深海钴结壳取芯钻头钻进工艺参数的试验研究74页.rar
深海钴结壳取芯钻头钻进工艺参数的试验研究74页,摘要研制能获得有代表性的结壳样品以及结壳样品准确位置信息的载人潜水器钻结壳取芯器，为资源勘查、评价和矿区圈定提供可靠的基础数据，同时为开采技术提供实用的工程数据，不仅具有重要的勘探、资源评价和开发的经济价值，而且对维护国家权益具有十分重要的战略意义。文章首先分析了海底取样技术的国内外研究现状和金刚石钻进技术的概况。然后...
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内容介绍
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摘要
研制能获得有代表性的结壳样品以及结壳样品准确位置信息的
载人潜水器钻结壳取芯器，为资源勘查、评价和矿区圈定提供可靠的
基础数据，同时为开采技术提供实用的工程数据，不仅具有重要的勘
探、资源评价和开发的经济价值，而且对维护国家权益具有十分重要
的战略意义。
文章首先分析了海底取样技术的国内外研究现状和金刚石钻进
技术的概况。然后从钻结壳与基岩的物理力学特性研究出发，结合孕
镶金刚石的钻进机理，对破碎钻结壳和基岩所需的最小钻进力进行了
分析。为取芯器能在项目所要求的微钻压下成功取芯提供了理论依
据。以此为基础，通过对孕镶金刚石的钻进过程的微观分析以及影响
钻进过程因素的定性分析，得出了保证取芯工作顺利进行的钻进力取
值范围。为了准确的控制钻进力，作者在定性分析深海高压低温对粘
度影响的基础上，对实验室和深海这两种不同环境下系统的压力传递
J
清况进行了分析，并得出了这两种环境下的压力控制策略。
最后在取芯器的原型机上进行了最小钻进力试验，验证了理论分
析的正确性。同时运用正交试验法对钻结壳和基岩模拟料进行了钻进
取芯试验，探寻了保证钻进顺利进行的钻进工艺参数，理论分析结果
与试验结果较吻合。
论文进行了具有工程实践价值的创新性探索，为深海钻结壳取芯
器的成功海试提供了基础。
关键词深海取芯器，孕镶金刚石钻头，钻结壳，压力损失
摘要
ABSTRACT
第一章绪论.........................................................................................
1.1前言...............................................................................................
1.2当代海洋地质勘探技术的概况...................................................
1.3海底取样技术的国内外研究现状...............................................
1.4潜水器的国内外研究现状.........……‘......……‘.……、.……、…，.……、..
1.5金刚石钻探技术概况...................................................................
1.6研制深海载人潜水器钻结壳取芯器需要解决的技术难题.......
1.7课题来源、论文研究的主要内容...............................................
1.7.1课题来源................................................................................
1..72论文研究的主要内容............................................................
1.8本章小结.......................................................................................
第二章最小钻进压力的分析...............................................................
2.1钻结壳及基岩物理特性分析.......................................................
2.2孕镶金刚石钻头钻进机理分析...................................................
2.3最小钻进力分析...........................................................................
2.3.1单粒金刚石切削力分析........................................................
2.3.2破碎钻结壳所需的最小钻进力...........................................
2.3.3破碎基岩所需的最小钻进力...……，......................................
2.4本章小结.......................................................................................
第三章微钻压取芯条件下合理钻进力的理论分析........................
3.1孕镶金刚石钻头钻进过程的微观分析......................................
3.2影响孕镶金刚石钻头正常钻进因素的定性分析......................
3.2.1孕镶金刚石钻头参数对钻进过程的影响...........................
3..22钻进参数对钻进过程的影响...............................................
3.3合理钻进力取值范围的定量分析..............................................
3.3.1保证孕镶金刚石钻头正常钻进的条件.......................……，
3.3.2钻进速度的定量分析..........................................................
3.4合理钻进压力范围的确定..........................................................
中南人学硕十学位论文
3.5本章小结..................................................................................
第四章系统压力控制的分析.......................................................
4.1粘度对液压系统的影响.........................................................
42温度和压力对粘度的影响.....................................................
.43液压系统压力损失的分析......................……，.................……，，
.44试验室环境下系统压力损失的计算.....................................
.44.1进油压力损失.……:..........................................................
.4.42回油压力损失.................................................................
.4.43油缸摩擦力的测试.........................................................
4.5泄压阀压力设定值的计算.....................................................
