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视频监控系统中的智能化技术应用

电子技术 2024年第4期 218-219页

作者：杨珍李闯高晓亮刘琼伟李雪冰京能十堰热电有限公司

阐述视频监控系统功能，介绍检测方法、控制和实时报警功能。分析发电厂视频监控系统智能化应用中的不足和原因，提出智能化应用的注意要点，包括区域维护、网络规划、结构化数据处理。

关键词：监控系统数学模型优化电力调度效率

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煤矿井下智能化钻探配套钻具研究进展

煤田地质与勘探 2023年第10期51卷 156-166页

作者：高晓亮中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077

作为智能化钻探的重要组成部分,钻具系统的智能化对煤矿井下钻探的智能化发展起着至关重要的作用。为深入探究智能化钻具的发展方向,结合石油天然气行业发展经验,从定向钻具、随钻测量系统以及智能化钻杆、钻头等方面系统梳理了煤矿井... 详细信息

作为智能化钻探的重要组成部分,钻具系统的智能化对煤矿井下钻探的智能化发展起着至关重要的作用。为深入探究智能化钻具的发展方向,结合石油天然气行业发展经验,从定向钻具、随钻测量系统以及智能化钻杆、钻头等方面系统梳理了煤矿井下智能化钻探配套钻具的研究成果与技术特点,总结了存在的不足。指出目前煤矿井下智能化钻探定向钻具多以螺杆马达为主,主要研究集中于螺杆马达的线形设计、定子橡胶抗疲劳研究与不同工艺个性化定制,旋转导向钻具的开发与石油天然气行业存在较大差距,仅处于起步阶段;随钻测量系统可监测参数较少,监测的数据以轨迹参数为主,逐步加入了伽马地层识别,数据传输以有线与泥浆脉冲方式为主,存在数据容量小、传输效率低的问题,无线电磁波方式传输距离较短,仅能满足500m以内钻孔;智能化钻杆研究主要为通缆钻杆的优化与改进,智能化钻头的研究尚未开展。为实现煤矿井下智能化钻探,提出开展以旋转导向为主,多种定向钻具综合运用的钻具定向系统研究;随钻监测系统应集成瓦斯监测、地下水探测及地应力感知煤矿钻进特种需求的功能,并配合多种传输方式并存的随钻测量系统研究以适配不同钻进工艺,同时提升传输速率,实现信息高速双向传输;开展载荷自监测的智能化钻杆与破岩参数自监测的智能化钻头研究。通过钻具系统的优化组合,形成集高效破岩钻进、钻孔轨迹动态调整、钻具自身状态监测以及瓦斯与地下水、地应力实时监测功能于一体,具备双向通信、自适应调控的智能化钻具系统。上述研究成果将丰富对煤矿井下智能化钻探配套钻具系统的全面认识,为智能化钻探配套钻具系统的后续开发提供依据与指导。

关键词：智能钻探旋转导向随钻测量智能化钻杆智能化钻头煤矿

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煤矿井下智能化钻探配套钻具研究现状与发展

煤田地质与勘探 2023年

作者：高晓亮中煤科工西安研究院(集团)有限公司

作为智能化钻探的重要组成部分，钻具系统的智能化对煤矿井下钻探的智能化发展起着至关重要的作用。为深入探究智能化钻具的发展方向，结合石油天然气行业发展经验，从定向钻具、随钻测量系统以及智能化钻杆、钻头等方面系统梳理了煤矿... 详细信息

