南极冰架热水取芯钻具设计及实验研究
发布时间：2021-10-15 02:37
全球大约有11%的陆地面积被冰层所覆盖。这些冰层储存了地球75%左右的淡水资源,蕴含了大量的信息,包含地球能量资源储藏、水文循环、大气和海洋环流、气候变化、地壳流变和海平面提升等等。而南极冰川则占到了地球冰量的90%,在南极冰川上的一些细微的变化都将对全球环境产生深刻的影响。冰架是指大陆架相连的冰体延伸到海洋的那部分,主要分布在冰川的边缘,与大洋相连。极地地区是全球冷源地,而大洋则具有无与伦比的广袤性,他们分别在全球气候系统内演绎着极其重要的角色。因此,为了从科学上阐明气候变化机制,两极和大洋的观测至关重要,冰架作为连接大洋和冰盖的纽带,则成了研究的关键所在。冰盖-冰架-海洋相互作用研究成为全球变化研究的热点问题。被誉为“南极之芯”的冰芯蕴藏着地球气候变化的秘密,是研究冰川气候问题的最有效手段。如何在冰架上快速高效的钻取冰芯,是一个具有重要研究意义的科学问题。本论文首先介绍了冰芯钻探的发展状况,对各种冰芯钻探技术进行详细论述,并针对冰架研究问题的特点,确定了热水取芯钻为冰架冰层取芯的主要方法。并且借鉴国外热水取芯钻具经验,结合热水钻的特点,设计了一套全新的热水取芯钻具,确定了钻具的具体...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
南极主要冰架分布
关键的区域之一。因为南极大陆冰盖物质的流失大部分通过其冰架的前端和底部都在海洋中，与海洋直接作用。因此冰盖动冰架的物质平衡，如图 1.2 所示，冰架前沿断裂形成的冰山和淡水进入大洋，对大洋水团和环流的形成和移动起主导作用，和环流产生重要影响[3]。准确地掌握冰架物质平衡过程，才可动态变化及其对全球环境变化（海平面、大洋洋流循环和大气平衡过程主要包括冰川冰流输入、冰架表面积累与消融、冰架等。冰架前缘发生的冰山断裂，可以通过卫星遥感和航测资料底部的融化和冻结就比较困难，目前为止，对冰架底部进行的大都通过凿洞、钻孔或自然形成的冰裂缝进行。因此目前，全环流、冰架稳定性及冰架底部冻融过程、冰盖-冰架系统向海尚不清楚[4]~[8]。因此，冰架-海洋相互作用的研究至关重要，逐热点问题。
第 1 章 绪论质的同位素分析，可以了解历史上相应时间空气的化学构成，从而反演古代的气候纪录具有重大的现实意义[10]。晶莹的南极之“芯”就像一本无字天书，蕴藏着地球气候变化秘密，科学家若是能够打开它们，就能与百万年前的气候进行一场跨越时空的交流[11]。因此，为了研究冰盖-冰架-海洋的相互作用及其对全球气候变化的影响，冰架内的芯至关重要。如何在冰架内部快速取芯，成为至关重要的科学问题。1.2 冰芯钻探研究现状冰芯钻取工作开始于上世纪50年代至60年代，为了获得极地冰层中所含的各种信息世界各国的科学家们在半个多世纪的时间内相继开展了大量的冰芯钻探项目。
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅谈传感器技术的研究现状与发展趋势[J]. 毕绒超. 无线互联科技. 2015(20)
[2]电动机械取心钻具反扭装置实验台设计及实验[J]. 范晓鹏,Pavel Talalay,郑治川,张楠,于成凤,宫达. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2013(12)
[3]冰芯钻探:破解气候变化密码[J]. 国土资源. 2013(03)
[4]东南极冰盖/冰架变化监测与预测技术研究[J]. 吴荣荣,何剑锋,李院生,单琰焱. 上海国土资源. 2011(03)
[5]变频器在永平铜矿供水系统中的应用[J]. 刘晔. 科技信息. 2011(21)
[6]南极冰架研究现状与埃默里冰架研究展望[J]. 唐承佳,李院生,陈振楼,周丽娅. 极地研究. 2008(03)
[7]国际冰冻圈研究动态和我国冰冻圈研究的现状与展望[J]. 秦大河,效存德,丁永建,姚檀栋,卞林根,任贾文,王宁练,刘时银,赵林. 应用气象学报. 2006(06)
[8]冰芯中不溶微粒的研究进展[J]. 邬光剑,姚檀栋. 冰川冻土. 2005(04)
[9]基于LabVIEW数据采集系统[J]. 杨忠仁,饶程,邹建,彭珍莲. 重庆大学学报(自然科学版). 2004(02)
[10]锥形喷嘴流量系数及水力参数的理论计算方法[J]. 刘成文,李兆敏. 钻采工艺. 2000(05)
硕士论文
