一、日本BDR-5系列钻参仪试验及应用效果（论文文献综述）
李璇,赵大军[1]（2021）在《基于DBSCAN算法的孔深测量与地层反演理论研究》文中认为论文针对地质勘探取心工况复杂、钻进深度大、事故发生率高、岩性复杂、钻进参数难以获取、无法实时掌握钻进状态的难题,在充分调研现有工况识别技术的采集原理、功能种类、现场实测的基础上,结合钻探智能化、自动化的发展方向,运用硬件与软件结合的思想,设计了实时测量钻探参数的方案。论文首次提出使用DBSCAN（针对噪声空间基于分布密度进行聚类的算法）密度聚类法分析钻进参数,结合光电编码器增量的正负性进行工况判别,以获取钻头位置以及钻孔深度。该方案可以判别钻进状态,获取钻进工艺参数,将测量数据作为所钻地层的可钻参数来反演地层。钻机的自动化、智能化研究能获取大量地层资料,有利于推进钻进工艺学发展,实现从经验钻探到智能钻探进的突破。同时,为智能钻进系统奠定基础。
刘惠洲[2]（2021）在《钻探物探一体化超前探测技术及应用》文中研究说明对于复杂地质条件下巷道前方的地质构造发育及含（导）水情况的超前预报,是矿井防治水工作的关键。目前应用于煤矿井下地质异常的超前探测技术手段,除地质理论预测外,主要包括钻探和物探两种。钻探使用取芯法分析迎头前方岩性变化,但钻探存在“一孔只见”的问题,难以判断前方大范围内的整体情况。物探具有探测效率高、地质异常整体反应强的特点,但受到迎头位置复杂地质条件和施工环境的影响,其探采结果具有多解性。因此采用钻探物探一体化超前探测技术对煤矿巷道安全掘进起到重要技术支撑作用。本论文通过钻探和物探两种超前探测技术特点进行分析和总结,整合物探与钻探结果,利用钻探成果对物探资料开展精细解释工作,实现在巷道掘进过程中的钻探物探技术一体化探测,进一步提高掘进迎头超前地质预报结果的可靠性。论文各部分研究内容及成果如下:（1）根据钻探和物探的工作特点,设计了孔中综合物探实施流程,实现物探工作与钻探工作的无缝紧密衔接。（2）根据钻探物探一体化的技术特点改进了地震、电法及瞬变数据采集设备,在钻探过程中开发随钻地震信号检测设备,采集钻探过程中的震动信号,从而提取相应的钻孔岩性信息。（3）开展了地震、电法、瞬变电磁和随钻地震的物理模型试验,通过模型试验进一步验证了钻探物探一体化技术的可行性和有效性。（4）将钻探物探一体化技术,通过现场工程实测中验证了方法的可行性与有效性。根据随钻、电法与电磁法数据的联合分析,得到了典型岩体破碎异常对振动信号、视电阻率值的响应特征,利用钻孔电视技术验证了该响应关系,也反映该技术能充分利用钻探和物探的技术优势,获得更加丰富的地质资料,具有一定的应用前景。该论文有图55幅,表4个,参考文献112篇。
朱旭明[3]（2021）在《松科2井井底涡轮钻具工况采集与分析系统研究》文中认为科学钻探为地球科学研究提供了前所未有的观测数据和验证关键假说的机会,是人类目前获取地球内部信息最直接最有效的途径。涡轮钻具是进行深孔、超深孔钻探的关键技术装备之一。我国对于涡轮钻具及涡轮钻井技术的研究和应用水平较国外都还存在一定的差距,尤其是对小口径涡轮钻具的研发使用更是近乎空白。通过对国外小口径涡轮钻井技术的研究与借鉴,不仅可以为我国万米超深科学探孔的设计与实施、深部油气和地热田的勘探与开发、干热岩等非常规能源的研究与勘探（而这是对我国的基础科学与可持续发展具有深远影响的研究与工程）提供科学决策的信心与依据,而且可以很好地推动我国对涡轮钻具的自主研发及应用。为探索涡轮钻取心钻进的科学操作规律,并为进一步实现各类钻具的井内工况采集及其信号的远程传输研究做技术储备,在“地质勘查高温井底动力取心钻进系统研究应用”中,研究试制出涡轮钻井底工况采集分析系统。该系统的核心技术为对涡轮钻压降、轴压、输出扭矩、输出转速以及温度五项参数进行井下采集、存储与地面回放,以及完成井下强振动、高温、高压条件下检测短节整体的减振、耐温和密封设计,并建立和设计出相应的涡轮钻具工况分析模型及软件。首先,本文对近年来国内外所施工的多口科钻井的目的意义、发展历程进行了整理,归纳并阐述了科学钻探施工的特点和难点,从而引出了高温井底动力取心钻进系统研究的紧迫性,并对为解决深部钻探过程中的井底破岩效率不足等问题所采用的涡轮钻具钻井技术进行了概述,提出了对松科2井井下涡轮钻具工况参数获取的需求。随后分别就目前国内外随钻测量及井下工程参数检测技术的研究现状和发展趋势进行了整理,明确了科学钻探井底涡轮钻具工况采集与分析系统的研究方法及研究思路。其次,介绍了松科2井的基本信息,包括井位选取、地层情况、井身结构等,以及所用井底涡轮钻具的技术性能参数、结构、工作原理和输出特性。通过分析井下高温高压强震等复杂环境要求及特点,对检测系统原理进行总体框架设计。明确对涡轮钻具工况分析所需检测的工程参数,设计转速、压强、扭矩、轴压和温度参数的检测方式。其中采用加速度计计算离心力间接得到转速参数;钻井液压强通过特制压力传感器进行检测;扭矩和轴压则通过组合式应变片检测;温度通过热电阻检测获取。再次,对井下检测短节进行设计,包括检测短节的安装位置、适用于各检测传感器合理布置的新型机械结构设计。对设计的短节机械结构通过理论计算和软件模拟进行受力分析,以校核所设计短节的机械强度。由于短节随钻具下入井底,将面临高温高压及强振等恶劣环境,需要对短节的密封耐压结构进行着重设计并进行多轮测试。检测短节最终采用新型周向三腔结构、内外筒螺纹连接、锥形密封面配合6道耐高温氟胶O型圈密封,以满足井下复杂条件下的使用需求。第四章主要对检测电路进行了设计,着重在检测电路耐高温元器件方面进行了方案优选,通过试验选择合适的采集板及应变片粘接剂。采用耐高温离心加速度计测转速、耐高温应变传感器与耐高温运算放大器组合、耐高温微处理器与耐高温存储芯片等组合方法,形成了一整套适于深部钻探工程检测井底工况的电子检测系统。第五章对地表分析系统进行了设计,通过对井下短节采集的数据进行地表回放,并根据扭矩轴压耦合分析、大温差循环井浆温度场分布建模及新型摩阻式钻井液压强计算分析,建立涡轮钻工况分析软件的理论计算模型;根据井下采集模块实测数据和理论计算数据的差值,对比、修正理论模型的误差,分析多因素对涡轮钻具输出特性的影响。通过建立井下多测量参数耦合及反演分析理论计算模型,为后续优化地面参数组合以及维护和调整钻井液体系提供依据。第六章介绍了对整体检测系统进行的室内实验和现场应用,室内试验包括扭矩和转速试验、轴压和压强试验、温度和振动试验以及密封性能试验。通过反复试验,确保检测短节能够实现在松科2井井下不低于175℃和80MPa高温高压环境下、连续正常工作36小时以上。通过现场标定及仪器下井应用,得到了一定的试验结果。综上所述,本文主要针对深部钻探井下涡轮钻具工况采集与分析系统的研制开展了一系列理论及实践研究工作,综合了多学科的理论及技术,是典型的交叉学科应用,相关的理论研究及试验结果证明该系统基本满足了预期设计要求,对后续深部钻探的钻具井下工况采集及其信号的远程传输研究,研制涡轮钻具井底驱动的高转速取心钻进系统,及充分发挥涡轮钻具特性的金刚石钻头高转速深井取心钻进工艺提供技术支持,同时仍有较多的相关研究亟待在后续的工作中进行进一步深入探索。
