tǒng)可用于消融樁的建設(shè),活躍冰層溫度測量,揭示人類活動污染等。為了選擇合適的電機(jī),進(jìn)行了理論研究。通過總結(jié)冰碎裂、取心桶回轉(zhuǎn)和冰屑運(yùn)輸?shù)墓?可以獲得電機(jī)的軸功率。冰的碎裂根據(jù)固態(tài)物理和配置理論計(jì)算�？偣牡钠溆鄶�(shù)值則根據(jù)孔底鉆進(jìn)理論得出。鉆機(jī)使用最新的CAD軟件Autodesk Inventor 2016設(shè)計(jì)。鉆具由汽油機(jī)驅(qū)動。選擇合適的鉆進(jìn)參數(shù),例如鉆頭壓力(WOB)和鉆頭回轉(zhuǎn)速度,是非常重要的。為了了解鉆進(jìn)進(jìn)程,鉆機(jī)進(jìn)行了改良,安裝了必要的傳感器。傳感器測量了鉆進(jìn)過程中的主要參數(shù),如鉆進(jìn)速度(ROP)、WOB、回轉(zhuǎn)速度、扭矩和溫度。ROP通過變頻器用電動絞車控制。所有的傳感器都連接著和變頻器同步運(yùn)轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)采集模塊;數(shù)據(jù)采集模塊及控制器由電腦上設(shè)計(jì)的專用軟件控制。大體上,電機(jī)驅(qū)動冰層螺旋鉆具的構(gòu)想是可行的,在適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)下,它極可能用于現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)。本篇論文主要研究電機(jī)驅(qū)動冰層螺旋鉆具的鉆進(jìn)參數(shù),提出選擇合適鉆進(jìn)參數(shù)的意見,并優(yōu)化冰心鉆進(jìn)過程。
【關(guān)鍵詞】：電機(jī)驅(qū)動冰層螺旋鉆具 汽油機(jī) 鉆進(jìn)參數(shù) 鉆進(jìn)速度(ROP) 鉆頭壓力(WOB) 扭矩
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P634.5
【目錄】：

• ABSTRACT4-5
• 摘要5-7
• 1 Background7-18
• 1.1 Targets and aims of near-surface shallow drilling in ice7
• 1.2 Hand and power driven augers7-13
• 1.3 Electromechanical auger drills13-15
• 1.4 Conventional portable drill rigs15-16
• 1.5 Purpose and aims of study16-18
• 2 Theoretical research of ice cutting and total power consumption of the drilling process18-24
• 2.1 Theoretical evidence for estimation of drill rig power consumption18-21
• 2.2 Estimations of consumed power components21-22
• 2.3 Total required power of the drill rig22-24
• 3 Design of the portable ice drilling rig24-28
• 4 Construction of the test stand to study ice drilling process28-41
• 4.1 General description of the test stand28-30
• 4.2 Control system description30-41
• 4.2.1 Measured parameters and variables30
• 4.2.2 Sensors type and parameters30-31
• 4.2.3 Assembling hardware in one chassis31-33
• 4.2.4 The configuration of the computers33-35
• 4.2.5 Software35-41
• 5 Experiment and results41-48
• 5.1 Experiment route41-43
• 5.2 Results43-48
• 6 Conclusions48-49
• Reference49-52
• 攻讀碩士學(xué)位期間獲得的成果52-53

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本文編號：579784