[1]新型自旋式喷嘴射流钻头研制[D]. 李佳.中国石油大学(华东) 2014
[2]冰层回转钻进切削热分析与实验研究[D]. 刘春朋.吉林大学 2014
[3]冰架热水钻实时测井系统研制[D]. 马梁.杭州电子科技大学 2014
[4]双组份极地冰钻酯基钻井液研究[D]. 于达慧.吉林大学 2013
[5]南极冰钻超低温钻井液技术研究[D]. 韩丽丽.吉林大学 2013
[6]星载SAR干涉测量和特征跟踪在冰流速监测中的应用[D]. 王志新.中国地质大学（北京） 2011
本文编号：3437275
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
南极主要冰架分布
关键的区域之一。因为南极大陆冰盖物质的流失大部分通过其冰架的前端和底部都在海洋中，与海洋直接作用。因此冰盖动冰架的物质平衡，如图 1.2 所示，冰架前沿断裂形成的冰山和淡水进入大洋，对大洋水团和环流的形成和移动起主导作用，和环流产生重要影响[3]。准确地掌握冰架物质平衡过程，才可动态变化及其对全球环境变化（海平面、大洋洋流循环和大气平衡过程主要包括冰川冰流输入、冰架表面积累与消融、冰架等。冰架前缘发生的冰山断裂，可以通过卫星遥感和航测资料底部的融化和冻结就比较困难，目前为止，对冰架底部进行的大都通过凿洞、钻孔或自然形成的冰裂缝进行。因此目前，全环流、冰架稳定性及冰架底部冻融过程、冰盖-冰架系统向海尚不清楚[4]~[8]。因此，冰架-海洋相互作用的研究至关重要，逐热点问题。
第 1 章 绪论质的同位素分析，可以了解历史上相应时间空气的化学构成，从而反演古代的气候纪录具有重大的现实意义[10]。晶莹的南极之“芯”就像一本无字天书，蕴藏着地球气候变化秘密，科学家若是能够打开它们，就能与百万年前的气候进行一场跨越时空的交流[11]。因此，为了研究冰盖-冰架-海洋的相互作用及其对全球气候变化的影响，冰架内的芯至关重要。如何在冰架内部快速取芯，成为至关重要的科学问题。1.2 冰芯钻探研究现状冰芯钻取工作开始于上世纪50年代至60年代，为了获得极地冰层中所含的各种信息世界各国的科学家们在半个多世纪的时间内相继开展了大量的冰芯钻探项目。
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅谈传感器技术的研究现状与发展趋势[J]. 毕绒超. 无线互联科技. 2015(20)
[2]电动机械取心钻具反扭装置实验台设计及实验[J]. 范晓鹏,Pavel Talalay,郑治川,张楠,于成凤,宫达. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2013(12)
[3]冰芯钻探:破解气候变化密码[J]. 国土资源. 2013(03)
[4]东南极冰盖/冰架变化监测与预测技术研究[J]. 吴荣荣,何剑锋,李院生,单琰焱. 上海国土资源. 2011(03)
[5]变频器在永平铜矿供水系统中的应用[J]. 刘晔. 科技信息. 2011(21)
[6]南极冰架研究现状与埃默里冰架研究展望[J]. 唐承佳,李院生,陈振楼,周丽娅. 极地研究. 2008(03)
[7]国际冰冻圈研究动态和我国冰冻圈研究的现状与展望[J]. 秦大河,效存德,丁永建,姚檀栋,卞林根,任贾文,王宁练,刘时银,赵林. 应用气象学报. 2006(06)
[8]冰芯中不溶微粒的研究进展[J]. 邬光剑,姚檀栋. 冰川冻土. 2005(04)
[9]基于LabVIEW数据采集系统[J]. 杨忠仁,饶程,邹建,彭珍莲. 重庆大学学报(自然科学版). 2004(02)
[10]锥形喷嘴流量系数及水力参数的理论计算方法[J]. 刘成文,李兆敏. 钻采工艺. 2000(05)
硕士论文
[1]新型自旋式喷嘴射流钻头研制[D]. 李佳.中国石油大学(华东) 2014
[2]冰层回转钻进切削热分析与实验研究[D]. 刘春朋.吉林大学 2014
[3]冰架热水钻实时测井系统研制[D]. 马梁.杭州电子科技大学 2014
[4]双组份极地冰钻酯基钻井液研究[D]. 于达慧.吉林大学 2013
[5]南极冰钻超低温钻井液技术研究[D]. 韩丽丽.吉林大学 2013
[6]星载SAR干涉测量和特征跟踪在冰流速监测中的应用[D]. 王志新.中国地质大学（北京） 2011
本文编号：3437275
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