空气反循环冰层取心钻具设计与实验研究
极地地区是一片神秘的大陆,不论是南极还是北极都是科学探索所需的知识宝库。冰芯就像是打开宝库的钥匙,对于冰川学、气候学、生物学等具有很高的研究价值。
为了获得冰芯,各国科学家们进行了大量的科学钻探,相继开发了各种冰层取心钻具。本文对冰层取心钻具研究现状进行调研、分析,结合了反循环钻进技术特点,研究了一套效率高、钻速快、操作方便的新型钻具——空气反循环冰层取心钻具。
钻具设计钻进200m,该钻具的研发和应用,可以为南极区域地质构造研究,深部冰层取心钻探以及科学勘测孔钻进打下基础。该技术可以在南极冰川钻进,也可以在冰川冻土带进行钻进。
本文以提高反循环钻进效率为目的,通过反循环运移计算和有限元数值模拟方法,确定了反循环钻具的设计参数。借鉴已有的冰层取心钻具的设计思想,设计并研究了空气反循环试验台,获得空气反循环运移的工艺参数;验证冰层反循环钻具工作的可靠性。
为进一步设计和优化冰层空气反循环钻具结构参数,提高钻进效率,获取更好的冰芯提供重要的参考借鉴。论文研究主要得到的结论如下:(1)提出空气反循环冰层取心钻具的概念设计,对反循环运输系统进行理论计算,确 ...