田青[4]（2020）在《基于机器学习的岩心钻探工况判别模型研究》文中指出钻探工程具有隐蔽性,出现事故时仅凭人工经验难以第一时间察觉,容易造成经济损失,降低作业效率,产生人员伤亡,因此能够在事故发生初期将影响降至最低的工况判别系统在钻探工程中扮演着重要角色。基于机器学习的智能分类算法可将多种监测参数变化趋势映射到工况类别中,在影响因素无法用数学关系确定的钻探工况判别方面具有优势,与钻参仪结合可起到实时判别工况的效果。本文对烧钻、糊钻、卡钻、断钻和泥浆漏失五种异常工况发生时的特征参数变化趋势进行了分析,建立了异常工况-特征参数响应关系。对获得的正常钻进数据进行分析和处理后,以特征参数差值作为样本,并结合正常钻进阈值和异常工况变化趋势构建异常工况虚拟样本,解决了地质岩心钻探中用于算法训练的样本量过少的问题。工况判别在机器学习中属于分类任务,本文对比多种分类算法后,选择k近邻、支持向量机（SVM）和逻辑回归算法基于训练样本建立分类模型,并以Python作为编程语言,利用sklearn库实现整个机器学习流程。采用3个异常工况数量不同的样本进行训练和测试,获得9个分类模型,以分类评价指标对其表现进行分析,判断准确率基本可达90%以上。对分类模型的泛化能力进行验证,优选出2个k近邻分类模型、1个SVM分类模型和2个逻辑回归分类模型,将5个模型并联,以多决策分类作为最终的工况判别模块,经测试对工况的判别准确率可达90%以上,实时判别速度仅为30.5ms。
孙凯[5]（2018）在《基于瓦斯抽放钻孔钻进过程的岩体地质状态评估及其工程应用》文中研究说明钻孔抽放瓦斯是煤矿井工开采中最常用的瓦斯治理手段,由此瓦斯矿井需要施工大量的顺层或穿层钻孔。瓦斯抽采中,瓦斯浓度低一直是制约抽采效率的工程难题,而其中涉及的关键问题之一是如何确定钻孔合理封孔深度:封孔深度过深,会造成抽采的盲区;而过浅则会使空气从巷道表面进入钻孔从而会降低瓦斯浓度。要确定合理的钻孔封孔深度,需要掌握巷道围岩中的损伤区和应力分布情况,而目前尚缺少相关的可广泛实施的技术。煤矿井下钻机的响应与岩体的状态密切相关,工人在施工钻孔的过程中,可以根据钻机在钻进时的响应推测煤岩体的状态,但目前此类信息的获取主要依靠施工人员的素质与经验,这难免会造成信息获取的不完整和不可靠。为此,本文自主研发了液压钻机钻进参数采集仪器并对淮北海孜煤矿III 1011工作面的瓦斯抽采孔的钻进过程进行了监测,基于监测数据,分析了巷道围岩岩体地质状态与钻机运行参数的关联,根据分析结果提出了一种确定瓦斯抽采钻孔合理封孔深度的方法,论文取得如下成果:（1）通过对煤矿全液压钻机结构的分析,研制了适用于煤矿全液压钻机的本安型钻机钻进参数采集仪器,所研制的钻参仪由3个部分构成,即数据采集模块、控制模块、供电模块。数据采集模块是钻参仪采集数据的基础,主要由压力传感器、拉线位移传感器、霍尔转速传感器组成;控制模块是钻参仪的核心部件,实现钻参仪记录、显示和分析处理的功能;供电模块为钻参仪提供工作时所需的电能,由镍氢电池组成。（2）使用自主研发的钻参仪对瓦斯抽采孔钻进过程中钻机参数进行了采集,分析了钻机运行参数与岩体状态的关联,结果表明:（1）在顺层钻孔中,钻机的空转压力随着钻孔深度的增加而不断地增大,且在距离巷道围岩表面一定深度处,会产生突变;（2）利用钻机在钻进和撤钻过程中的旋转压力及位移变化特征可以对孔内异常钻进状态进行分析,指导钻机钻进。（3）为了掌握钻机空转压力突变的原因及其与岩体状态的关联机理,利用数值模拟软件FLAC3D对巷道开挖和钻孔的钻进过程进行了仿真分析,获得了沿钻孔方向的应力、渗透率和瓦斯压力的分布规律。结果表明:塑性变形和瓦斯压力是导致钻机空转压力提高的主要原因,利用钻机的空转压力的变化可实时、定量地确定围岩损伤区的范围及应力集中位置。（4）为了研究不同钻孔封孔深度对瓦斯抽采效率的影响,进而确定合理的封孔深度,对顺层钻孔不同封孔深度下的瓦斯抽采渗流过程进行了数值模拟,基于达西定律,提出两个衡量空气渗流难易的参数,即渗流阻力和等效渗流速度,根据上述参数,对气体沿钻孔方向与垂直钻孔方向的渗流过程进行了分析,结果表明:顺层钻孔瓦斯封孔深度应该略超过围岩中的应力集中区。而应力集中区域可通过钻机的空转压力实时确定,对于海孜煤矿试验地点,确定的应力集中区位于围岩内14 m,因此建议的合理封孔深度为16 m,现场采用该封孔深度取得了较好的抽采效果。
郭书英[6]（2017）在《基于随钻振动特性的煤巷顶板岩层识别方法》文中研究表明随着煤矿开采深度的不断增加,煤矿巷道冒顶事故日益凸显,对煤巷顶板岩层地质构造认识不足,是引发巷道冒顶事故的重要因素之一。巷道顶板岩层的稳定性不仅取决于单个岩层的物理力学性质,更重要的是顶板各岩层的组合关系及弱面沉积构造的存在。其中顶板岩层的组合直接关系到顶板的冒落类型和支护方法,而弱面沉积构造则破坏了岩石的连续性,尤其是各种泥质胶结的砂纹层理、互层层理、交错层理及各种潮汐层理等的存在使巷道顶板存在冒顶的隐患。因此,探明顶板的岩层组合对于巷道支护和巷道的稳定性显得尤为重要。本文以此为背景,以煤岩的岩石学特性及钻机钻具的振动分析为主线,综合分析归纳了煤巷顶板岩层的岩相及其特性,阐明了锚杆钻机钻进锚固孔过程中钻杆振动特性变化的物理力学机制,分析了同种岩层具有相同或相似的矿物组分、连结结构、胶结物、粒度等岩石学特征及物理力学性质,钻削此类岩石时锚杆钻机具有相似的振动特性,在此基础上采用理论分析、仪器研发、实验室试验和现场实践等综合研究方法,系统地分析研究了基于随钻振动信号测量识别煤巷顶板岩层特征的方法,并在锚杆钻头钻进过程中的受力、钻进轨迹、振动信息的特征识别等方面进行了深入研究,提出了在工作面掘进的同时采用基于随钻振动信号识别煤巷顶板岩层的方法,研究过程如下:（1）通过分析钻头的受力及煤岩的矿物组分、粒度、连结结构、胶结物、成熟度等煤岩的岩石学特征,阐明了锚杆钻机钻进过程中钻杆振动特性变化的物理力学机制,即同种岩层具有相同或相似的岩石学及物理力学特性,钻削此类岩石时锚杆钻机具有相似的振动特性,钻削不同类岩层时,由于钻机钻头所受到的作用力不相同,致使锚杆钻机的振动特性亦不相同,进而提出了采用随钻振动特性识别岩层的方法。（2）分析了锚杆钻机破岩过程中的两种破碎岩石的运动,一种是使岩层的岩芯破碎的轴向推进运动,另一种是切削岩芯周围岩石的旋转破岩运动,两种运动叠加在一起,形成了锚杆钻机钻头沿着螺旋轨迹钻进的钻孔。在此研究基础上研究了钻机钻进锚固孔过程中钻头的受力情况,进而得出了锚固孔的钻进轨迹方程。（1）钻机钻头在破岩时,受钻机轴向的钻进力,同时其表面还受到接触岩石的阻力以及钻机转动的扭矩力。这些力叠加在一起,形成了锚杆钻头的总钻入力,锚杆钻头在总钻入力的作用下钻削煤岩。（2）将钻头在锚杆钻机的轴向推动下破碎岩心的运动轨迹与在锚杆钻机旋转力的作用下切削岩芯周围岩石的旋转破岩运动轨迹叠加在一起,形成了锚杆钻机钻具沿着螺旋轨迹钻进的钻孔轨迹,其运动轨迹为:（3）通过分析钻机钻进锚固孔过程中钻具的纵向振动、横向振动及扭转振动产生的机理及锚杆钻机钻具纵向振动波、横向振动波及扭转振动波在钻杆中传播的一般规律,基于振动测试原理,结合煤矿实际情况及锚杆钻机的机械结构特点,设计研发了用于鉴别不同岩层钻进特性的顶板岩层探测仪,可实时采集锚杆钻机的纵向、横向和扭转三个方向的振动信息,依据此三轴振动信息识别顶板岩层。