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地下水渗流富水砂层竖井冻结温度场时空演化规律及敏感性分析
1
作者 荣传新 屠卓 +1 位作者 龙伟 张润泽 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第2期268-283,共16页
为研究冻结竖井施工中地下水渗流对冻结温度场时空演化规律的影响,以淮北煤田临涣矿区袁店二矿为工程背景,根据现场实测数据及水热耦合数值模拟计算结果分析现场砂土渗透地层温度场的时空演化规律;通过控制变量法,研究流速、冻结管间距... 为研究冻结竖井施工中地下水渗流对冻结温度场时空演化规律的影响,以淮北煤田临涣矿区袁店二矿为工程背景,根据现场实测数据及水热耦合数值模拟计算结果分析现场砂土渗透地层温度场的时空演化规律;通过控制变量法,研究流速、冻结管间距、冻结管直径及盐水温度对温度场的影响;结合灰色关联度理论对冻结温度场进行敏感性分析。研究结果表明:1)冻结竖井施工中,开挖及筑壁带来的施工热扰动对井帮处冻结壁的形成有削弱作用,地下水渗流使得冻结管布置圈径外侧上下游温度相差2~4℃。2)通过数值计算结果与现场实测数据的对比验证,证实将SFCC(soil freezing characteristic curve)离散试验数据公式化并嵌入数值计算软件中,能够可靠地模拟埋深135 m富水砂层的温度场演化过程。3)富水砂层在冻结30 d时冻结壁交圈,冻结100 d时冻结壁有效厚度可达5 m以上,且渗流方向上的冻结温度场分布和上下游冻结壁温度变化具有明显差异。4)单因素作用下,冻结管直径与盐水温度的变化对上游冻结壁厚度及非对称系数的影响较小,变化幅度均不超过10%;而冻结管间距的改变对交圈时间影响显著,变化幅度超过60%。5)流速小于5 m/d时,交圈时间对盐水温度最为敏感,上游冻结壁厚度和冻结壁非对称系数对冻结管间距最为敏感;流速大于5 m/d时,交圈时间和冻结壁非对称系数受流速影响最为显著,上游冻结壁厚度受冻结管间距影响最为显著。 展开更多
关键词 竖井 水热耦合 冻结温度场 数值模拟 地下水渗流 敏感性分析
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基于岩渣形貌及岩石磨蚀性的钻井法凿井滚刀磨损评估方法
2
作者 程桦 谢鲍 +2 位作者 姚直书 荣传新 林键 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期115-131,共17页
针对西部地区侏罗系地层钻井法施工深大立井滚刀磨损严重问题,以西部某煤矿北一回风井钻井法凿井工程为研究对象,提出一种钻井法凿井滚刀磨损评估方法。首先,基于现场调研分析不同地层滚刀磨损程度及磨损分布特征,并提出相关量化指标;其... 针对西部地区侏罗系地层钻井法施工深大立井滚刀磨损严重问题,以西部某煤矿北一回风井钻井法凿井工程为研究对象,提出一种钻井法凿井滚刀磨损评估方法。首先,基于现场调研分析不同地层滚刀磨损程度及磨损分布特征,并提出相关量化指标;其次,对竖井钻机岩渣开展现场预处理,采用图像识别方法进行后处理,统计分析了岩渣几何形貌,并使用类指数分布函数描述其累积分布规律;此后,以皮尔逊系数为相关性评价指标探究了岩渣颗粒分布及矿物成分对滚刀磨损指标的影响,阐明了西部地区钻井法凿井滚刀易磨损致因;最后,基于相关性分析方法,选取若干主要影响参数,使用非线性拟合工具给出了针对不同岩层的滚刀磨损指标预测公式,并提出现场更换滚刀的评估方法。