黃土塬物探鉆孔目前主要采用人工洛陽鏟的方式,鉆進效率低且耗費人力。為了適應(yīng)黃土塬地區(qū)對勘探鉆孔設(shè)備的作業(yè)要求,本文設(shè)計了一種新型輕便物探鉆機。該鉆機采用空氣鉆井的原理進行鉆孔,無需停鉆、無需鉆井液,極大地提高了鉆進效率。具體研究內(nèi)容如下:（1）新型輕便物探鉆機的整體結(jié)構(gòu)為汽油機+空壓機+輸氣管線+氣動馬達+鉆頭。對發(fā)動機、空壓機、軟管、氣動馬達和鉆頭進行選型和參數(shù)計算。（2）應(yīng)用ABAQUS軟件,對四種刮刀鉆頭的鉆進過程進行仿真,分析確定了正階梯刮刀鉆頭。通過正交試驗,選取四因素三水平正交表,對9組不同參數(shù)鉆頭進行仿真。由試驗結(jié)果得到D₁B₂C₁A₁為最優(yōu)鉆頭結(jié)構(gòu)參數(shù),即刀翼數(shù)為2個,刀翼階梯數(shù)為3個,刀尖角為8°,刀翼底刃厚度為2mm。（3）通過FLUENT軟件分析了噴嘴角度和噴嘴直徑對鉆頭孔底流場的影響,確定最優(yōu)噴嘴角度為1°³°、噴嘴直徑為5mm。采用DPM模型,通過改變環(huán)空入口速度和黃土含水率,進一步研究了空氣攜帶土屑顆粒的能力。（4）通過FLUENT軟件對環(huán)空氣固兩相... 

【文章來源】：西安石油大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究的背景和意義
        1.1.1 課題研究的背景
        1.1.2 課題研究的意義
    1.2 現(xiàn)有黃土塬地區(qū)地震勘探鉆孔技術(shù)
    1.3 輕便鉆機國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 輕便鉆機國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 輕便鉆機國外研究現(xiàn)狀
        1.3.3 本文設(shè)計鉆機的優(yōu)缺點
    1.4 論文研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
        1.4.1 論文研究內(nèi)容
        1.4.2 論文創(chuàng)新點
第二章 新型輕便物探鉆機結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.1 鉆機的結(jié)構(gòu)組成
    2.2 動力源設(shè)計
        2.2.1 發(fā)動機的選型
        2.2.2 空壓機的選型
    2.3 傳動裝置
        2.3.1 軟管的選型
        2.3.2 氣動馬達選型
    2.4 鉆頭選型
        2.4.1 刮刀鉆頭分類
        2.4.2 刮刀鉆頭運動情況及參數(shù)
    2.5 本章小結(jié)
第三章 鉆頭參數(shù)優(yōu)選
    3.1 刮刀鉆頭類型選擇
        3.1.1 幾何模型和材料模型
        3.1.2 網(wǎng)格劃分與接觸設(shè)置
        3.1.3 邊界條件與載荷設(shè)置
        3.1.4 仿真結(jié)果分析
    3.2 正交試驗基本概念
    3.3 正交試驗設(shè)計
        3.3.1 明確試驗?zāi)康?確定試驗指標
        3.3.2 選因素、定水平,列因素水平表
        3.3.3 選擇合適的正交表,制定試驗方案
    3.4 正交試驗結(jié)果分析
        3.4.1 鉆進深度分析
        3.4.2 Y軸方向最大扭矩分析
        3.4.3 最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定
    3.5 本章小結(jié)
第四章 噴嘴處射流流場分布及攜土能力研究
    4.1 物理模型建立
    4.2 計算域網(wǎng)格劃分
    4.3 邊界條件設(shè)置
    4.4 仿真結(jié)果分析
        4.4.1 噴嘴角度對鉆頭孔底流場的影響
        4.4.2 噴嘴直徑對孔底流場的影響
    4.5 攜土能力分析
        4.5.1 環(huán)空氣體入口速度對攜土能力的影響
        4.5.2 黃土含水率對攜土能力的影響
    4.6 本章小結(jié)
第五章 環(huán)空氣固兩相流動規(guī)律數(shù)值模擬分析
    5.1 環(huán)空氣固兩相流基本控制方程
    5.2 物理模型及邊界條件
        5.2.1 物理模型的建立和網(wǎng)格的劃分
        5.2.2 邊界條件
    5.3 環(huán)空氣固兩相流動規(guī)律數(shù)值模擬分析
        5.3.1 環(huán)空氣固兩相流壓力分布特征
        5.3.2 環(huán)空氣固兩相流速度分布特征
        5.3.3 環(huán)空氣固兩相流體積分布特征
    5.4 環(huán)空流場規(guī)律影響因素分析
        5.4.1 入口速度對環(huán)空流場規(guī)律的影響
        5.4.2 入口土屑濃度對環(huán)空流場規(guī)律的影響
        5.4.3 入口土屑顆粒直徑對環(huán)空流場規(guī)律的影響
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀學(xué)位期間參加科研情況及獲得的學(xué)術(shù)成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]淺鉆技術(shù)在安徽省淺覆蓋區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用[J]. 汪晶.  新疆有色金屬. 2018(06)
[2]輕便鉆機在黃土塬地區(qū)的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景[J]. 王毅,趙斌.  機電工程技術(shù). 2017(03)
[3]QDW-50型無水鉆機的研究與應(yīng)用[J]. 彭儒金,戴圣海,邱華,孔中捷.  探礦工程(巖土鉆掘工程). 2012(06)
[4]新型山地鉆機的開發(fā)與應(yīng)用[J]. 樊慧文,李玲毓,張向前.  物探裝備. 2012(03)
[5]地震勘探鉆機的設(shè)計[J]. 趙寰宇,楊虎偉.  機械研究與應(yīng)用. 2012(02)
[6]刮刀鉆頭噴嘴直徑對井底流場的影響研究[J]. 黃志強,周已,李琴,劉少彬,卜艷,閆波.  石油礦場機械. 2009(03)
[7]影響輕便鉆機鉆進速度問題分析及改進[J]. 何金生,郭曉東,郭金富.  勘察科學(xué)技術(shù). 2008(03)
[8]大口徑鉆井鉆壓設(shè)計探討[J]. 曹鈞,陳昌明.  礦山機械. 2008(07)
[9]QK系列多功能取樣鉆機的研制[J]. 趙海濤,劉秀美,王漢寶.  探礦工程(巖土鉆掘工程). 2007(09)
[10]我國鉆掘設(shè)備的發(fā)展趨勢及幾種最新機型[J]. 劉三意,孟慶鴻.  探礦工程(巖土鉆掘工程). 2007(06)