作为智能化钻探的重要组成部分，钻具系统的智能化对煤矿井下钻探的智能化发展起着至关重要的作用。为深入探究智能化钻具的发展方向，结合石油天然气行业发展经验，从定向钻具、随钻测量系统以及智能化钻杆、钻头等方面系统梳理了煤矿井下智能化钻探配套钻具的研究成果与技术特点，总结了存在的不足。指出目前煤矿井下智能化钻探定向钻具多以螺杆马达为主，主要研究集中于螺杆马达的线形设计、定子橡胶抗疲劳研究与不同工艺个性化定制，旋转导向钻具的开发与石油天然气行业存在较大差距，仅处于起步阶段；随钻测量系统可监测参数较少，监测的数据以轨迹参数为主，逐步加入了伽马地层识别，数据传输以有线与泥浆脉冲方式为主，存在数据容量小、传输效率低的问题，无线电磁波方式传输距离较短，仅能满足500 m以内钻孔；智能化钻杆研究主要为通缆钻杆的优化与改进，智能化钻头的研究尚未开展。为实现煤矿井下智能化钻探，提出开展以旋转导向为主，多种定向钻具综合运用的钻具定向系统研究；随钻监测系统应集成瓦斯监测、地下水探测及地应力感知煤矿钻进特种需求的功能，并配合多种传输方式并存的随钻测量系统研究以适配不同钻进工艺，同时提升传输速率，实现信息高速双向传输；开展载荷自监测的智能化钻杆与破岩参数自监测的智能化钻头研究。通过钻具系统的优化组合，形成集高效破岩钻进、钻孔轨迹动态调整、钻具自身状态监测以及瓦斯与地下水、地应力实时监测功能于一体，具备双向通信、自适应调控的智能化钻具系统。上述研究成果将丰富对煤矿井下智能化钻探配套钻具系统的全面认识，为智能化钻探配套钻具系统的后续开发提供依据与指导。

关键词：智能钻探旋转导向随钻测量智能化钻杆智能化钻头

中硬煤层瓦斯穿层钻孔无泵式双通道机械掏穴钻头设计与应用

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煤田地质与勘探 2022年第10期50卷 159-164页

作者：高晓亮邵国杰杨虎伟中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077

为了解决随钻式掏穴技术钻进中需要配套泥浆泵调节流量以切换钻进、掏穴状态,控制效果不甚理想等问题,开发了无泵式双通道机械掏穴钻头,该钻头配套双通道钻杆及双通道送水器使用,在钻具内形成2套互不连通的水路,环空水路用于冷却钻头携... 详细信息

为了解决随钻式掏穴技术钻进中需要配套泥浆泵调节流量以切换钻进、掏穴状态,控制效果不甚理想等问题,开发了无泵式双通道机械掏穴钻头,该钻头配套双通道钻杆及双通道送水器使用,在钻具内形成2套互不连通的水路,环空水路用于冷却钻头携带岩粉进行正常钻进,中心水路用于控制刀翼开合,大大提高了刀翼开合的控制精度,同时无需配套泥浆泵,提高了随钻掏穴技术应用范围。通过钻头结构设计、齿轮齿条计算以及水路结构优化等,提高了钻头可靠性,采用设计的钻头在淮北朱仙庄煤矿进行了现场试验,试验共完成了?120 mm的钻孔101个,施工总进尺2 861.5 m,钻孔平均深度28.3 m,出煤量0.20~0.69 t/m,单孔平均出煤量0.22 t/m。采用双通道造穴技术可将原常规施工?120 mm钻孔直径扩大至4.1倍。试验证明:设计的双通道机械掏穴钻头,能够满足无泵式机械掏穴的需求,大大提高了施工效率。本研究为低透煤层瓦斯抽采增透提供了钻具支撑,为本行业类似掏穴钻孔施工提供了技术方案。

关键词：无泵式双通道掏穴钻头钻头设计中硬煤层

煤矿井下水力反循环连续取芯用PDC钻头设计与应用

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煤炭工程 2023年第9期55卷 175-180页

作者：高晓亮中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077

为提高煤矿井下水力反循环连续取芯钻进施工效率,结合其取芯原理,采用流体力学原理对钻头水路进行设计,使反循环过程中岩心顺利运移,同时保证孔底岩粉顺利排出。通过流场分析,验证了钻头水力参数的合理性;对卡断器与岩心相互作用进行力... 详细信息

