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| 1 | 风化花岗岩地层旋转钻进中的能量分析显示文摘旋转钻进是岩土工程钻探的主要钻进方式,从能量守恒原理出发,对旋转钻进的能量进行分析。同时,在R-20液压式回转钻机上安装数字式钻孔过程监测(DPM)系统,在风化花岗岩地基工程中进行试验,并在监测数据的基础上对钻进能量进行分析计算。研究结果表明,钻进过程中用于破碎岩石的能量主要来自钻进系统的动能,钻进系统用于破碎岩石的能量分配与地层强度特性有关。在风化程度较低或新鲜岩层中钻进时,破碎岩石98%以上的能量来自系统的动能,而轴压力推动钻头位移所给出的能量不到2%;在土层或全风化岩层中,轴压力所做的功达到22%以上,且明显随风化程度的增高而增大,说明钻进系统动能与轴力功可用以表征地层的可钻性,这为实时钻进能量用于地层的识别提供理论依据。 | 谭卓英 岳中琦 蔡美峰 | 2007 | 岩石力学与工程学报2007，26，3： | 30 |
| 2 | 钻进参数用于香港复杂风化花岗岩地层的界面识别显示文摘在采用仪器钻进系统对复杂风化花岗岩地层界面进行成功识别的基础上,在复杂风化花岗岩场址的勘探中进行进一步应用和检验。在该风化花岗岩地层中,强风化与中等风化花岗岩交错,地层特征相当复杂。试验采用R–20液压回转式钻机,并安装数字式钻孔过程监测系统,在钻孔过程中对穿孔参数进行自动采集。对穿孔参数的定性和定量分析表明,在此地层中,有效轴压力、钻具转速、冲洗压力、钻头位移及穿孔速率等监测参数在界面处亦具有明显的涨落,说明这些参数与界面处岩石强度的变化具有很好的响应特征,能可靠地揭示复杂地层的变化。同时,采用变斜率法对地层中的主、次界面进行识别。t检验表明,仪器钻进系统对岩土界面识别的置信度为99%。 | 谭卓英 蔡美峰 岳中琦 谭国焕 李焯芬 | 2006 | 岩石力学与工程学报2006，25，z1： | 22 |
| 3 | 基于钻进参数的岩土地层结构识别技术与方法显示文摘岩土地层结构是影响工程稳定与安全的重要因素,是地质及岩土工程勘测的主要内容。研发了一种地层地质界面识别系统,阐述了其基本组成和工作原理,建立了钻进过程识别码及岩土地层结构实时识别方法;通过花岗岩地基钻进试验研究,确定了岩体风化等级以及土层/散体、碎裂岩体及整体岩体结构的比能值范围,建立了金刚石钻进比能的地层结构分级标准,比能值分别是土层及散体为0.0017~0.6955 k N·m/cm3,碎裂岩体为0.0258~0.9798 k N·m/cm3,整体岩体为0.0018~2.4935 k N·m/cm3。研究结果表明,该方法与岩土勘测结果一致,可用于地层地质及岩土地层结构的实时识别,为岩土工程智能勘测提供了新的途径。 | 谭卓英 李文 岳鹏君 王莉 李季阳 齐宽 周栋 | 2015 | 岩土工程学报2015，37，7： | 22 |
| 4 | 基于钻进能量理论的隧道凝灰岩地层界面识别及围岩分级方法显示文摘钻机钻进过程中钻头旋转产生的扭矩以及作用于钻头的轴推进力是破碎岩石的能量来源,当钻进条件确定时,可用破碎单位体积岩石的实际能耗来反映岩石的物理力学性质。基于此原理在青岛胶州湾海底隧道FK4+375.5的上断面进行了超前地质探孔作业,得到凝灰岩地层中的钻进参数及钻进能量随钻头位移的变化曲线,并利用能量理论对钻进过程中监测的钻机参数进行分析,研究发现:在凝灰岩中,数字钻机参数与围岩岩性响应程度较高,围岩完整、坚硬、无裂隙水时,整体钻进参数值较高;围岩裂隙发育、含水或有断层、夹泥层时,钻进速度、推进力、转速、扭矩、打击能等数据会突变,其值变小。分析所得结果与钻孔取芯、TSP超前预报等物探手段得到的结果基本一致。并采用能量法对围岩进行分析,利用钻进比能划分相应的岩体区段,判断出围岩等级。通过对能量曲线的分析发现,在凝灰岩地层中,当钻进能量小于0.95 kJ时会出现断层或较大的节理裂隙区。 | 田昊 李术才 薛翊国 邱道宏 苏茂鑫 王凯 | 2012 | 岩土力学2012，33，8： | 20 |