结果表明:钻井法凿井滚刀磨损与岩层地质条件密切相关,不同地层单位进尺消耗滚刀数量依次为:泥质胶结泥性地层>钙质胶结泥、砂互层地层≈钙质、铁质胶结砂性地层>极弱胶结砂性地层,西部钻井法凿井刀盘深磨区易集中于b、c、d刀圈,而中心刀及其附近区域多为浅磨区;岩渣几何形貌统计特征可间接反映不同地层单位进尺滚刀磨损程度,西部地区砂系、泥系地层岩渣粒径分布符合类指数函数,相关系数R 2为0.976~0.997,根据拟合函数得到的岩渣均匀系数与磨损均匀性指标相关性最高,泥性地层及泥、砂互层地层滚刀磨损加剧的原因可归结为岩渣泥化、砂化;以岩渣圆度分布的箱宽、大颗粒占比、均匀系数、岩石磨蚀性指数为滚刀磨损主要表征参数,得到适用于不同地层的滚刀磨损预测模型,与现场实测对比,模型预测成功率达90.9%;提出的滚刀磨损评估方法可为现场提钻换刀决策提供有益参考。 展开更多
关键词 钻井法凿井 岩渣颗粒分布 矿物成分 滚刀磨损 评估方法
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水基钻井液处理剂抗盐性能评价与优选
3
作者 杨洁 荣传新 +2 位作者 程桦 王宗金 姚直书 《佳木斯大学学报(自然科学版)》 2025年第3期71-75,共5页
基于流变参数与滤失特性指标,系统评价了SMC,SMP,SPNH,FT-1及乳化沥青五类处理剂对水基钻井液的改性作用及其抗盐性能。实验结果表明:7%SMC的降粘效率最优,3%FT-1降粘效果次之;5%乳化沥青体系滤失量降幅达34.2%;SPNH与SMP则导致基浆粘... 基于流变参数与滤失特性指标,系统评价了SMC,SMP,SPNH,FT-1及乳化沥青五类处理剂对水基钻井液的改性作用及其抗盐性能。实验结果表明:7%SMC的降粘效率最优,3%FT-1降粘效果次之;5%乳化沥青体系滤失量降幅达34.2%;SPNH与SMP则导致基浆粘度异常升高,且降滤失能力显著弱于其他处理剂。通过梯度添加NaCl构建钠盐污染体系,发现上述添加剂均呈现显著环境敏感性:对低粘体系钻井液产生增粘效应,高粘体系钻井液则实现降粘。该结论为复杂地层钻井液体系构建提供了科学选型依据。 展开更多
关键词 钻井液处理剂 性能评价 粘度 滤失量
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钻井法凿井气-液-固耦合排渣流场及刀盘吸渣口优化 被引量：6
4
作者 程桦 郭龙辉 +2 位作者 姚直书 杨光 荣传新 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期426-441,共16页
针对西部地区侏罗系地层煤矿立井钻井法施工中出现的气举反循环洗井排渣与钻进效率低下问题,以陕西可可盖煤矿中央回风立井ϕ4.2 m超前钻井为工程背景,基于CFD-DEM(计算流体力学和离散单元法耦合)研究方法,建立了气-液-固多相耦合排渣数... 针对西部地区侏罗系地层煤矿立井钻井法施工中出现的气举反循环洗井排渣与钻进效率低下问题,以陕西可可盖煤矿中央回风立井ϕ4.2 m超前钻井为工程背景,基于CFD-DEM(计算流体力学和离散单元法耦合)研究方法,建立了气-液-固多相耦合排渣数值模型,揭示了排渣管内、井底流场的速度及压力分布规律,并基于自研的气举反循环排渣试验装置,采用PIV(粒子图像测速法)测试技术对流场分布的正确性进行验证;提出了优化刀盘吸渣口评判指标和方法,对吸渣口的数量、长径比、面积比、总面积占比进行优化,得到了超前钻头刀盘吸渣口布置的最佳方式和相关参数;讨论了钻头转速、注气量、风管没入比和泥浆黏度等主要因素对排渣流场的影响。研究结果表明:(1)排渣管内流体的运移以轴向流动为主,且途经注气端时,流速发生跳跃式剧增;井底流体的运移主要以水平流动为主,流体的垂直上返仅存在于吸渣口附近;井底流体的水平流动以切向流动为主,径向流动仅在吸渣口两侧较为明显,且远离吸渣口处,径流速度较小易产生岩屑沉积;(2)当刀盘吸渣口数量为2,长径比为0.4,面积比为1,总面积占比为1.94%时,吸渣口的布置方式最佳,且清渣率较现行吸渣口布置方式提高66%;(3)增大钻头转速可显著增强吸渣口的吸附作用,注气量、风管没入比与井底和排渣管内流体的轴向速度均呈正相关关系,低黏、低密度的泥浆易获取高流速,但携岩能力较差。研究结果可为破解侏罗系地层深大立井钻井法洗井排渣与钻进效率低下技术难题,提供有益的理论参考。 展开更多
