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孕镶金刚石钻头磨损研究现状与发展趋势

地质科技通报 2024年第3期43卷 200-217页

作者：段隆臣孙武成王志明谭松成高辉方小红中国地质大学(武汉)工程学院武汉430074 中国地质大学(武汉)地球深部钻探与深地资源开发国际联合研究中心武汉430074

孕镶金刚石钻头广泛应用于各种硬岩钻进,尤其是深部硬岩钻探钻井的工程实践活动中,其碎岩机制表现为金属胎体包裹的金刚石出刃后压入、刻划和破碎岩石。金刚石钻头的磨损形式反映了孔底钻头-岩石的相互作用过程,以及磨粒(包括岩屑、胎... 详细信息

孕镶金刚石钻头广泛应用于各种硬岩钻进,尤其是深部硬岩钻探钻井的工程实践活动中,其碎岩机制表现为金属胎体包裹的金刚石出刃后压入、刻划和破碎岩石。金刚石钻头的磨损形式反映了孔底钻头-岩石的相互作用过程,以及磨粒(包括岩屑、胎体碎屑和金刚石碎屑等)在孔底的存在状态,它决定了金刚石钻头的钻进效率和使用寿命。目前关于孕镶金刚石钻头磨损理论、方法的研究大部分属于定性判断,且常局限于区域特殊情况,无法形成统一或可借鉴的实用指导体系。以地质钻探领域的孕镶金刚石钻头磨损相关研究文献为主,讨论了孕镶金刚石钻头磨损的研究现状。首先结合地质钻探工业实践和行业规程归纳了钻头的非正常磨损类型,然后从磨损图像、钻进信号2个方面介绍了钻头磨损评价方法,从钻头整体、金刚石和金属胎体3个方面梳理了钻头钻进过程磨损机理与影响因素,另外列举了主流的钻头磨损性能调控方法,介绍了磨损分析方程的研究进展,并探讨了机器学习方法如何辅助钻头磨损研究。孕镶金刚石钻头在深部硬岩钻探中有极大的潜力,而其磨损性能是决定其最终使用效果的关键。为此,对人工智能方法辅助数据分析、微观尺度计算模拟、增材制造和材料处理改性等研究方向进行了分析展望,探索先进的金刚石钻头的磨损监测分析和调控方法,以期满足地质深部钻探和地外星系钻探等远程监控钻进的需求。

关键词：孕镶金刚石钻头岩石破碎钻头磨损磨损机理磨损评价机器学习

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董事网络对企业风险承担的影响——基于金融生态环境的调节效应

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生产力研究 2024年第6期 148-153页

作者：赵运运方小红刘洪彬浙江理工大学经济管理学院浙江杭州310018

国家提出防范化解重大风险的大背景下,合理提升企业风险承担水平便成为我国经济稳步发展的重要基础。文章选取我国A股2015—2021年上市企业数据,从董事网络这一非正式制度结构视角出发,基于董事网络的“资源效应”和“治理效应”两大层... 详细信息

国家提出防范化解重大风险的大背景下,合理提升企业风险承担水平便成为我国经济稳步发展的重要基础。文章选取我国A股2015—2021年上市企业数据,从董事网络这一非正式制度结构视角出发,基于董事网络的“资源效应”和“治理效应”两大层面研究其对企业风险承担的影响。研究结果表明:董事网络促进了企业风险承担;不同类型的董事网络具有异质性风险承担效应,独立董事网络对风险承担的促进作用更显著;金融生态环境显著加强董事网络对企业风险承担的促进作用,在非国有企业和小规模企业中表现更为显著。该结论对完善我国企业董事网络治理研究具有一定的理论价值,也对新常态背景下如何提升企业风险承担能力和公司治理水平有一定借鉴意义。

关键词：董事网络独立董事网络金融生态环境企业风险承担

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超早产儿肺出血的围生期危险因素及预后分析

福建医药杂志 2024年第3期46卷 23-26页

作者：方小红黄达丽曾慧斌王健许丽萍福建医科大学附属漳州市医院新生儿科漳州363000

目的探讨胎龄<28周的超早产儿肺出血(PH)的影响因素及预后.方法收集167例符合标准的超早产儿,分为PH组(38例)和无PH组(129例),建立logistic回归模型分析围生期危险因素与PH的相关性,评估PH超早产儿的短期结局.结果单因素分析结果显示,P... 详细信息

