摘要:在深海钻探中，深水仪器在下水前通常需要进行压力模拟测试以验证水密性与耐压性，因此经常用到深水压力模拟测试系统。本文对传统的深水压力模拟测试系统进行了改进，改进后的系统电控部分主要由组态王与PLC组成。PLC作为下位机，通过其内置的A/D模块，配合压力传感器可实现对压力信号的采集，用户可以设置参数与预设程序，通过开关量输出点、接触器等实现试压泵的启停和阀门开关控制；系统支持手动、自动两种工作模式；通过PLC串口配合蓝牙串口透传模块，可实现蓝牙设备端数据显示。组态王作为上位机通过串口以Modbus RTU协议方式与下位机通讯，组态编程开发人机交互界面，实现用户对压力模拟测试全过程的加压、保压、卸荷设置，以及实现监控测试过程、显示压力曲线、显示报表等功能。深水压力模拟测试系统具有人机界面友好、模拟监控形象直观、功能齐全、性能可靠、操作方便、安全及具备可扩展性等优点。

摘要:随着地下浅层资源的逐渐枯竭，人们逐渐向地下更深部位寻求能源。为应对钻井过程中地下岩层的恶劣环境，提出自平衡钻进系统和仿生自行走钻具给进系统，将压力驱动装置移至地下。本文为解决自行走钻具给进系统中支撑机构的增效问题，通过分析蜣螂头部表面非光滑结构对自行走钻具给进系统增阻机构表面进行仿生设计，并对其增阻性能以及对井壁的损伤进行了模拟仿真分析，同时对其摩擦磨损性能进行了实验测试，研究了不同仿生结构的增阻及减小磨损的效果。结果表明：蜣螂头部凸包间距与直径的比值在1.50左右，中间部位凸包的直径与对应蜣螂头部长度的比值在1∶142~1∶133，且在1∶138附近出现的概率较大，两边凸包的直径与对应蜣螂头部长度的比值在1：173~1∶158之间，且在1∶167附近出现的概率较大，中间部位凸包所占比例在45%左右，两侧所占比例基本相同；仿生结构设计的间距与直径比值在1.50附近时，有良好的增阻效果；相同凸包直径条件下，间距越大，对井壁的损伤越大；正三角形排布为仿生单元增阻效果最佳的排布方式，矩形排布会增大对井壁的损伤，同时降低增阻效果；同心圆形排布对井壁的损伤最大，增阻效果最差。

摘要:随着地球浅部能源资源的日益减少，人类逐步向深部能源开发转型，中国深部干热岩型地热资源具有巨大潜力，但开发研究尚处起步阶段，深部能源开采必然面临着高温、高应力、高渗透压力及水化学环境问题，因此岩石THMC（温度场+渗流场+力学场+化学场）多场耦合作用是当前研究的重点。本文介绍了多场耦合模型建立的方法及其发展过程，概述了多场耦合模型在深部能源开采中的应用，特别是增强型地热系统（Enhanced Geothermal System，EGS）中的多场耦合问题和相关试验研究，表明了EGS中的裂缝扩展、化学增产措施和力学参数研究是重点研究问题，强调了深部能源开发的紧迫性和必要性，为今后的研究和实践提供了重要的参考和指导。

摘要:根据科学钻探特点和我国特深井井身结构情况，论文首先设定了我国万米科学特深井基本井身结构和取心井段，结合前苏联SG-3井、德国KTB主井和我国大陆科钻一井、松科2井等大陆科学钻探工程项目，阐述了特深井井斜预测方法、测量方法、全面钻进和取心钻进的防斜纠斜技术方法。给出我国万米科学特深井上部井段井斜控制方法和控制指标以及连续取心井段防斜纠斜工艺、器具等总体方案，并提出了进一步研究的建议。

摘要:随着以“慧磁”钻井中靶导向系统为代表的主动磁测技术的不断提升和应用范围的不断扩展，未来将更多应用在地热开发井、深部矿产资源勘探井等高温井中，高温会成为限制仪器在上述领域应用的“瓶颈”问题。为进一步提升“慧磁”系统的耐温性能，提出采用被动热管理方式，通过使用有限元方法对保温筒相变储热特性进行仿真计算，探究了吸热体最佳耦合长度并横向对比控温能力最佳的相变材料，分析了保温筒内部轴向温度和吸热体相态随时间变化情况。结果表明，上吸热体长度400 mm和下吸热体长度250 mm为最佳耦合长度，保温筒在150 ℃下工作6 h后，上吸热体相变潜热利用率96.7%，下吸热体相变潜热利用率70.5%，电路板最低温度63.48 ℃，低熔石蜡控温效果最佳。

