复杂含水岩体预裂爆破参数试验研究

针对我国北方某大型露天矿节理裂隙发育含水岩体边坡控制难题,从理论计算、模型试验和现场试验角度开展了预裂爆破系统研究。通过理论推导分析,分别得到了干孔和水孔条件下预裂孔孔壁压力的计算公式,得出了孔壁压力与当量不耦合系数之间的关系曲线,确定了预裂孔距的计算公式,为现场试验参数选择提供了理论依据。预裂孔孔壁压力与当量不耦合系数Kd呈负指数关系;在当量不耦合系数相同时,水介质孔壁压力皆大于空气介质的孔壁压力。有机玻璃(Polymethyl Methacrylate,PMMA)模型试验结果显示,水介质预裂爆破有助于提高炸药能量利用率,形成较好的定向预裂缝。现场试验表明:水介质预裂爆破延长了爆破作业时间,在同等条件下,水介质预裂孔距可比空气介质时减小约10%,线装药密度相应减少10%～15%;同时合理的预裂孔距应控制在1.3 m以内,以保证较好的预裂爆破效果。研究结果对于类似矿山预裂爆破作业具有一定的参考价值。     

旋切式PDC钻头切削结构设计研究

旋切式PDC钻头能很好地适应深部高塑性地层。为了研究旋切式PDC钻头的切削性能,基于试验和仿真方法,通过旋切式PDC钻头单齿破岩试验,分析了单齿切削过程中切削深度、切削角度和切削速度对切削力的影响,并通过数值仿真对单齿破岩试验所得结果进行验证,通过仿真分析了齿间距和齿形(锥形齿和圆柱形齿)对切削力的影响。分析结果表明:锥形齿最佳切削角度为20°,切削力和轴向力会随着切削深度的增大而变大;随着齿间距的增大,两齿之间的相互作用会减弱,切削力会逐渐与单齿破岩切削力相同,切削比功的变化规律与切削力的变化规律相同;锥形齿的切削力小于圆柱形齿的切削力,在切削过程中更易破岩。所得结果对旋切式PDC钻头切削齿的设计有一定的指导意义。     

碳纤维复合材料修复带缺陷储气井的应力分析及试验研究

针对天然气储气井井管外壁腐蚀现状,采用有限元计算方法,分析不同外壁腐蚀类型、不同腐蚀缺陷尺寸下储气井井管的应力分布、承载极限及疲劳性能;加工带缺陷储气井井管试件,选择碳纤维复合材料湿缠绕法补强修复;对修复后的井管试件进行有限元应力分析,并进行爆破试验和疲劳试验,以充分验证补强方法的有效性;储气井井管的理论分析和性能试验证明,碳纤维复合材料湿缠绕法补强可以有效地修复带外壁缺陷的储气井井管,有效、快捷地解决在役天然气储气井井管外壁腐蚀问题。     

正交试验方法在混凝土试验中的应用

在人们日常生活和生产中通常会针对某一产品的性能指标进行一系列的试验研究,对于混凝土而言更是如此。混凝土的力学性能受混凝土材料、配合比、搅拌情况、龄期等因素影响,若针对每一个不同因素进行全面系统的试验周期较长,试验结果难以把握,试验成本较高,然而采用正交试验法则能够相对较快并且极具高效率地从众多参数中获取到符合建筑工程要求的混凝土最优参数组合。因此,文章通过对正交试验法进行探究,讨论其在混凝土试验中的应用,进而优化混凝土的力学性能使混凝土的生产加工更加科学。     

直驱混联式混合动力客车控制策略的开发与验证

混合动力汽车的推广是汽车工业在未来面临能源短缺和应对温室气体排放使全球气温升高的有效途径,本文针对某直驱混联式混合动力城市客车,开发了其整车能量管理策略,基于MATLAB/Simulink软件平台和AUTOSAR架构,搭建了整车控制软件模型,通过实车道路试验,验证了所开发的整车控制策略的有效性。     

基于正交试验的岩层相似材料配比研究

为获得不同密度和力学强度的相似材料配比,选用石膏、碳酸钙及河砂3种原材料配置低强度相似材料,设置水量为1/7、1/9,测试了试件的物理力学等指标参数。试件的破坏形态主要呈现剪切破坏和劈裂破坏;水量为1/9和1/7的试件抗压强度分别为30.7～357.3 kPa、46.4～426.2 kPa,可以满足不同配比下岩层相似材料的力学要求。当水量为1/9时,碳酸钙:石膏质量比是影响相似材料单轴抗压强度的主要因素;当水量为1/7时,砂胶比是影响相似材料单轴抗压强度的主要因素。实验结果为煤层开采相似材料模拟试验提供了理论依据。     

组合式闸板胶芯性能的正交试验和回归分析

带压作业的闸板防喷器胶芯密封结构多采用组合密封,橡胶基体和耐磨块的材料特性同时影响胶芯的密封性能。为了分析闸板胶芯的材料参数对其密封性能的影响,选择胶芯密封面上的有效接触应力和橡胶基体上最大应变能密度作为密封性能的评估指标,基于正交试验法分析影响闸板防喷器胶芯密封性能的主次因素及规律,建立了材料参数与有效应力之间的多元完全二次非线性回归模型,并分析了各参数的交互作用。分析结果表明:各因素对密封面上有效接触应力和橡胶基体上最大应变能密度的敏感性大小顺序为操作压力>耐磨块弹性模量>橡胶基体硬度>耐磨块泊松比;建立的多元回归模型的拟合剩余标准差分别为0. 513 0和0. 314 1,可以用该模型精确地分析材料参数与胶芯密封性能的关系;组合式闸板防喷器胶芯耐磨块最佳弹性模量为700～800 MPa,泊松比为0. 40～0. 47。所得结果可为组合式闸板防喷器胶芯的材料参数设计提供依据。     

防漏失板阀的研制及试验测试

塔河主体区块弱能量井完井期间漏失严重,造成钻井液大量浪费且污染储层。为此,提出了一种能重复打开和关闭的防漏失板阀及其配套开关工具,并描述了其结构及工作原理。通过有限元方法建立了板阀3个关键部分的有限元模型,用以验证板阀结构的可行性。计算结果表明:板阀设计合理,板阀开启时所需轴向载荷从小到大依次为开关工具啮合过程、开关工具脱手过程和锁定爪脱开过程,有效避免了开关工具在板阀工具内移动时出现误开或误关现象,且各关键部件均满足材料强度要求。最后利用室内试验验证了板阀开关功能的可靠性,并实测得到阀板开启和关闭所需载荷。该防漏失板阀能有效阻止完井液漏入地层,并对提高完井效率和转抽作业效率具有重要参考意义。