关键词 钻井法凿井 气举反循环 排渣流场 吸渣口优化 排渣效率
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工业广场保护煤柱开采井筒破损致因及防治技术 被引量：1
5
作者 程桦 喻宏 +4 位作者 宋海清 成浪 荣传新 姚直书 彭世龙 《煤炭工程》 北大核心 2024年第5期42-50,共9页
针对工业广场保护煤柱开采导致井筒破损的问题,以大社煤矿为工程背景,分析工广煤柱开采井筒围岩移动变形特征,揭示井筒破损致因;提出工广内后续工作面开采防治井筒破坏方案,形成相应的施工技术,并成功应用工程实践。研究表明:该矿工广内... 针对工业广场保护煤柱开采导致井筒破损的问题,以大社煤矿为工程背景,分析工广煤柱开采井筒围岩移动变形特征,揭示井筒破损致因;提出工广内后续工作面开采防治井筒破坏方案,形成相应的施工技术,并成功应用工程实践。研究表明:该矿工广内92606工作面邻近副井,开采引发的井筒竖向附加力是井筒破坏的致因;如不提前采取防治措施,后续92606外工作面开采,将导致副井井筒发生二次破坏;研究提出的不停产单卸压槽防治方案,具有不影响矿井生产、卸压率高、施工简单、成本低等优点。采用壁后注浆、开切卸压槽、架设密集井圈等技术,顺利完成了该矿不停产防治副井井筒破损工程。监测表明,该井筒竖向和环向应力,均小于井壁极限.承载力,处于安全状态,运行良好,达到了预期效果。 展开更多
关键词 工业广场 保护煤柱 地层沉降 井壁破损 卸压槽 围岩控制
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基于地面定向钻孔注浆的煤矿立井钻井法井壁渗漏水治理技术 被引量：3
6
作者 王雪松 程桦 +2 位作者 荣传新 姚直书 余大有 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期168-177,共10页
煤矿钻井井壁为单层结构,在深厚表土层段其渗漏水将严重威胁矿井安全生产,建井阶段井壁接茬部位若存在施工缺陷,则会导致地下水腐蚀锈穿接茬部位金属及焊缝,造成井壁渗漏水,若不及时治理,易引发突水溃砂而酿成淹井事故。为探寻一种行之... 煤矿钻井井壁为单层结构,在深厚表土层段其渗漏水将严重威胁矿井安全生产,建井阶段井壁接茬部位若存在施工缺陷,则会导致地下水腐蚀锈穿接茬部位金属及焊缝,造成井壁渗漏水,若不及时治理,易引发突水溃砂而酿成淹井事故。为探寻一种行之有效的治理技术,以许疃煤矿副井井筒井壁渗漏水治理为工程背景,开展了煤矿钻井井壁渗漏水治理技术研究。首先,结合矿井水文地质特征等信息分析了钻井法单层井壁渗漏水致因,发现许疃煤矿副井井壁接茬处发生渗漏水的主要原因是地下水中的HCO_(3)^(-)、Cl^(-)共同作用腐蚀锈穿井壁接茬部位后,含水层之间越流补给的高压地下水通过孔隙连通性良好的壁后碎石充填层流入井筒内;然后,对比分析了许疃煤矿副井井筒井壁渗漏水治理采用壁后注浆和地面钻孔注浆的可行性与安全性,发现在流砂层中对采用钻井法施工的钢筋混凝土单层井壁进行壁后注浆,安全风险较大,影响井筒正常提升,且存在再次发生渗漏水的风险,而采用地面定向钻孔注浆技术的注浆量大,壁后充填层碎石间孔隙可被水泥浆充分填充,改善井筒防渗和承载能力,且施工人员全程在地面操作,安全性好,不影响井筒正常提升;最后,提出了针对深厚表土层煤矿钻井井壁渗漏水治理的地面定向钻孔注浆技术并进行工程示范,2个钻孔共注入130.9 m^(3)水泥浆,完全充填了94.00~131.40 m层段壁后充填层碎石间孔隙,顺利封堵了井下94 m处出水点,经现场长期观测,该段井壁未再渗漏水。研究结果表明,针对深厚表土层段煤矿钻井井壁渗漏水治理,采用地面定向钻孔注浆技术的治理效果良好,安全性高。研究成果可为深厚表土层煤矿钻井井壁渗漏水治理提供一定的参考。 展开更多