摘要:为全面发展“人防+技防”的地质灾害防治技术体系，构建以普适型监测仪器为主的地质灾害监测预警体系，以云贵高原地区中的云南省保山市大园子滑坡为例，详细介绍了滑坡从方案设计到数据筛选及模型设计等各环节，主要选取降雨、位移变形和裂缝三类参数模型在监测预警体系中的应用，通过采集地质灾害体的关键信息，优化监测预警模型及调整阈值，及时捕捉地质灾害体的变化信息，依靠平台判据模型自主触发预警，完成了普适型监测预警体系建设的关键环节，从而实现了普适型监测预警的效果，极大的提升了地质灾害防治体系的自动化和智能化能力。

摘要:在极地开展冰下基岩取心钻探，对研究冰下地质构造、揭示冰盖演化历史、评估未来气候变化等均有重要的意义。在极地冰下基岩钻探过程中，钻井液在孔底循环后温度可能升高至0 ℃以上，进而在上返过程中融化冰孔孔壁，导致井壁失稳，甚至引发卡钻事故。为此，有必要研发极地钻井液冷却系统，在地表将钻井液冷却至较低的温度后再注入孔内，进而使钻井液在循环过程中始终保持在0 ℃以下。换热器是钻井液冷却系统的核心部件。本文选用板式换热器做为钻井液的换热部件，采用平均温差法确定了板式换热器的换热面积和基本参数，然后使用COMSOL Multiphysics 6.0软件对板式换热器的换热性能进行了数值模拟。研究结果表明，该换热器可将钻井液冷却至-4~-3 ℃；此外，模拟结果表明，钻井液的出口温度随载冷剂注入温度的降低和载冷剂流量的增大而降低；钻井液的类型对换热器的换热性能有较大影响，而换热板片的材质对换热器的换热效果影响不大。

摘要:裸露型岩溶区岩溶强发育、水文地质条件复杂，受污染的地下河系统通道隐蔽性强、污染防治难度大。本文以坪桥地下河系统污染防治工程为例，在近污染源的主径流通道实施“地下水防渗帷幕+污水抽排”工程措施实现近源截排。施工面临岩溶破碎地层易掉块卡埋钻、钻效低及岩溶强发育段浆液扩散距离远等难题。通过配备适宜的钻进工艺，采取纯压式灌浆、水泥砂浆灌填溶洞、低压限量及速凝浆液灌注等灌浆控制措施，保证了工程进度质量，实现了源头治理污染地下水的目的。“近源截排”对类似水文地质条件下地下水污染防治提供可借鉴的地学治理模式。

摘要:近钻头随钻测量系统能够有效避免传统随钻测量系统所面临的数据滞后问题，而天线的参数设计及优化是提高信号传输距离及稳定性的重要因素。本文对某近钻头随钻测量系统的天线参数展开优化研究，通过试验探讨了天线线圈直径、线圈匝数、负载及磁芯等参数与信号传输距离之间的规律。试验结果表明发射线圈匝数为100匝及线径为0.8 mm，接收线圈为180匝及线径为1 mm，且需引入二级功率放大电路并采用铁氧体磁芯或磁片时，信号传输距离及稳定性最优。相关研究成果可为近钻头随钻测量系统天线的优化设计提供理论依据和实践指导。

摘要:为解决岩土工程废浆处理时面临的泥浆回收率低、设备自动化运行水平低等问题，根据岩土工程施工泥浆特点，研制了一种新型高效智能泥水分离系统。该系统采用振动与旋流相结合的二级分离工艺，可根据液面高度变化情况自动控制设备开关机与调速，并将运行数据上传至云端供技术人员分析查看。系统研制完成后通过室内实验验证了设备性能，并探究了泥浆参数对颗粒去除率的影响规律，结果表明，来浆流量和筛网规格不变时，设备颗粒去除率与固相颗粒尺寸和泥浆粘度有关，受固相含量影响不明显，分离效果可满足现场泥浆环保净化处理需求，该系统工作期间能够实现无人值守，可有效分离泥浆中大颗粒有害固相，提高泥浆重复利用率，降低工人劳动强度，节约施工成本。