| 5 | 金刚石钻进比功及风化花岗岩实时分级研究显示文摘基于钻进过程监测系统在不同花岗岩地基金刚石钻进中监测数据,对钻进比功及其变化特性进行分析。结果表明,金刚石钻进比功随岩石风化程度的减弱而增大,具有明显的分区性。在软的全风化及强风化花岗岩中,金刚石钻进比功值低于冲击凿碎比功值;在中等硬度的风化花岗岩中,金刚石钻进比功值与冲击凿碎比功值接近;在硬度较大的微风化花岗岩中,金刚石钻进比功大于冲击凿碎比功。由此可知,在中等硬度的花岗岩中,用冲击凿碎比功来估计金刚石钻进比功才是合适的。这与旋转钻进只适于中硬以下岩层的实际相吻合。最后,提出采用比功变化曲线进行分区,并结合比功均值指标与上界指标对岩体进行实时分级的方法。 | 谭卓英 岳中琦 谭国焕 李焯芬 | 2007 | 岩石力学与工程学报2007，26，A01： | 15 |
| 6 | 基于钻孔过程监测的花岗岩钻进比能研究显示文摘为了探究钻进参数与岩石质量之间的相关性关系,并寻求一个能够定量描述岩体质量的参数,利用安装了DPM系统的SGZ-IIIA型取芯钻机对一块1.25 m×2.00 m×1.00 m的花岗岩进行了6次钻孔试验,对每个孔设置不同的推进压强和转速等参数(压强分为400 kPa、600 kPa、800 kPa三挡,转速分为128 r/min、200 r/min两档),根据钻进位移与钻进时间计算得出钻进速度。结果表明,对于同一种岩石,如果在钻进过程中,转速、扭矩、推进压力等钻进参数不同,那么钻进速度也会相应变化,无法仅利用钻进速度来定量描述岩体质量,无法发挥DPM的优势。通过理论分析与花岗岩试验结果可知,钻进耗能为1.11~1.83 kJ/cm^3,平均值为1.523 kJ/cm^3,基于能量守恒定律,引入钻进比能的概念,发现此参数与岩石物理力学强度参数相关性高,可以用来表征岩石质量,从而实现通过岩石钻进快速确定岩体质量。 | 曾俊强 王玉杰 曹瑞琅 赵宇飞 | 2017 | 水利水电技术2017，48，4： | 8 |
| 7 | 金刚石钻进能量与花岗岩地层风化程度的关系显示文摘基于钻进过程监测系统在充填土-风化花岗岩地层中对液压旋转钻进的监测数据,对金刚石钻进系统的能量进行了分析.结果表明,钻进系统的能量分布与在普通风化花岗岩地层中的结果一致,黏滞能、动能以及钻进总能量与岩石的风化程度呈负相关,轴力功与岩石的风化程度呈正相关,说明金刚石钻进能量与岩石风化程度具有很好的响应关系.动能、轴力功及黏滞能受钻进方式影响,用于地层识别将受严格的可比条件限制.金刚石钻进比功随岩石风化程度的增强而减少,在不同风化程度的岩层中具有很好的分区性.而且,在充填土及全风化、强风化花岗岩地层中,金刚石旋转钻进比功值明显低于冲击凿碎比功,在微风化的坚硬岩中,旋转钻进比功则明显高于冲击凿碎比功. | 谭卓英 岳中琦 谭国焕 李焯芬 | 2008 | 北京科技大学学报2008，30，4： | 4 |