本文从振动传感器的选型安装、外壳结构的设计及数据采集与预处理系统的设计三个方面详细阐述了顶板岩层探测仪的设计理念及设计方法。（1）顶板岩层探测仪在结构设计上遵循了本质安全、防水防震、使用方便的设计原则,依据锚杆钻机的振动特性及振动信号的测试原理选择了适当的振动传感器及恰当的安装位置,由于将振动传感器安装在了钻机与钻杆接头处的正中位置,故在对探测仪进行结构设计时采用了居中对称结构,两侧过水设计及防爆壳体设计,所有指示灯按键均具有防水性能,同时,为了便于安装使用,设计了顶板岩层探测仪与锚杆钻机及钻杆的专用接头。（2）顶板岩层探测仪按照本质安全型标准进行自主设计研发,电路设计使用DXP2004,软件开发使用C语言程序环境,上位机软件使用Delphi开发,仪器所用芯片均为低功耗芯片,采用ADS1248配合LTC1569完成滤波、放大、模数转换等工作,采用STM32F103C8T6作为CPU芯片完成数据采集,并将采集到的数据存储至W25Q128外扩存储芯片,通过STM32F103C8T6芯片自带USB通讯接口与上位机进行通信。（3）采用将电路设计与数据处理相结合的方法进行随钻振动信号的处理分析,解决了由于振动信号采集存储过程中存在噪声和干扰的问题,有效地剔除了采样数据中的噪声和干扰,在振动信号的钻进用时、标准差、幅值区间、幅值概率等特征参数的提取方面取得了良好的效果。（4）利用基于随钻振动测试研制的顶板岩层探测仪,设计了实验室钻进试验,进行了矿物组分、粒度、胶结物、胶结结构、抗剪切能力等岩石学及物理力学性质存在明显差异的两种物质的钻进试验,试验结果表明,在钻杆结构和钻进参数不变的情况下,锚杆钻机在钻进这两种介质时其三轴加速度均存在不同程度的变化,由此可知,基于随钻振动信号测量的方式可很好地辨识岩石学及物理力学性质差异较大的介质。（5）基于实验室试验研究发现,锚杆钻机钻具的横向、扭转及纵向三轴加速度瞬时值存在同步性,当锚杆钻机在钻进不同岩层时,其纵向加速度幅值区分度较好,横向及扭转加速度幅值区分度较差,在此研究结果基础上,提出了以纵向加速度为基准,以横向和扭转加速度为参考进行振动信号特征研究的方法。（6）基于实验室试验结果,将基于随钻振动信号测量的顶板岩层探测仪用于东庞矿进行工程实践,实践结果表明,基于随钻振动信号测量识别煤巷顶板岩层的方法可有效识别顶板岩层,效果良好,实现了与锚杆支护的同步性,为顶板岩层结构探测节约了大量的人力物力。
李鑫涛[7]（2015）在《煤巷顶板锚固孔钻进特性试验研究》文中研究指明现场煤巷掘进施工时,顶板岩层岩性、厚度及位置经常发生较大变化而产生隐蔽性不良岩层组合,往往无法及时发现并正确支护而导致冒顶事故。钻进装置破岩时的推力、钻速、转速、扭矩等参数与岩层密度、强度、硬度及磨蚀性等信息之间存在着很好的响应关系。因此,在锚固孔施工过程中,探究钻进参数与岩层物理力学性质之间的关系,从而发现不良的岩层组合显得尤为重要。针对不同岩性组合顶板锚固孔钻进过程中钻进信息的差异,以赵固二矿二1煤层1105工作面顶板岩层为研究对象,采用现场调研、理论分析、数值模拟和实验室试验等综合研究方法对钻进信号特征与岩性之间的关系进行了深入的研究。得到了推力、转速、钻速、扭矩等钻进参数在不同岩性钻进过程中的变化规律,在数值模拟过程中设计了从不含软弱夹层到改变软弱夹层位置和厚度等4种不同岩层组合方案,基于各参数变化规律对不同岩层组合进行识别,识别效果良好;将位移速度传感器、转速传感器、风压传感器和与之匹配的无纸记录仪与锚杆钻机系统结合在一起,设计了岩层岩性识别装置,并在实验室中进行相对应的4种岩层组合钻进试验,根据推力、转速、钻速、扭矩等参数曲线在岩层交替界面涨落大小的变化判别所钻岩层的强度和分层特性,识别结果可靠。
张涛[8]（2014）在《全液压深孔岩心钻机CAN总线钻进参数监测系统的研究》文中认为随着经济快速发展,我国资源与能源消耗量巨大,而资源的匮乏将严重阻碍我国经济建设的步伐。为此,国务院在“关于加强地质工作的决定”（国发[2006）4号文)中强调“应大力推进深部和外围找矿工作,提高基础地质调查程度”。从此,国内掀起了在边远地区和深部找矿的热潮。钻探技术是获取地下深部勘探对象实物地质资料的唯一手段。钻探的工作对象是地壳,由于地壳岩石自身的复杂性,加之钻进过程发生在地下深部,使得钻探工程具有耗资大、风险高的特点。随着找矿工作的难度和深度加大,凭经验控制钻探过程更加困难,孔内事故时有发生。据不完全统计,每年因孔（井）内钻探事故造成的经济损失数以亿元计。因此,国内外钻探（井）界都清醒地认识到,为钻探机械配上“钻探参数监测仪表”（以下简称“钻参仪”）,实施钻探过程的连续监测,识别并预报孔内异常工况,是由凭经验打钻走向科学施工的必由之路,是降低孔（井）内事故率,实现高效、低成本钻探生产的关键技术措施,也是落实国务院加强地质工作决定的重要战略任务之一,是促进钻探技术进步实现深部钻探的物质基础。在找矿工作量逐年递增,钻孔深度越来越深的背景下,国内地勘钻探企业普遍开始对岩心钻探装备进行更新和升级。论文以国内外钻机主要发展方向——全液压深孔岩心钻机为基础,研究配套的钻进参数监测仪表,符合未来的发展方向,具有实际意义和实用价值。笔者参与了中国地质大学（武汉）鄢泰宁教授主持的国家高技术研究发展计划（863计划）重点项目“2000m地质岩心钻探关键技术与装备”子课题“高精度钻探参数监测系统研制”（2007AA060701）和中国地质调查局“科学超深井钻探技术方案预研究”（SinoProbe05-06）中专题十二“钻进数据采集、传输与处理技术的研究”,主持了国家发展和改革委员会和中国地质调查局“中国地质调查局地质队伍“野战军”技术装备专项调整项目”中的“岩芯钻进试验台录井系统”（CGS-ZB-2011-0018）和校级中央高校基本科研业务费专项资金“深部钻探参数的采集、处理和优化研究”（CUGL120249）。在这些项目中,以全液压岩心钻机和配套设备为主,研究了各个钻进参数的检测方法、工作原理、传感器选型和安装方式等。利用这些项目研究的成果,我们研制了CUG-X系列钻探参数监测系统。CUG-X系列钻参仪的整体设计方案为：采用模块化设计,各个传感器依据位置、功能等分布在钻机和配套设备上；数据采集模块采取就近原则对1个或多个传感器进行信号处理,使其数字化；依据现场分布使用CAN总线将各个采集模块的数据进行汇总,通过通用串行接口USB将所有数据交由计算机处理；借助计算机的强大数据处理功能,扩展多种功能。借助这套方案,研制的CUG-2成功应用于山东乳山金青顶金矿区ZK43-1孔,CUG-3以及CUG-3A应用于成都探矿工艺研究所的岩心钻进试验台,也应用在轻便全液压动力头钻机和XY-8立轴式钻机和配套设备上。全文共分六章,各章的主要研究内容概述如下：第一章、阐述论文选题的来源、研究目的、研究意义及国内外研究现状,概述论文的主要研究内容及采用的技术路线。