摘要：随着地质岩心钻探不断发展,钻进地层也变得愈加复杂,要求新型冲洗液需要有良好的流变性、滤失性及抑制性来稳定孔壁。为了满足这一要求,本文以膨润土为实验研究对象,基于粉体表面改性技术,利用改性剂ZJ-1、ZJ-2对膨润土进行改性,构建配方简单(水+改性膨润土)、性能优良、应用与性能维护方便的新型冲洗液体系。分别采用了干法改性、湿法改性、微波改性以及溶融挤压复合改性法对膨润土进行改性,对比各方法改进后的改性膨润土冲洗液的滤失量和漏斗黏度,结果表明溶融挤压复合改性法效果最佳。相较于膨润土冲洗液,改性膨润土冲洗液具有良好的流变性,能够形成质量更好的滤饼来稳定孔壁。

摘要：为解决超长水平孔取心钻探效率低的问题,提出通过泥浆液力驱动完成内管总成的投送和回收的无绳取心钻进工艺。为此,本文设计了一种辅助内管投送与回收的孔口泥浆正反循环切换机构。该机构通过两个双通道球阀的相互配合,改变泥浆流动方向,就可实现正反循环的切换。通过ANSYS软件,对正反循环切换机构的L形双通道进行了仿真模拟,结果显示,流体通过L形通道后,高速流体只占总量的50%,流体经过球阀通道的压力降为1008.1 Pa,且靠近通道内侧的流体会产生大量紊乱,产生了不同程度的回流。为此,将通道形状进行了优化,将原来的L形通道改为圆弧形通道,仿真模拟结果显示,流体通过圆弧形通道后,高速流体占总量的90%,流体经过球阀通道的压力降仅为105.3 Pa,且流体迹线整体平滑,仅有少量流体发生回流。优化后的流体通道,有效降低了水头压力损耗,保证了流体的稳定运移。

摘要：本文的主要目的是设计新型的离子阱与光纤腔的耦合系统,此方案是通过制造一个在侧面和端面具有金属层的光纤腔实现。带有金属层的光纤腔可以传输光和电荷,同时,光纤端面的金属层可以屏蔽介质高反膜上的电荷。此系统旨在捕获单个^(138)Ba^(+)离子,并实现光纤腔与^(138)Ba^(+)离子493 nm荧光的耦合。为了有效地收集荧光光子,我们对整个系统进行理论分析,以实现各个部分的最佳耦合。光纤的腔长被设计为250μm,优化后的耦合参数为(g,κ,γ)/2π=(55,105,20)MHz。我们还通过分析振动、离子阱性能和热稳定性来提高系统的稳定性和可靠性。系统的核心部分是由热膨胀系数相近的材料构成,以提高热稳定性。系统还使用弹簧连接真空腔体,用于隔绝腔体内外的振动。我们从理论上分析制造该耦合系统的难点,并实验验证了部分关键技术。整个系统有望被扩展成一个复杂的量子网络,以实现量子计算和量子通信。