谐振激励下钻头的冲击破岩机理研究
| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 创新点摘要 | 第8-12页 |
| 第一章 绪论 | 第12-24页 |
| 1.1 论文研究的目的及意义 | 第12-13页 |
| 1.2 国内外的研究现状及发展趋势 | 第13-21页 |
| 1.2.1 高效破岩技术的研究现状 | 第13-16页 |
| 1.2.2 冲击振动钻井技术研究现状 | 第16-18页 |
| 1.2.3 谐振激励冲击钻井技术研究现状 | 第18-21页 |
| 1.3 论文研究的主要内容 | 第21-24页 |
| 第二章 岩石介质的冲击振动力学模型研究 | 第24-39页 |
| 2.1 岩石介质的力学特性与基本模型 | 第24-28页 |
| 2.1.1 基本元件 | 第24-26页 |
| 2.1.2 组合模型 | 第26-28页 |
| 2.2 岩石介质振动系统的力学模型 | 第28-33页 |
| 2.2.1 单自由度振动系统力学模型 | 第29页 |
| 2.2.2 谐振激励下岩石介质的强迫振动 | 第29-31页 |
| 2.2.3 岩石介质的幅频特性 | 第31-33页 |
| 2.3 冲击钻进下岩石介质系统的力学模型 | 第33-38页 |
| 2.3.1 冲击系统的动力学方程 | 第33-35页 |
| 2.3.2 塑性介质下的系统动力学分析 | 第35-36页 |
| 2.3.3 弹性介质下的系统动力学分析 | 第36-38页 |
| 2.4 本章小节 | 第38-39页 |
| 第三章 谐振激励下岩石介质的响应机制研究 | 第39-62页 |
| 3.1 岩石介质的共振特性 | 第39-46页 |
| 3.1.1 岩石介质的模态分析 | 第39-40页 |
| 3.1.2 裂缝性岩石介质的振动模型 | 第40-42页 |
| 3.1.3 裂缝性岩石介质共振特性的数值模拟 | 第42-46页 |
| 3.2 岩石介质的位移响应 | 第46-52页 |
| 3.2.1 最小作用量原理 | 第46-47页 |
| 3.2.2 岩石介质微振动理论模型 | 第47-49页 |
| 3.2.3 微振动模型影响因素分析 | 第49-52页 |
| 3.3 岩石介质的能量响应 | 第52-61页 |
| 3.3.1 哈密顿能量函数 | 第52-53页 |
| 3.3.2 岩石介质的能量响应模型 | 第53-55页 |
| 3.3.3 能量响应模型的影响因素分析 | 第55-61页 |
| 3.4 本章小节 | 第61-62页 |
| 第四章 谐振激励下压头的破岩机理研究 | 第62-79页 |
| 4.1 谐振激励下压头的破岩模型 | 第62-66页 |
| 4.1.1 加载阶段 | 第63-64页 |
| 4.1.2 卸载阶段 | 第64-65页 |
| 4.1.3 压头破岩模型求解 | 第65-66页 |
| 4.2 谐振激励下压头破岩模型的影响因素分析 | 第66-71页 |
| 4.3 谐振激励下压头破岩过程的数值模拟 | 第71-78页 |
| 4.3.1 有限元模型的建立与求解 | 第71-72页 |
| 4.3.2 岩石的位移响应分析 | 第72-75页 |
| 4.3.3 岩石的应力响应分析 | 第75-78页 |
| 4.4 本章小节 | 第78-79页 |
| 第五章 谐振激励下冲击系统的动力学分析 | 第79-97页 |
| 5.1 高频谐波振动冲击的破岩模型 | 第79-86页 |
| 5.1.1 物理模型 | 第79-80页 |
| 5.1.2 数学模型 | 第80-83页 |
| 5.1.3 简化模型 | 第83-86页 |
| 5.2 动力学模型求解 | 第86-91页 |
| 5.2.1 动力学模型的周期性与初始条件 | 第86-87页 |
| 5.2.2 动力学模型的方程解 | 第87-91页 |
| 5.3 动力学模型的影响因素分析 | 第91-96页 |
| 5.3.1 钻头与岩石未接触阶段 | 第91-92页 |
| 5.3.2 钻头与岩石接触但不发生钻进阶段 | 第92-95页 |
| 5.3.3 钻头钻进阶段 | 第95-96页 |
| 5.4 本章小节 | 第96-97页 |
| 第六章 谐振激励下钻头破岩的室内实验研究 | 第97-109页 |
| 6.1 实验装置及工作原理 | 第97-101页 |
| 6.1.1 岩石力学参数测试装置 | 第97页 |
| 6.1.2 岩石共振频率测试装置 | 第97-98页 |
| 6.1.3 岩石振动激励模拟测试系统 | 第98-101页 |
| 6.2 实验钻头与岩样 | 第101-102页 |
| 6.3 实验过程与结果 | 第102-104页 |
| 6.4 实验结果分析 | 第104-108页 |
| 6.5 本章小节 | 第108-109页 |
| 结论 | 第109-111页 |
| 参考文献 | 第111-118页 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 | 第118-120页 |
| 致谢 | 第120-121页 |