第二章、基于现场钻探设备、工艺对钻进参数监测仪的需求的调研结果,结合系统的研制目标和关键技术,提出系统的主体设计方案。第三章、从钻进工艺出发,归纳了钻进过程或工程录井中必须准确测量的钻压、功率、扭矩、泵压、泥浆返量、泥浆温度、回转器转速、液压马达转速、泵量、动力头（或立轴给进）位移、泥浆池液面高度等参数,并对其进行分类,详细讨论了笔者在科研中检测这些参数的方法和工作原理,阐述了传感器的选型方法和安装方式。第四章、重点论述笔者自行研制的数据采集板和数据通讯的组成和原理,以及实现各个功能的电路设计和思路。第五章、遵循理论联系实际和实践检验理论设计的原则,详细介绍了CUG-2钻参仪在山东乳山金青顶金矿区ZK43-1孔和CUG-3A在成都探矿工艺研究所岩心钻进实验台的生产、应用情况,简单介绍了其它方面（如XY-8钻机）的应用。第六章、结论与展望,总结了全文的主要创新与研究成果,同时也指出了课题研究过程中存在的不足之处,对进一步的研究工作提出了展望和一些建议。综观全文,论文的主要创新点及研究成果如下：主要创新点：1、针对全液压动力头岩心钻机和相关设备,首次提出用压力传感器测压差和接近开关测流量的新方法对钻机液压动力头的回转扭矩和功率进行检测,研制的钻进参数监测系统成功应用于钻探现场。2、深部岩心钻探多种钻进工艺并存,工艺、设备、机具复杂,钻进参数改变频繁,且紧急情况下要求处理迅速。论文对全液压钻机立轴、转盘、动力头、顶驱等部件在单一工艺和组合工艺条件下的参数实时监测方法,工艺切换判据,快速换装模块与连接等关键技术展开深入研究,使我们研制的钻参仪能适应国内钻探现场需求,降低成本,便于推广3、针对深部钻探孔内事故多发的特点,研制的钻参仪具备孔内典型工况快速识别功能,并在此基础上提出了开发低成本钻参仪的设计方案。主要研究成果：1、针对全液压岩心钻机和配套设备的特点,研究了各参数的测试原理,完成了各传感器的选型设计与安装设计,并在生产实践中得到了验证。2、在对各类传感信号归类的基础上,有针对性地设计、研制了专用数据采集板,可集中处理大多数钻探测试信号。3、依据钻探现场的特点,优化了模块化设计,采用CAN总线将各个分散的测试点联接起来,借鉴DEVICENET总线电缆形式将电源和信号线合二为一,简化了连接和布线方式,避免了现场电缆蜘蛛网状的乱象。4、论文认真总结了笔者多年来从事钻进参数测试的科研成果与经验,对存在的主要问题进行了分析,提出了改进设计的方案或思路。笔者展望,随着国内深部岩心钻探工作量的递增,深部岩心钻机和配套设备的研制工作也如火如茶地发展。新型钻探设备和新的钻进工艺需要新的测试方法和手段,深孔岩心钻探工作量的增长也将加大对钻参仪的需求,今后的研发工作将越来越多。我们必须紧随钻探设备和技术的进步,将现代测试技术、计算机技术、数据处理和信号传输技术与钻探技术结合起来,发挥我校在这方面的传统优势,加紧深入研究,与国内外其它同行一起继续致力于该技术的进一步完善。本文是笔者多年来在导师指导下从事钻进参数测试研究工作的总结,希望能为钻进参数检测系统在国内的推广应用起到借鉴与促进作用。
张阳阳[9]（2014）在《基于CAN总线技术矿用全液压钻机状态监测系统研制》文中研究指明目前，煤矿井下钻机工作状态的掌握主要依靠简单仪表和人工经验判断，此方法不能全面了解钻机工况。为了及时掌握煤矿井下钻机运行状态，需要研制一种钻机状态监测系统。但是，煤矿井下钻机的监测系统还处于发展初期，常见的地面钻机状态监测系统不符合井下防爆的使用要求，且不满足多个钻机参数同时监测的需求。本文旨在设计一种能够应用于煤矿井下的钻机监测系统。本文根据煤矿全液压空气套管钻机ZDY4000LR的工作特性，设计一种基于CAN总线技术的煤矿全液压钻机状态监测系统。该系统能够全方位的监测钻机运行参数，并对数据进行存储和备份，方便钻机操作人员后续查看，提升钻机工作的可靠性。本文主要从以下几个方面展开工作：第一，监测系统整体方案确定。在对ZDY4000LR钻机工作特性分析的基础上，确定了系统的功能需求。对硬件进行选型和布置，利用CAN总线技术进行数据通讯，以LabVIEW为监测软件开发工具，完成了钻机状态监测系统研究方案的制定。第二，依据整体方案，按照煤矿安全的要求，依据监测需求选择压力、温度、转速、液位、流量、瓦斯等传感器。以C8051F500单片机为MCU，开发了数据采集模块和供电模块，实现了多通道、多种类的信号采集。第三，以CAN总线作为系统数据的传输方式。规定了CAN总线通讯的报文格式。针对总线竞争导致的数据延迟发送或丢失的问题，研究了将有序的远程帧作为数据帧上传触发信号的总线仲裁机制，确保了总线及时有序的上传数据。第四，采用虚拟仪器技术，以LabVIEW图像编程软件作为人机交互平台，对钻机特征信号进行了采集，实现了数据的转换、显示和存储。第五，将监测系统分别在ZDY4000S型钻机和ZDY4000LR型钻机上进行了验证性实验和装机实验，对监测系统的功能和数据精度进行了验证。实验表明：系统硬件选型、布置安装合理；软件界面友好、操作便捷；数据通讯稳定。实验过程中系统运行良好，数据采集速度满足需求，精度较高。监测系统的各项功能均达到了预期目标。
刘蓓[10]（2014）在《微型钻进实验模拟装置的研制》文中指出随着地质钻探行业的发展和需要,智能化（自动化）钻机已经成为发展的流行趋势,由于孔内的钻进具有不可见性,影响钻进参数的不确定因素很多。因此,在钻进中必须合理选择与优化钻进参数、降低钻探成本、提高钻探效率,解决这些问题的前提条件是研究掌握钻头的碎岩机理以及钻进工艺参数。为适应现代科学钻探的任务及实际生产的需要,本文研发了一款功能较全面的微型钻进实验模拟装置。该实验装置可用于钻探领域的很多研究工作,如用于对新型钻头的研发；给实际钻探施工作业提供或选择钻进参数,并可进行效果评价,从而优化钻探规程参数；可用于测岩石的研磨性和可钻性,并对岩石研磨性和可钻性进行分级；还可用于金刚石钻头的使用寿命研究,可选择不同钻进规程参数研究钻头的消耗量,在确保钻速需求的同时钻头寿命达到最长使用时间。本文主要从以下几个方面开展微型钻进实验模拟装置的研发。调研国内外自控式（智能）钻探设备（装置）的研究发展情况及研究成果,并对国内外在这方面研究及成果进行了分析对比。地质大学（北京）地质超深钻探技术国家专业实验室结合本实验室的实际情况与科研小组的科研经验水平,提出了微型钻进实验模拟装置的研发及设计技术思路,并对实验模拟装置功能需求进行分析讨论,包括钻进实验模拟装置的硬件结构组成,软件数据监测与采集系统,钻进功能模式定义,具体技术参数选定等。实验装置的具体研发与设计。一是实验模拟装置的机械系统设计,根据已经选定的技术参数指标,对钻进回转机构的设计、给进机构的设计、移动机构的设计和泥浆循环系统进行了详细的计算与优化设计,并对关键零部件做了有限元分析,确保设计满足机械安全要求；二是实验模拟装置的数据监测采集与工控系统设计实现,主要包括数据监测采集系统和工控系统设计两大部分内容。具体研究设计内容包括钻压监测与控制、转速监测与控制、钻速监测与控制、扭矩监测及泵量的控制等功能,实现了各个单元系统的功能研发。模拟钻进试验评价。验证了微型钻进实验模拟装置运行可靠,数据采集与监测情况均达到设计要求,其工控系统设计也符合实际功能要求。
