超声波/声波钻头/取心器装置

目前,对宇宙中生命迹象的探索是世界各国所关注的最重要的目标之一。美国宇航局研制了由超声波或者声波驱动器驱动的一系列超声波/声波钻头/取心器(USDC),用来进行空间探测并提取岩石、冰与土壤样品,以及进行原位分析。此设备在声波频率下,超声波压电驱动器驱动中间的自由质量块进而冲击钻头来进行采样。目前所制造的超声波钻头/取心器(USDC)装置能够取出岩心和岩屑,在未来的行星探测中,有着非常重要的优点。主要介绍USDC的优点、各装置的结构及其性能特点,以供我国月球探测工程及未来深空探测参考借鉴。     

超声波钻探设备的研究进展及建议

传统钻探技术受限于高轴向力和扭矩的需求,高功率的消耗和沉重的设备。超声波钻探作为一种新型钻探方法,弥补了传统钻探技术的诸多不足,有着广阔的应用前景。尤其在低重力、设备质量限制严格的外星探测领域体现出巨大的优势。首先介绍了超声波钻探设备的发展,然后通过分析现有的超声波钻探设备,重点分析一种外星探测方案的超声波钻探设备,总结出超声波钻探技术方法在外星探测的可行性及应用发展方向。     

大陆科学钻探用新型镶嵌式钻头的研究

结合大陆科学钻探岩性特征和钻进工艺,介绍了新型镶嵌式钻头设计的结构特点、主要技术参数和现场应用情况,较好地解决了硬岩、深孔的取心钻进问题.     

海底硬岩钻探的现状与前景分析

海底硬岩是世界大洋钻探实现"莫霍钻"目标必然钻遇的地层。世界大洋钻探实施的航次中已多次钻遇海底硬岩,不仅采获了岩心样品,也在钻进施工中发现了诸多问题。本文搜集了近年来世界大洋钻探实施的309、312、335、360和384等有关海底硬岩钻探航次的资料,在对航次情况简要介绍的基础上,重点阐述了目前海底硬岩钻探在钻头、井壁稳定以及取心工具等方面遇到的挑战以及采取的应对措施,并对今后海底硬岩钻探的发展进行了展望。     

威海地区3000m深部地热钻探关键技术的应用与分析

“山东省文登-荣成-威海地区深部地热资源调查”项目是“山东省2018年度38个省直地质勘查项目”之一,总体目标是通过小口径深部钻探技术来完成3000 m测温孔的施工,为地热地质调查、钻孔测温、岩心热物性及放射性元素含量测试等工作提供通道和具体实物资料。本文结合3000 m小口径地热探孔的施工进程,系统介绍了该深孔的钻孔结构、施工设备、钻探工艺方法及关键技术等内容,重点针对严重破碎带、高应力复杂地层条件的泥浆技术、深孔钻头技术等展开了试验对比和分析研究,采取针对性技术措施,成功地解决了孔内复杂难题,配套研究的长寿命高效钻头提高了钻孔施工效率,减少了钻探成本投入。论文还探讨了深孔地热钻探的“现场标准化建设和绿色施工”管理方法。     

新型高效节能立轴岩心钻机的开发与应用

介绍了新型绳索取心钻杆及新型机械传动不停车倒杆立轴岩心钻机的特点及应用效果。分析了提高岩心钻探施工效率、降低成本、节能降耗的技术措施,同时提出了未来地质岩心钻机的发展方向及建议。     

超声振动钻削的运动学分析

通过对超声振动辅助钻削加工运动学模型的建立,研究了工具表面单颗磨粒相对工件的运动特点及运动轨迹,并对相关几何参数进行了分析。由此可为超声振动钻削工具开发和加工工艺参数的优化选择提供基本参考依据,并能为超声振动钻削过程的深入研究打下理论基础。     

绳索取心钻杆超声波探伤方法分析研究

对绳索取心钻杆断裂的原因进行了分析,对超声波探伤绳索取心钻杆方法进行了研究,对具体探测方法、探测仪器和探伤过程进行了分析。对有效预判绳索取心钻杆断裂、降低孔内事故发生率和减少经济损失具有一定的现实意义。     

旋转型行波超声波电机的实验研究

主要提出了一种旋转型行波超声波电机结构,并从振动力学角度解释了其弯曲行波的形成机理。利用ANSYS有限元软件分析了该电机各结构参数对电机弹性基体振动特性的影响。在实验中,利用粘在定子两侧的检测压电陶瓷的正压电效应检测电机运行时的电压变化,进而分析了电机的谐振状态特点。     

声波钻进振动器的结构原理浅析

声波钻进技术经过几十年的不断改进发展,取得了长足的进步,目前在国外得到广泛应用。为加快我国声波钻进技术研究进展,对国外用于声波钻进的三种振动器的结构原理进行了分析。     

模拟月壤螺旋钻进力载特性分析

月球钻探取样具有钻进对象松散、钻机功率小、质量轻、钻进过程无冲洗介质等难点,螺旋钻进因其连续排屑和干式回转钻进的能力,成为最具可行性的月球钻探取样方式之一。为确保在设备能力和月表环境限制下实现深层月壤钻探取样目的,针对月壤/模拟月壤物理力学特性,对螺旋钻探取样过程进行力载特性分析。分析表明,月球钻探具有螺旋叶片宽度窄、回转速度高的特点,可采用钻屑颗粒模式求得临界回转速度,然后选择合理的钻进工艺。螺旋钻进功耗包括钻头切削月壤的功耗和钻进排屑功耗,可根据功耗模型研究各变量对功率的影响规律,从而为钻具结构优化和钻进参数优选提供理论指导。     

基于SolidWorks与ANSYS的阀门电动执行器超声焊接设计与底座性能研究

介绍了超声焊接原理及焊线设计,利用SolidWorks软件建立阀门电动执行器主要部件及装配模型,运用ANSYS软件对阀门电动执行器模型进行应力分析,对比屈服强度,为改善其结构特性提供了理论依据及参考。     

超声波取样钻机电耦合特性研究

压电驱动的超声波取样钻具有质量轻、能耗低、无回转部件的特点,可以满足地外岩石采样的需求。电能通过压电陶瓷转换为致动器高频振动的机械能,使其在特定频率做超声的共振。这种超声取样钻的机电耦合特征,使超声致动器的设计变得复杂。基于ANSYS环境,研究超声致动器在机电耦合场边界条件下的动力学特性,其耦合场的模态频率、激励响应与单一机械结构场条件得到的结果具有较好的一致性。结果表明,超声致动器把电能转换机械能过程的机电耦合场相互作用是很弱的。因此,采用解耦方法,超声致动器的设计过程将大大简化。     

超声振动切削SiCp/Al复合材料的刀具磨损机理分析

采用硬质合金YG6刀具分别在普通切削和超声切削方式下,对切削SiCP/Al复合材料时的刀具磨损机理进行了分析,发现超声切削的刀具磨损机理主要是磨料磨损和粘结磨损,但都没有普通切削时严重,这也是超声切削为何能减小刀具磨损的一个重要原因。