博士論文
[1]月球鉆取式采樣機構(gòu)參數(shù)優(yōu)化及可靠性分析[D]. 王麗麗.北京理工大學(xué) 2015
[2]氣體鉆水平井關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 溫杰文.西南石油大學(xué) 2014
[3]JSL-30型卵礫石地層地震勘探孔鉆機、鉆具及鉆進參數(shù)檢測系統(tǒng)的的研究[D]. 趙大軍.吉林大學(xué) 2005

碩士論文
[1]復(fù)雜地層輕便取樣設(shè)備的研制[D]. 張樂沖.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2018
[2]新型輕便旋轉(zhuǎn)式物探鉆機總體設(shè)計及動力學(xué)分析[D]. 王毅.西安石油大學(xué) 2017
[3]高壓噴射鉆井井底流場模擬[D]. 李軒.西南石油大學(xué) 2016
[4]雙級雙轉(zhuǎn)速PDC鉆頭破巖數(shù)值模擬研究[D]. 劉云海.西南石油大學(xué) 2015
[5]基于CFD的氣體鉆井復(fù)雜流道流動分析[D]. 陳佳.西南石油大學(xué) 2014
[6]大口徑卵礫石油壓碎石器組合鉆具及工藝研究[D]. 薛福堂.中國地質(zhì)大學(xué)（北京） 2011
[7]WT50物探鉆機設(shè)計與分析[D]. 叢晶日.東北石油大學(xué) 2011
[8]新型輕便淺孔取樣鉆機的研制[D]. 吳浩.中國地質(zhì)大學(xué)（北京） 2009
[9]氣體循環(huán)介質(zhì)井底流場數(shù)值模擬[D]. 仇恒彬.中國石油大學(xué) 2009
[10]輕便快速振動沖擊取樣機具與鉆進工藝的研究[D]. 張志民.中國地質(zhì)大學(xué)（北京） 2007



本文編號：3029270