二、日本BDR-5系列钻参仪试验及应用效果（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、日本BDR-5系列钻参仪试验及应用效果（论文提纲范文）
（2）钻探物探一体化超前探测技术及应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容和技术路线 |
| 2 理论基础及方法研究 |
| 2.1 随钻地震工作原理 |
| 2.2 孔中瞬变电磁理论方法 |
| 2.3 孔中直流电法技术 |
| 3 钻孔物探技术物理模型实验 |
| 3.1 随钻地震物理模型实验及结果分析 |
| 3.2 孔中瞬变电磁物理模型实验 |
| 3.3 孔中直流电法物理模型实验 |
| 4 钻孔物探技术工程应用 |
| 4.1 工程地质概况 |
| 4.2 随钻地震技术 |
| 4.3 孔中瞬变电磁技术 |
| 4.4 孔中直流电法技术 |
| 4.5 钻孔物探联合对比分析 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 研究结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（3）松科2井井底涡轮钻具工况采集与分析系统研究（论文提纲范文）
| 作者简历 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 科学钻探发展概述 |
| 1.1.2 涡轮井底动力钻具简介 |
| 1.1.3 科学问题及项目来源 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 随钻测量技术研究现状 |
| 1.2.2 井下工程参数检测技术研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第二章 井下涡轮工况参数检测设计 |
| 2.1 松科2 井基本信息 |
| 2.1.1 地理及构造概况 |
| 2.1.2 地层概况及取心要求 |
| 2.1.3 地层压力及温度 |
| 2.2 松科2 井涡轮钻具 |
| 2.2.1 涡轮钻具技术性能参数 |
| 2.2.2 涡轮钻具结构与工作原理 |
| 2.2.3 涡轮钻具输出特性 |
| 2.3 井下参数检测系统总体设计 |
| 2.3.1 系统的环境要求和特点 |
| 2.3.2 检测系统原理总体框架 |
| 2.4 参数检测方式设计 |
| 2.4.1 加速度计式转速检测 |
| 2.4.2 特制压强传感器设计 |
| 2.4.3 组合应变片式扭矩与轴压检测 |
| 2.4.4 贴片式热电阻测温 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 井下检测短节设计 |
| 3.1 检测短节安装位置设计 |
| 3.2 短节新型机械结构设计 |
| 3.3 检测短节受力分析 |
| 3.4 检测短节强度校核 |
| 3.4.1 理论计算 |
| 3.4.2 软件分析 |
| 3.5 密封耐压设计与测试 |
| 3.5.1 密封耐压初步设计 |
| 3.5.2 实验室密封耐压测试 |
| 3.5.3 密封耐压设计改进 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 井下检测电路设计 |
| 4.1 检测电路原理设计 |
| 4.2 检测电路元器件耐高温优选 |
| 4.2.1 测井采集板芯片选型方案 |
| 4.2.2 采集板及应变片粘结剂选择 |
| 4.2.3 耐高温电池优选 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 地表分析系统设计 |
| 5.1 数据分析 |
| 5.1.1 扭矩与轴压耦合分析 |
| 5.1.2 循环温度场分布分析 |
| 5.1.3 新型摩阻式压强分析 |
| 5.2 数据分析软件设计 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 室内试验及现场应用 |
| 6.1 室内试验 |
| 6.1.1 扭矩、转速试验 |
| 6.1.2 轴压、压强试验 |
| 6.1.3 温度、振动试验 |
| 6.1.4 密封性能试验 |
| 6.2 现场应用 |
| 6.2.1 仪器组装与相关标定 |
| 6.2.2 仪器连接与入井过程 |
| 6.2.3 仪器取出与结果分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 结论 |
| 7.1 结论与认识 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（4）基于机器学习的岩心钻探工况判别模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题依据 |
| 1.2 研究现状与存在的问题 |
| 1.2.1 钻参仪研究现状 |
| 1.2.2 工况判别方法研究现状 |
| 1.2.3 人工智能判别技术研究现状 |
| 1.2.4 存在的问题 |
| 1.3 研究内容和技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 异常工况分析 |
| 2.1 岩心钻探特点 |
| 2.1.1 钻探环境 |
| 2.1.2 钻探流程 |
| 2.2 孔内复杂情况成因分析 |
| 2.2.1 地质因素 |
| 2.2.2 工程因素 |
| 2.3 异常工况与特征分析 |
| 2.3.1 正常钻进工况 |
| 2.3.2 烧钻 |
| 2.3.3 糊钻 |
| 2.3.4 卡钻 |
| 2.3.5 断钻 |
| 2.3.6 泥浆漏失 |
| 2.3.7 异常工况参数响应关系总结 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 机器学习理论与分类算法优选 |
| 3.1 机器学习理论概述 |
| 3.2 监督学习与分类问题 |
| 3.2.1 监督学习 |
| 3.2.1.1 监督学习基本流程 |
| 3.2.1.2 模型的拟合与优化 |
| 3.2.2 分类算法的选择 |
| 3.2.3 分类算法原理 |
| 3.2.3.1 k近邻(kNN)算法 |
| 3.2.3.2 支持向量机(SVM)算法 |
| 3.2.3.3 逻辑回归(Logistic Regression)算法 |
| 3.2.4 分类器的评价指标 |
| 3.3 基于Python的机器学习算法实现 |
| 3.3.1 Python库优选 |
| 3.3.1.1 NumPy库 |
| 3.3.1.2 Pandas库 |
| 3.3.1.3 Matplotlib库 |
| 3.3.1.4 SciPy库 |