为提高煤矿井下水力反循环连续取芯钻进施工效率,结合其取芯原理,采用流体力学原理对钻头水路进行设计,使反循环过程中岩心顺利运移,同时保证孔底岩粉顺利排出。通过流场分析,验证了钻头水力参数的合理性;对卡断器与岩心相互作用进行力学分析,优选了卡断器结构参数,保证岩心顺利卡断;采用刀翼式圆弧形钻头切削结构,提高钻头切削效率。现场试验表明,该取芯钻头能够满足岩心运移要求,综合岩心采取率达到78%,岩层段钻进效率可达7.5~9 m/h,煤层段钻进效率达到9~18 m/h,满足了水力反循环连续取芯高钻进效率、钻进中连续取芯、纯钻时间长、“实时”取样等要求。本研究拓宽了水力反循环连续取芯工艺的应用范围,为煤矿井下相关取芯钻孔施工提供了钻头方案。

关键词：取芯钻进水力反循环连续取芯 PDC钻头钻头设计

硬岩PDC定向钻头优化设计及其表面增材技术研究

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煤田地质与勘探 2022年第8期50卷 157-164页

作者：王传留金新高晓亮张朋中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077 中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙410083

定向长钻孔是煤矿瓦斯、水害治理的主要技术手段,PDC定向钻头性能是影响坚硬地层钻进效率的重要因素。针对煤层顶底板岩层定向长钻孔施工中出现因PDC钻头体断翼、PDC崩齿等问题导致的频繁起下钻、施工效率低等现象,采用等切削布齿原则... 详细信息

定向长钻孔是煤矿瓦斯、水害治理的主要技术手段,PDC定向钻头性能是影响坚硬地层钻进效率的重要因素。针对煤层顶底板岩层定向长钻孔施工中出现因PDC钻头体断翼、PDC崩齿等问题导致的频繁起下钻、施工效率低等现象,采用等切削布齿原则对刀翼布齿进行优化,有效降低切削齿冲击破坏;通过流体力学仿真分析,优化钻头水力参数,保证岩屑及时排出孔底,防止切削齿因重复破碎岩石导致过早损坏;通过仿真分析,优选大直径PDC异型齿,提高切削齿耐磨和抗冲击性能;引入表面增材制造技术,通过优化等离子(PTA)增材制造工艺参数,实现了兼具胎体耐磨耐冲蚀和钢体强韧性的WC基复合钻头体加工工艺。新研制的PDC定向钻头,在淮南顾桥煤矿北区底板探放水钻孔中进行了现场试验。结果表明:钻进致密、坚硬灰岩地层时,2只钻头寿命分别达到827、810 m,相对于以前的ø120 mm胎体式定向钻头平均寿命300 m有较大幅度的提高,并降低了上下钻等辅助作业时间,提高了施工效率,达到了硬岩定向长钻孔提速增效的目标,为硬岩定向长钻孔用PDC钻头设计和制造工艺开发提供了新的解决方案。

关键词： PDC定向钻头优化设计表面增材技术硬岩定向钻进淮南顾桥煤矿

煤层底板灰岩层注浆定向水平井用PDC钻头个性化设计

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煤炭工程 2022年第6期54卷 183-187页

作者：高晓亮杨哲居培中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077

针对煤层底板灰岩层定向水平注浆井钻进工艺特点及灰岩层地层特性,通过分析现场地质特征及构造、钻孔设计以及井身结构等特点,对拟钻地层特性、钻进工艺以及常规钻头磨损情况进行研究,对钻头剖面形状、切削齿排布、切削齿安装角度以及... 详细信息