目的探讨胎龄<28周的超早产儿肺出血(PH)的影响因素及预后.方法收集167例符合标准的超早产儿,分为PH组(38例)和无PH组(129例),建立logistic回归模型分析围生期危险因素与PH的相关性,评估PH超早产儿的短期结局.结果单因素分析结果显示,PH组出生胎龄、出生体重、1 minApgar评分均低于无PH组(P<0.05);PH组3~4级呼吸窘迫综合征(RDS)、早发型败血症(EOS)发生率均高于无PH组(P<0.05);PH组小于胎龄儿(SGA)比例、肺表面活性物质(PS)使用率均高于无PH组(P<0.05);PH组出生后首次血小板计数低于无PH组(P<0.05),PH组出生后3d内平均液体入量明显高于无PH组(P<0.001).多因素回归分析结果显示,出生胎龄大、生后首次血小板计数高可能是PH的保护因素(OR=0.629、0.992,P<0.05);生后3d内平均液体摄入过多、EOS可能是PH发生的独立危险因素(OR=1.058、4.239,P<0.05).PH组的病死率(44.7%)高于无PH组(26.4%)(P<0.05);PH组3~4级脑室内出血、3~5期早产儿视网膜病发病率(28.9%、15.8%)亦明显高于无PH组(P<0.05).结论生后3d内液体摄入过多和EOS可能与PH的发生相关,临床应注意控制液体摄入量,及时发现并控制感染,超早产儿PH不良预后发病率高.

关键词：肺出血超早产儿危险因素

基于有限元分析的组合式金刚石钻头磨损规律与设计研究

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煤田地质与勘探 2023年第9期51卷 164-170页

作者：杨展谭松成杨凯华方小红中国地质大学(武汉)机械与电子信息学院湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074

在能源勘探与开发过程中,除了取心钻进方式之外,全面(不取心)钻进也占有较大比例。不取心钻进可以减少提钻取心所消耗的大量提下钻时间,进而增加纯钻时间、提高钻进效率和降低钻进成本。传统不取心钻头在钻探过程中容易出现钻头唇面不... 详细信息

在能源勘探与开发过程中,除了取心钻进方式之外,全面(不取心)钻进也占有较大比例。不取心钻进可以减少提钻取心所消耗的大量提下钻时间,进而增加纯钻时间、提高钻进效率和降低钻进成本。传统不取心钻头在钻探过程中容易出现钻头唇面不均衡磨损的现象,为查明和改善这种不均衡磨损规律,提出采用组合式不取心钻头改善钻头偏磨现象。首先采用数值模拟方法对一二级组合不取心孕镶金刚石钻头进行了钻进花岗岩的数值模拟分析,模拟结果显示,由钻头外缘到中心,应力值由大逐渐变小,磨损量与之相对应。在靠近水口处的钻头外缘,胎体应力值和磨损量最大,最大应力为282.14 MPa,最大磨损深度为1.1×10~(-5)mm。而在靠近钻头中心处,钻头胎体应力和磨损量值最小,分别为0.002 MPa和1.3×10~(-6)mm。在钻头唇面半径为55 mm处,钻头磨损速度出现拐点。根据数值模拟结果,设计了二级组合式不取心钻头,由外环钻头、中心钻头和相应的水路系统组成,其中外环钻头规格为?95/48 mm,中心钻头规格为?46/16 mm,水路系统由中心孔、4条主水路、4条副水路和环状间隙水路组成。以常钻遇的可钻性为7~8级岩石为基础,对钻头胎体配方、金刚石参数和烧结工艺进行了设计,提高外环钻头胎体耐磨性、金刚石浓度、小粒径金刚石比例,同时增大烧结温度和提高烧结压力,以降低外钻头磨损量,保证钻头内外磨损一致。采用所设计的二级组合式不取心钻头结构,试制了?75/16 mm不取心钻头,并在可钻等级为8级的花岗岩上进行了室内钻进试验,试验结果表明,钻头磨损均匀,钻进时效约1.84 m/h,胎体消耗高度约1 mm,能满足硬岩全面钻进的需要。本研究为不取心孕镶金刚石钻头设计、研制和施工提供了借鉴。