| 3.3.2 Scikit-learn(sklearn)实现分类模型的构建 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 异常工况判别模型的建立 |
| 4.1 钻探数据的分析与处理 |
| 4.1.1 原始钻探参数可视化分析 |
| 4.1.2 原始钻探数据处理 |
| 4.2 样本数据的构建 |
| 4.3 工况判别模型的实现 |
| 4.3.1 k近邻分类模型的实现 |
| 4.3.2 SVM分类模型的实现 |
| 4.3.3 逻辑回归分类模型的实现 |
| 4.3.4 三种分类模型对比 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 异常工况判别模型分析与评价 |
| 5.1 k近邻分类模型 |
| 5.1.1 k近邻模型混淆矩阵分析 |
| 5.1.2 k近邻模型评价指标分析 |
| 5.2 SVM分类模型 |
| 5.2.1 SVM模型混淆矩阵分析 |
| 5.2.2 SVM模型评价指标分析 |
| 5.3 逻辑回归模型 |
| 5.3.1 逻辑回归模型混淆矩阵分析 |
| 5.3.2 逻辑回归模型评价指标分析 |
| 5.4 分类模型优选 |
| 5.5 工况判别模型的流程化实现 |
| 5.6 小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（5）基于瓦斯抽放钻孔钻进过程的岩体地质状态评估及其工程应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容与方法 |
| 2 煤矿液压钻机运行参数记录仪的研制 |
| 2.1 煤矿液压钻机的结构 |
| 2.2 钻参仪总体设计 |
| 2.3 钻参仪整体设计与煤安认证 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 井下钻进试验及钻机参数变化特征分析 |
| 3.1 工程概括 |
| 3.2 现场钻进试验及钻进基本特征分析 |
| 3.3 基于钻机运行参数的异常钻进状态评估 |
| 3.4 钻机空转压力变化特征分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 瓦斯抽采顺层钻孔钻进过程的数值模拟 |
| 4.1 数值模拟软件简介 |
| 4.2 数值模型的建立 |
| 4.3 巷道开挖后围岩应力与渗透率的分布 |
| 4.4 顺层钻孔钻进过程模拟 |
| 4.5 钻机空转压力变化机理分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于钻机钻进参数的瓦斯钻孔封孔深度确定方法 |
| 5.1 不同封孔深度下的瓦斯抽采模拟 |
| 5.2 合理封孔深度的确定方法 |
| 5.3 不同封孔深度下现场抽采效果对比 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要研究结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（6）基于随钻振动特性的煤巷顶板岩层识别方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 顶板地质结构探测研究现状 |
| 1.2.2 窥孔仪和钻参仪研究现状 |
| 1.2.3 振动监测技术研究现状 |
| 1.2.4 研究现状综述 |
| 1.3 论文研究内容与研究方法 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 研究方法与技术路线 |
| 2 钻削式锚杆钻机钻具振动机理研究 |
| 2.1 煤岩的岩石学特性 |
| 2.1.1 煤岩的基本构成 |
| 2.1.2 煤岩的粒度特征 |
| 2.1.3 岩石的结构成熟度特征 |
| 2.1.4 岩石的成分成熟度特征 |
| 2.1.5 岩相类型及其特征 |
| 2.2 煤岩的物理力学特性 |
| 2.2.1 煤岩的物理特性 |
| 2.2.2 煤岩的力学特性 |
| 2.3 锚杆钻机钻进特性分析 |
| 2.3.1 钻头的受力分析 |
| 2.3.2 钻头的钻进轨迹 |
| 2.4 钻具振动的产生机理及传递的一般规律 |
| 2.4.1 钻具纵向振动产生的原因及其传递规律 |
| 2.4.2 横向振动产生的原因及其传递规律 |
| 2.4.3 扭转振动产生的原因及其传递规律 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于随钻振动测试的顶板岩层探测仪的设计研制 |
| 3.1 振动测试总体设计 |
| 3.1.1 需求分析 |
| 3.1.2 振动测试原理 |
| 3.1.3 顶板岩层探测仪设计方案 |
| 3.2 传感器的选择安装 |
| 3.2.1 振动传感器的选择 |
| 3.2.2 振动传感器的安装 |
| 3.3 顶板岩层探测仪结构设计 |
| 3.3.1 探测仪居中对称设计 |
| 3.3.2 探测仪过水设计 |
| 3.3.3 探测仪防爆设计 |
| 3.3.4 探测仪接头设计 |
| 3.4 数据采集及预处理系统 |
| 3.4.1 数据采集设计 |
| 3.4.2 数据存储设计 |
| 3.4.3 电源管理设计 |
| 3.4.4 通讯设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 随钻振动信号分析算法研究 |
| 4.1 振动信号预处理 |
| 4.1.1 振动信号的放大 |
| 4.1.2 振动信号的滤波 |
| 4.1.3 振动信号的调制与解调 |
| 4.1.4 振动信号的数字化 |
| 4.2 振动信号的时域分析 |
| 4.2.1 振动信号的特征值 |
| 4.2.2 消除趋势项 |
| 4.2.3 振动数据的平滑处理 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 基于随钻振动特性的介质辨识实验室研究 |
| 5.1 振动测试方案设计 |
| 5.1.1 试验目的 |
| 5.1.2 试验材料 |
| 5.1.3 试验仪器 |
| 5.2 振动测试过程设计 |
| 5.2.1 钻孔布置 |
| 5.2.2 仪器安装 |
| 5.2.3 钻孔 |
| 5.3 振动测试分析 |
| 5.3.1 振动数据处理 |
| 5.3.2 振动数据分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 现场试验研究 |
| 6.1 试验方案设计 |
| 6.1.1 工程概况 |
| 6.1.2 试验方案 |
| 6.2 钻机工作状态与振动响应特性分析 |
| 6.2.1 锚杆钻机 |
| 6.2.2 钻机典型工作状态与振动特性 |
| 6.3 试验结果分析 |
| 6.3.1 锚固孔钻进概况分析 |
| 6.3.2 基于随钻振动信号的岩层识别 |