.46深海环境下系统压力损失的分析.........................................
.46本章小结..............……，............................................................
第五章钻结壳取芯的实验研究...................................................
5.1试验的目的和内容.................................................................
5.1.1试验的目的.....................................................................
5.1.2试验的内容.....................................................................
5.2试验系统的介绍........................
研制能获得有代表性的结壳样品以及结壳样品准确位置信息的
载人潜水器钻结壳取芯器，为资源勘查、评价和矿区圈定提供可靠的
基础数据，同时为开采技术提供实用的工程数据，不仅具有重要的勘
探、资源评价和开发的经济价值，而且对维护国家权益具有十分重要
的战略意义。
文章首先分析了海底取样技术的国内外研究现状和金刚石钻进
技术的概况。然后从钻结壳与基岩的物理力学特性研究出发，结合孕
镶金刚石的钻进机理，对破碎钻结壳和基岩所需的最小钻进力进行了
分析。为取芯器能在项目所要求的微钻压下成功取芯提供了理论依
据。以此为基础，通过对孕镶金刚石的钻进过程的微观分析以及影响
钻进过程因素的定性分析，得出了保证取芯工作顺利进行的钻进力取
值范围。为了准确的控制钻进力，作者在定性分析深海高压低温对粘
度影响的基础上，对实验室和深海这两种不同环境下系统的压力传递
J
清况进行了分析，并得出了这两种环境下的压力控制策略。
最后在取芯器的原型机上进行了最小钻进力试验，验证了理论分
析的正确性。同时运用正交试验法对钻结壳和基岩模拟料进行了钻进
取芯试验，探寻了保证钻进顺利进行的钻进工艺参数，理论分析结果
与试验结果较吻合。
论文进行了具有工程实践价值的创新性探索，为深海钻结壳取芯
器的成功海试提供了基础。
关键词深海取芯器，孕镶金刚石钻头，钻结壳，压力损失
摘要
ABSTRACT
第一章绪论.........................................................................................
1.1前言...............................................................................................
1.2当代海洋地质勘探技术的概况...................................................
1.3海底取样技术的国内外研究现状...............................................
1.4潜水器的国内外研究现状.........……‘......……‘.……、.……、…，.……、..
1.5金刚石钻探技术概况...................................................................
1.6研制深海载人潜水器钻结壳取芯器需要解决的技术难题.......
1.7课题来源、论文研究的主要内容...............................................
1.7.1课题来源................................................................................
1..72论文研究的主要内容............................................................
1.8本章小结.......................................................................................
第二章最小钻进压力的分析...............................................................
2.1钻结壳及基岩物理特性分析.......................................................
2.2孕镶金刚石钻头钻进机理分析...................................................
2.3最小钻进力分析...........................................................................
2.3.1单粒金刚石切削力分析........................................................
2.3.2破碎钻结壳所需的最小钻进力...........................................
2.3.3破碎基岩所需的最小钻进力...……，......................................
2.4本章小结.......................................................................................
第三章微钻压取芯条件下合理钻进力的理论分析........................
3.1孕镶金刚石钻头钻进过程的微观分析......................................
3.2影响孕镶金刚石钻头正常钻进因素的定性分析......................
3.2.1孕镶金刚石钻头参数对钻进过程的影响...........................
3..22钻进参数对钻进过程的影响...............................................
3.3合理钻进力取值范围的定量分析..............................................
3.3.1保证孕镶金刚石钻头正常钻进的条件.......................……，
3.3.2钻进速度的定量分析..........................................................
3.4合理钻进压力范围的确定..........................................................
中南人学硕十学位论文
3.5本章小结..................................................................................
第四章系统压力控制的分析.......................................................
4.1粘度对液压系统的影响.........................................................
42温度和压力对粘度的影响.....................................................
.43液压系统压力损失的分析......................……，.................……，，
.44试验室环境下系统压力损失的计算.....................................
.44.1进油压力损失.……:..........................................................
.4.42回油压力损失.................................................................
.4.43油缸摩擦力的测试.........................................................
4.5泄压阀压力设定值的计算.....................................................
.46深海环境下系统压力损失的分析.........................................
.46本章小结..............……，............................................................
第五章钻结壳取芯的实验研究...................................................
5.1试验的目的和内容.................................................................
5.1.1试验的目的.....................................................................
5.1.2试验的内容.....................................................................
5.2试验系统的介绍........................