针对煤层底板灰岩层定向水平注浆井钻进工艺特点及灰岩层地层特性,通过分析现场地质特征及构造、钻孔设计以及井身结构等特点,对拟钻地层特性、钻进工艺以及常规钻头磨损情况进行研究,对钻头剖面形状、切削齿排布、切削齿安装角度以及金刚石复合片优选进行优化设计。新设计钻头采用抛物线剖面,极限密度布齿并针对关键部位增加后备齿加强的方案,降低钻头关键部位磨损,提高钻头攻击性,以通过数值模拟分析异形切削齿破岩效率,以强化鼻部切削齿,提高钻头抗冲击韧性,防止钻头冲击破坏。采用优化设计的钻头进行现场试验,使用寿命较常规PDC钻头提高58.18%;复合钻进平均速度较常规PDC钻头提高50%;定向钻进平均速度较常规PDC钻头提高56.52%,实现了灰岩层底板注浆施工优快钻井需求,为硬岩裂隙地层定向井钻进施工提供了钻头设计方案,为同类地层注浆井的施工提供了技术支撑。

关键词：灰岩层定向水平井底板注浆钻头设计 PDC钻头

电沉积制备泡沫镍/镍–硫–二氧化钛复合电极及其析氢催化活性

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电镀与涂饰 2017年第4期36卷 190-193页

作者：高晓亮盘锦辽河油田大力集团有限公司化工分公司辽宁盘锦124022

以泡沫镍为基体,利用电沉积法制备Ni–S–TiO_2多孔复合电极,镀液组成和工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 180~250 g/L,H_3BO_3 35~40 g/L,硫脲100~150 g/L,TiO_2纳米微粒(粒径约为20 nm)5~20 g/L,表面活性剂0.1 g/L,pH 3.5~4.0,温度45°C,电流密度30 mA/cm^2,机械搅拌速率250~300 r/min,时间30 min。研究了镀液中TiO_2添加量对复合电极析氢活性的影响。采用扫描电镜和X射线衍射仪表征了Ni–S–TiO_2复合电极的表面形貌和晶态结构。利用阴极极化曲线和电化学阻抗谱测试研究不同电极在1 mol/L NaOH溶液中的析氢催化活性,并通过计时电位法研究电极的稳定性。结果表明,Ni–S–TiO_2电极由纳米TiO_2粒子相和非晶态Ni–S相构成,其析氢催化活性和稳定性优于Ni–S电极。

关键词：泡沫镍镍–硫合金二氧化钛复合电极电沉积析氢催化活性电化学

煤层顶板大直径定向钻孔用双级双速PDC钻头设计及应用

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煤田地质与勘探 2021年第5期49卷 272-277,285页

作者：高晓亮居培赵建国中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077

大直径定向钻进成孔技术的发展,为"以孔代巷"技术抽采采空区上隅角瓦斯提供了技术支持。受限于井下设备条件,常规大直径钻孔主要采用逐级扩孔工艺。然而,逐级扩孔钻进需要多次提钻、下钻,辅助时间长、工人劳动强度大。为提高煤层顶板大... 详细信息

大直径定向钻进成孔技术的发展,为"以孔代巷"技术抽采采空区上隅角瓦斯提供了技术支持。受限于井下设备条件,常规大直径钻孔主要采用逐级扩孔工艺。然而,逐级扩孔钻进需要多次提钻、下钻,辅助时间长、工人劳动强度大。为提高煤层顶板大直径钻孔成孔效率,开发了双级双速钻进工艺,该工艺采用螺杆马达与钻机分别驱动一级、二级钻头进行单次双级扩孔钻进,可大大提高成孔效率。通过分析双级双速钻进工艺特点、拟钻地层岩性等,从剖面形状、切削齿排布、水路设计以及导向器设计等方面设计了双级双速钻头,该钻头采用球头螺旋形导向器,更容易沿既有钻孔轨迹钻进;采用等切削布齿,提高破岩效率、降低切削齿不均匀磨损,进而提高钻头寿命与钻进效率。设计的双级双速钻头进行了现场试验,试验表明双级双速钻头能够沿先导孔钻进,较常规逐级扩孔钻头综合效率提高25%以上,使用后钻头磨损均匀,满足了双级双速工艺要求,大大提高了煤层顶板大直径钻孔施工效率。

关键词：定向钻进大直径钻孔双级双速钻头设计 PDC钻头