| 6.3.3 顶板钻孔窥视 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（7）煤巷顶板锚固孔钻进特性试验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及存在的问题 |
| 1.2.1 钻进参数规律与岩性识别研究现状 |
| 1.2.2 探测装置国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容和技术路线 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 煤巷顶板沉积岩体钻进特性数值试验 |
| 2.1 顶板岩石物理力学实验 |
| 2.2 Abaqus软件简介 |
| 2.2.1 Abaqus的特点 |
| 2.2.2 Abaqus求解器模块 |
| 2.2.3 Abaqus/CAE |
| 2.2.4 ABAQUS建模分析步骤 |
| 2.3 数值模型 |
| 2.3.1 煤巷顶板岩石钻进破碎准则 |
| 2.3.2 煤巷顶板岩石破坏进展准则 |
| 2.3.3 数值模型设定 |
| 2.4 不同岩性锚固孔钻进过程信号特征分析 |
| 2.4.1 转速一定条件下不同推力时钻进信号特征分析 |
| 2.4.2 不同岩石同一推力水平下的钻进速度特征分析 |
| 2.4.3 扭矩一定条件下不同推力时钻进信号特征分析 |
| 2.4.4 推力一定条件下不同转速时钻进信号特征分析 |
| 2.4.5 推力一定条件下不同扭矩时钻进信号特征分析 |
| 2.5 不同岩层组合的锚固孔钻进过程信号特征分析 |
| 2.5.1 岩层组合方案1推力-转速和推力-扭矩条件下钻进信号特征 |
| 2.5.2 岩层组合方案2推力-转速和推力-扭矩条件下钻进信号特征 |
| 2.5.3 岩层组合方案3推力-转速和推力-扭矩条件下钻进信号特征 |
| 2.5.4 岩层组合方案4推力-转速和推力-扭矩条件下钻进信号特征 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 煤巷顶板沉积岩体岩性探测装置设计与研发 |
| 3.1 探测装置的设计 |
| 3.1.1 探测装置设计基本思路 |
| 3.1.2 探测装置的结构和原理 |
| 3.1.3 探测装置硬件设备的工作原理及其选择 |
| 3.1.4 数据处理系统 |
| 3.2 本章小结 |
| 4 实验室钻进试验研究 |
| 4.1 实验室模拟岩石强度配比及强度测定 |
| 4.1.1 实验室岩石强度配比 |
| 4.1.2 混凝土强度测定 |
| 4.2 煤巷顶板岩层钻进模型 |
| 4.2.1 模型制作及养护 |
| 4.2.2 模型养护 |
| 4.3 模型内岩层组合方案及试验过程 |
| 4.3.1 组合方案的确定 |
| 4.3.2 试验过程 |
| 4.4 钻进结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 不足和展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（8）全液压深孔岩心钻机CAN总线钻进参数监测系统的研究（论文提纲范文）
| 作者简介 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 选题的来源、目的和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究目的 |
| 1.1.3 研究意义 |
| §1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 存在的问题 |
| 1.2.4 发展趋势 |
| §1.3 研究内容 |
| §1.4 研究的方法和技术路线 |
| 第二章 钻进参数监测系统的设计 |
| §2.1 钻进参数监测系统整体设计 |
| 2.1.1 系统研制的目标 |
| 2.1.2 需要解决的关键问题 |
| 2.1.3 系统的方案设计 |
| §2.2 CAN总线优点 |
| §2.3 数据通讯设计 |
| §2.4 本章小结 |
| 第三章 钻进参数的检测与原理 |
| §3.1 钻进参数模拟量的检测 |
| 3.1.1 钻压检测 |
| 3.1.2 功率检测 |
| 3.1.3 扭矩检测 |
| 3.1.4 泵压和其他压力的检测 |
| 3.1.5 温度的检测 |
| §3.2 钻进参数数字量的检测 |
| 3.2.1 转速检测 |
| 3.2.2 位移的检测 |
| 3.2.3 泵冲的检测 |
| 3.2.4 开关量的检测 |
| §3.3 本章小结 |
| 第四章 信号处理与通讯的研究 |
| §4.1 数据采集和通讯模块的研制 |
| 4.1.1 单片机系统 |
| 4.1.2 供电电源 |
| 4.1.3 模拟信号处理 |
| 4.1.4 数字信号处理 |
| 4.1.5 SSI数据通讯 |
| 4.1.6 电路板设计与研制 |
| §4.2 CAN总线的实现方案 |
| §4.3 USB通讯的实现方案 |
| §4.4 本章小结 |
| 第五章 钻参仪的生产应用研究 |
| §5.1 山东乳山金矿勘探孔的生产试验 |
| 5.1.1 乳山钻探试验项目简况 |
| 5.1.2 乳山钻探设备与机具简况 |
| 5.1.3 乳山钻进参数系统的要求 |
| 5.1.4 乳山钻参仪的方案与安装 |
| 5.1.5 乳山现场工作情况与问题 |
| §5.2 岩心钻进实验台录井系统设计 |
| 5.2.1 成都录井系统的基本情况和要求 |
| 5.2.2 成都录井系统的方案与安装 |
| 5.2.3 成都录井系统的工作情况 |
| §5.3 其他项目的系统设计 |
| 5.3.1 轻便全液压动力头配套参数检测 |
| 5.3.2 深部岩心钻机XY-8配套参数检测 |
| §5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| §6.1 主要结论 |
| §6.2 主要创新点 |
| §6.3 建议与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（9）基于CAN总线技术矿用全液压钻机状态监测系统研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 选题来源和依据 |
| 1.1.3 选题的研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状、存在问题及发展趋势 |
| 1.2.1 国外研究动态 |
| 1.2.2 国内研究动态 |
| 1.2.3 存在问题及发展趋势 |
| 1.3 本文的研究内容和技术路线 |
| 1.3.1 本文主要研究内容 |
| 1.3.2 解决的关键问题 |
| 1.3.3 本文的技术路线 |
| 2 系统总体设计及测点布置 |
| 2.1 钻机概况 |