| 8 | 岩土工程智能钻进关键技术研究显示文摘智能钻进是智能岩土工程的技术基础,也是岩土工程信息化施工的先决条件,在矿山岩土工程、地质工程及地球科学钻探等领域有着广阔的应用前景。介绍智能钻进系统的基本组成、原理以及在钻进过程监测、钻头定位与导航、信号传输、地层岩性实时判别与分级等方面的主要内容、关键技术及技术瓶颈。建立智能钻进地层实时识别与分级理论,完善智能钻杆有线信息传输软、硬件系统,实现对地层和钻进系统连续监测、分析、评价、控制与管理是今后的发展方向。 | 谭卓英 夏开文 | 2011 | 金属矿山2011，40，4： | 3 |
| 9 | 金刚石钻进能量在风化花岗岩地层中的变化特征显示文摘利用钻进过程监测系统在风化花岗岩地层中的试验数据对钻进系统的动能、轴力功、黏滞能耗及钻进总能量进行了分析。研究表明,钻具系统的动能在钻进能量中占主导地位,轴力功与黏滞能耗所占的比重很低,钻具系统的动能以及钻进总能量与岩石的风化程度呈负相关,轴力功与岩石的风化程度呈正相关,说明钻进能量与岩石风化程度具有很好的响应关系。最后,从破碎单位体积能耗的观点出发,分析了钻进比功与岩石风化程度之间的关系。研究表明,在全风化及强风化花岗岩地层中,金刚石旋转钻进比功值明显低于冲击凿碎比功;在微风化的坚硬与极坚硬岩石中,金刚石旋转钻进比功则明显高于冲击凿碎比功。这为金刚石旋转钻进中岩石的实时分级与实时判层提供了新的方法。 | 谭卓英 | 2007 | 岩土工程学报2007，29，9： | 3 |
| 10 | 基于仪器钻进系统的风化花岗岩地层界面识别显示文摘针对香港风化花岗岩场址勘探,在液压旋转钻机上安装钻孔过程监测系统(drilling process monitoring,DPM),对有效轴压力、钻具转速、冲洗压力、钻头位移及穿孔速率进行了实时监测.采用变斜率作为显著性指数,对地层中的主、次界面进行了识别.t检验表明,DPM系统对岩土界面识别的置信度为99%.此外,对穿孔参数在界面处的变化分析表明,这些参数随孔深的变化曲线在界面处存在不同涨落,轴压力和穿孔速率对界面上岩石强度变化的响应度为81.82%. | 谭卓英 蔡美峰 岳中琦 谭国焕 李焯芬 | 2007 | 北京科技大学学报2007，29，7： | 3 |
| 11 | 香港充填土风化花岗岩场址勘探中的界面识别研究显示文摘针对香港充填土风化花岗岩场址勘探,在液压旋转钻机上安装钻孔过程监测系统(DPM),对有效轴压力、钻具转速、冲洗压力、钻头位移及穿孔速率进行了实时监测。采用变斜率作为显著性指数,对地层中的主、次界面进行了识别。t-检验表明:DPM系统对岩土界面识别的置信度为99%。此外,对穿孔参数在界面处的变化分析表明:这些参数随孔深的变化曲线在界面处存在不同涨落,轴压力和穿孔速率对界面上岩石强度变化的响应度为81.82%。 | 谭卓英 蔡美峰 岳中琦 谭国焕 李焯芬 | 2007 | 岩土工程学报2007，29，2： | 2 |
| 12 | 基于海底岩心取样钻机的自适应钻进测控系统显示文摘海底岩心取样钻机是用于深海底矿产资源勘探和海洋地质科学研究的深海底地质钻探取心的专用设备。自适应钻进测控系统是基于深海钻机的一套测控系统,一定程度上实现了钻进工况的数据反馈和地质底层属性识别,通过对钻进工艺参数的拟合,自适应匹配相应的工艺参数,加以辅之人工智能和机器深度学习技术,实现自动钻进作业。辅助适当的人工干预即可完成整套海底钻进作业流程,从而提高海底钻机的作业效率和取心效果。 | 徐辉祖 张伟 宋其新 左立标 杨平宇 江晓 | 2021 | 采矿技术2021，21，1： | 1 |
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