关键词：不取心金刚石钻头不均衡磨损二级组合钻头数值模拟

提高烧结压力对孕镶金刚石钻头性能的影响研究

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煤田地质与勘探 2023年第6期51卷 194-199页

作者：杨展谭松成方小红杨凯华中国地质大学(武汉)机械与电子信息学院湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074

传统的热压孕镶金刚石钻头胎体配方多为单质金属体系,采用WC或YG8作为骨架材料,Cu合金作为粘结材料,Ni、Co、Fe和Mn等金属作为中间材料。受配方中粘结材料和骨架材料成分及含量的影响,其适宜的烧结压力有限(≤16 MPa),且烧结温度则相对... 详细信息

传统的热压孕镶金刚石钻头胎体配方多为单质金属体系,采用WC或YG8作为骨架材料,Cu合金作为粘结材料,Ni、Co、Fe和Mn等金属作为中间材料。受配方中粘结材料和骨架材料成分及含量的影响,其适宜的烧结压力有限(≤16 MPa),且烧结温度则相对较高(≥930℃),常造成金刚石钻头胎体实际密度与理论密度之比偏低(≤98%),且高烧结温度会对金刚石产生热损伤,从而使钻头难以同时兼顾机械钻速和使用寿命。采用混料回归试验方法优选了2种全预合金成分的孕镶金刚石钻头胎体配方,并以钻头胎体的硬度(HRC)、磨损量和相对密度作为评价指标,分别开展了上述2种配方的烧结温度和烧结压力的单因素试验,以及配方2的烧结温度(930、940、950℃)和烧结压力(17、18、19、20 MPa)优化试验。试验结果表明,钻头胎体试样的最高压入硬度可达30.1(HRC),对应磨损量和相对密度分别为134 mg和99.1%。基于此,采用配方2及其优选的热压烧结工艺参数,试制了3只ø75/49 mm规格的普通双管钻头,并在河南洛阳栾川某金矿钻探现场进行了野外钻进试验,其平均机械钻速达到2.02 m/h,平均使用寿命达到121.4 m。同机台使用的其他厂家的金刚石钻头,其平均机械钻速为1.81 m/h,单只钻头平均使用寿命为89 m。野外钻进试验结果表明,相较于其他厂家的常规孕镶金刚石钻头,采用全预合金配方体系和优化配合的烧结压力与烧结温度制备的孕镶金刚石钻头具有明显的优势,可以同时兼顾高效与长寿命的钻进效果。

关键词：孕镶金刚石钻头热压预合金胎体配方烧结工艺

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铁基非晶粉末对金刚石工具胎体的影响

金刚石与磨料磨具工程 2022年第2期42卷 180-185页

作者：李鸣凤方小红段隆臣谭松成中国地质大学工程学院武汉430074

将不同质量分数(分别为0,5%,10%和15%)的铁基非晶粉末加入铁基预合金粉末胎体中,通过热压烧结制成胎体试样后,测试其洛氏硬度、抗弯强度及磨损率。当不添加非晶粉末时,普通胎体的洛氏硬度、抗弯强度和磨损率分别为104.6 HRB,610 MPa和3... 详细信息

将不同质量分数(分别为0,5%,10%和15%)的铁基非晶粉末加入铁基预合金粉末胎体中,通过热压烧结制成胎体试样后,测试其洛氏硬度、抗弯强度及磨损率。当不添加非晶粉末时,普通胎体的洛氏硬度、抗弯强度和磨损率分别为104.6 HRB,610 MPa和3.3;加入10%的非晶粉末后,其洛氏硬度和抗弯强度分别提高至107.7 HRB和965 MPa,比原胎体分别提高了3.0%和58.2%,磨损率降低至0.9,降低了72.7%;加入15%的非晶粉末后,其洛氏硬度和抗弯强度分别提高至110.0 HRB和790 MPa,分别提高了5.2%和29.5%,磨损率降低至0.6,降低了81.8%。因而铁基非晶粉末的加入可以显著提高胎体试样的机械性能和耐磨性。此外,铁基非晶粉末的DSC及XRD测试发现,在500~700℃时,铁基非晶粉末会产生晶体化相变,NiSi相中融入了B元素转化成NiSiB相,CrFe相中融入了Si元素形成SiCrFe相,都起到改善胎体结构、提高胎体性能的目的。