| 2.2 监测系统的总体设计 |
| 2.3 监测参量优选及测点布置 |
| 2.3.1 监测参量优选 |
| 2.3.2 测点布置 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 监测系统硬件搭建 |
| 3.1 监测系统硬件功能模块设计 |
| 3.2 信号采集模块 |
| 3.2.1 压力采集单元 |
| 3.2.2 MCU 控制单元 |
| 3.2.3 流量采集单元 |
| 3.2.4 转速采集单元 |
| 3.2.5 温度采集单元 |
| 3.2.6 液位采集单元 |
| 3.2.7 甲烷采集单元 |
| 3.3 供电模块 |
| 3.4 终端显示模块 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 CAN 总线通讯的数据采集及调度 |
| 4.1 CAN 总线的特点 |
| 4.2 CAN 总线网络结构及物理实现 |
| 4.2.1 CAN 总线通讯网络结构 |
| 4.2.2 CAN 总线通讯的物理实现方法 |
| 4.3 CAN 总线通讯设计 |
| 4.3.1 CAN 总线调度方法设计 |
| 4.3.2 基于标准帧的位设置 |
| 4.3.3 CAN 总线通讯时间计算 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 监测软件的开发 |
| 5.1 LabVIEW 特点 |
| 5.2 软件整体设计 |
| 5.3 参数设置模块 |
| 5.4 实时监测模块 |
| 5.4.1 数据采集 |
| 5.4.2 数据转换 |
| 5.4.3 数据显示 |
| 5.5 数据存储及在线帮助模块 |
| 5.6 软件显示界面 |
| 5.6.1 用户登陆 |
| 5.6.2 系统软件显示界面 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 监测系统实验 |
| 6.1 验证性实验 |
| 6.2 装机实验 |
| 6.2.1 硬件安装布置 |
| 6.2.2 实验目的 |
| 6.2.3 实验要求 |
| 6.2.4 实验过程 |
| 6.2.5 实验数据分析 |
| 6.3 实验结论 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
（10）微型钻进实验模拟装置的研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景与项目依托 |
| 1.2 论文研究目的与意义 |
| 1.3 论文研究内容 |
| 1.3.1 主要工作 |
| 1.3.2 研究技术思路 |
| 1.4 研究计划及预期成果 |
| 1.4.1 研究计划安排 |
| 1.4.2 研究预期成果 |
| 第2章 自控式钻进设备(装置)研究现状 |
| 2.1 钻进设备(装置)发展简史 |
| 2.2 国外研究现状 |
| 2.3 国内研究现状 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 实验模拟装置功能需求分析 |
| 3.1 钻进实验装置结构组成 |
| 3.1.1 钻进实验台 |
| 3.1.2 主机操作控制台 |
| 3.1.3 数据采集处理系统 |
| 3.2 工控原理 |
| 3.3 实验装置钻进模式 |
| 3.3.1 恒钻压钻进模式 |
| 3.3.2 恒钻速钻进模式 |
| 3.4 技术参数 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 钻进实验模拟装置机械系统设计 |
| 4.1 机械系统与设计原则 |
| 4.1.1 机械系统的组成 |
| 4.1.2 设计原则 |
| 4.2 钻进回转机构设计 |
| 4.2.1 钻进回转机构 |
| 4.2.2 电动机选型 |
| 4.2.3 同步带设计计算和选型 |
| 4.2.4 推力轴承选型及校核 |
| 4.3 给进机构设计 |
| 4.3.1 给进机构 |
| 4.3.2 升降机的选型 |
| 4.3.3 电动机的选型 |
| 4.4 移动定位机构设计 |
| 4.4.1 移动机构 |
| 4.4.2 减速电机计算及选型 |
| 4.5 冲洗液循环系统设计 |
| 4.6 关键零部件有限元模拟分析 |
| 4.6.1 Solidworks简介 |
| 4.6.2 机构受力状态分析 |
| 4.6.3 有限元分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 数据监测采集与控制系统设计 |
| 5.1 数据监测采集系统的设计实现 |
| 5.1.1 钻压监测 |
| 5.1.2 转速监测 |
| 5.1.3 钻速监测 |
| 5.1.4 扭矩监测 |
| 5.1.5 数据采集系统设计 |
| 5.2 工控系统的设计实现 |
| 5.2.1 钻速与钻压的控制 |
| 5.2.2 转速的控制 |
| 5.2.3 泵量的控制 |
| 5.2.4 钻孔定位的控制 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 模拟钻进试验分析与评价 |
| 6.1 试验目的 |
| 6.2 试验方案 |
| 6.3 钻进试验 |
| 6.3.1 不同转速钻进 |
| 6.3.2 恒钻压模式钻进 |
| 6.3.3 恒钻速模式钻进 |
| 6.3.4 综合分析与评价 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附件 |
四、日本BDR-5系列钻参仪试验及应用效果（论文参考文献）
- [1]基于DBSCAN算法的孔深测量与地层反演理论研究[A]. 李璇,赵大军. 第二十一届全国探矿工程（岩土钻掘工程）学术交流年会论文集, 2021(总第428期)
- [2]钻探物探一体化超前探测技术及应用[D]. 刘惠洲. 中国矿业大学, 2021
- [3]松科2井井底涡轮钻具工况采集与分析系统研究[D]. 朱旭明. 中国地质大学, 2021(02)
- [4]基于机器学习的岩心钻探工况判别模型研究[D]. 田青. 中国地质大学(北京), 2020(09)
- [5]基于瓦斯抽放钻孔钻进过程的岩体地质状态评估及其工程应用[D]. 孙凯. 中国矿业大学, 2018(02)
- [6]基于随钻振动特性的煤巷顶板岩层识别方法[D]. 郭书英. 中国矿业大学(北京), 2017(02)
- [7]煤巷顶板锚固孔钻进特性试验研究[D]. 李鑫涛. 河南理工大学, 2015(11)
- [8]全液压深孔岩心钻机CAN总线钻进参数监测系统的研究[D]. 张涛. 中国地质大学, 2014(02)
- [9]基于CAN总线技术矿用全液压钻机状态监测系统研制[D]. 张阳阳. 煤炭科学研究总院, 2014(11)
- [10]微型钻进实验模拟装置的研制[D]. 刘蓓. 中国地质大学（北京）, 2014(05)