关键词：铁基非晶粉末铁基预合金粉末胎体力学性能 NiSi相 CrFe相

锂离子电池固态扩散阻抗的Voigt建模与参数辨识

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电源技术 2023年第7期47卷 878-884页

作者：刘昆朋朱广焱张鹏博方小红中国科学院上海高等研究院上海201210 中国科学院大学北京100049 上海派能能源科技股份有限公司上海201210

固态扩散阻抗表征锂离子电池电极性能,为测试和改进电极材料提供了便利。将可兼顾分析电极参数影响和模拟过电压且具有物理意义的Voigt模型从表示正极平面、球形颗粒阻抗推广至圆柱形颗粒阻抗模型用于石墨等负极材料,将颗粒粒径等电极... 详细信息

固态扩散阻抗表征锂离子电池电极性能,为测试和改进电极材料提供了便利。将可兼顾分析电极参数影响和模拟过电压且具有物理意义的Voigt模型从表示正极平面、球形颗粒阻抗推广至圆柱形颗粒阻抗模型用于石墨等负极材料,将颗粒粒径等电极参数与模型参数相关联,建立模型过电压表达式,分析电极参数对电压的影响,并引入具有全局搜索方式的花朵授粉算法将表达式拟合电压测量值,得到模型参数的最优解。进一步地将该模型用于商用磷酸铁锂电池的测试分析,预测电极在各类工况下的固态扩散过电压,为锂离子电池电极材料的开发和性能提升提供技术支撑。

关键词： Voigt模型固态扩散阻抗锂离子电池

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—座城市,就是一个故事

城市地理 2022年第1期1卷 4-5页

作者：方小红不详

—直以来,我们都在讲述城市的故事。而每一座城的故事,往往是由每—个人的故事组成。城里的人念旧。因为人的灵魂来自往事。大大小小的城里都努力留着一些故居。探访这些故居我们有太多的经验,最好不在假日,挑个人极少的时间,四周一片寂... 详细信息

—直以来,我们都在讲述城市的故事。而每一座城的故事,往往是由每—个人的故事组成。城里的人念旧。因为人的灵魂来自往事。大大小小的城里都努力留着一些故居。探访这些故居我们有太多的经验,最好不在假日,挑个人极少的时间,四周一片寂静,穿着最旧的鞋,踏入上个世纪的木地板。这时,倘若来了一位穿着当季新款衣裳的游客,我们可以用眼神暗示他走错了时光。

关键词：木地板故事故居衣裳城市

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孕镶钻头胎体对金刚石机械把持力的评价方法

金刚石与磨料磨具工程 2022年第6期42卷 656-661页

作者：赵小军段隆臣谭松成方小红中石化江钻石油机械有限公司武汉430223 中国地质大学工程学院武汉430074

传统的孕镶钻头胎体对金刚石的把持力来源于机械把持力。金刚石表面的残余压应力是评价胎体对金刚石机械把持力的重要指标。本文中,对现有的金刚石表面压应力计算方法进行比较和评价,发现经验公式、弹性力学方程表征公式的计算结果与实... 详细信息

传统的孕镶钻头胎体对金刚石的把持力来源于机械把持力。金刚石表面的残余压应力是评价胎体对金刚石机械把持力的重要指标。本文中,对现有的金刚石表面压应力计算方法进行比较和评价,发现经验公式、弹性力学方程表征公式的计算结果与实际值差别很大,公式形式不够合理,而基于弹塑性力学理论的力学计算公式与有限元数值模拟方法具有很好的有效性。对WC基金刚石复合材料烧结后的冷却过程分析发现,钻头胎体在烧结后的冷却过程中发生了塑性变形,金刚石颗粒周围形成塑性变形区域;塑性变形吸收了一部分能量,缓解了金刚石—胎体之间的热错配应力,释放了一部分金刚石表面的静压应力;冷却完成后,金刚石表面会产生残余压应力,而这种残余压应力是胎体对金刚石机械把持力的主要来源。

关键词：金刚石表面压应力弹塑性模型塑形区半径解析计算