关键词 钻井井壁 井壁接茬 渗漏水 地面定向钻孔 注浆
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“双一流”背景下智能建造专业实践创新型人才培养模式研究 被引量：9
7
作者 薛维培 蔡海兵 +1 位作者 荣传新 姚直书 《安徽建筑》 2024年第1期94-96,共3页
文章针对智能建造专业人才培养模式开展研究,提出相关措施用于提高该新办专业教学效果,致力于培养出实践创新能力强的学生,具体包括加强师资力量建设,打造一支以土木为主,以机械、电气、计算机为辅且实践经验丰富的教学团队。在入学阶... 文章针对智能建造专业人才培养模式开展研究,提出相关措施用于提高该新办专业教学效果,致力于培养出实践创新能力强的学生,具体包括加强师资力量建设,打造一支以土木为主,以机械、电气、计算机为辅且实践经验丰富的教学团队。在入学阶段、在校期间以及假期中,以引导式、启发式培养与拓展学生专业兴趣、激发实践创新意识。重构课程体系,明确培养目标,提高实践创新能力锻炼,确保学生胜任工作岗位要求,为满足用人单位对智能建造专业人才的需求提供了保障。 展开更多
关键词 双一流 智能建造 新办专业 实践创新 人才培养
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白垩侏罗系地层钻井法凿井钻井液黏度突变致因分析 被引量：2
8
作者 周文龙 荣传新 +2 位作者 程桦 王宗金 姚直书 《建井技术》 2024年第1期56-64,共9页
在西部地区可可盖煤矿钻井法凿井过程中,穿越白垩侏罗系地层时遇到钻井液黏度突然增大的问题,严重影响了钻进速度。为此,通过实验方法探究了钻井液黏度突变的原因。实验中添加了三聚磷酸钠、羧甲基纤维素钠等外加剂以及不同层位的岩粉,... 在西部地区可可盖煤矿钻井法凿井过程中,穿越白垩侏罗系地层时遇到钻井液黏度突然增大的问题,严重影响了钻进速度。为此,通过实验方法探究了钻井液黏度突变的原因。实验中添加了三聚磷酸钠、羧甲基纤维素钠等外加剂以及不同层位的岩粉,并观察了钻井液黏度的变化。对比实验分析发现,三聚磷酸钠降低了钻井液黏度,而羧甲基纤维素钠增加了其黏度。添加293、391m层位的砂岩岩粉对于钻井液黏度几乎没有影响,漏斗黏度始终保持在27s左右;然而,在添加276、402m层位泥岩岩粉后,可以使钻井液黏度增大。通过XPS半定量分析相应样品以及采用XRF半定量分析和SEM电镜分析相应的钻井液发现:白垩侏罗系泥岩含有较高浓度镁元素,在该地层进行钻井法凿井时会导致Mg^(2+)浓度上升;随着Mg^(2+)浓度增加,高浓度Mg^(2+)促使蒙脱石层间阳离子与之交换并进入其空间结构中,从而引起蒙脱石絮凝程度提高并导致整体钻井液黏性增大。 展开更多
关键词 钻井法凿井 钻井液 外加剂 黏度 离子交换
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基于流固耦合理论的煤矿立井井壁突水机理分析 被引量：12
9
作者 荣传新 王秀喜 +1 位作者 蔡海兵 程桦 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期2102-2108,共7页
将煤矿立井混凝土井壁视为多孔介质,考虑地下水渗流作用的影响,应用统一强度理论和弹塑性损伤力学模型,推导出立井混凝土井壁弹性区和塑性损伤区应力的解析表达式,以及井壁承受的地下水压与塑性损伤区半径之间关系的解析表达式。同时绘... 将煤矿立井混凝土井壁视为多孔介质,考虑地下水渗流作用的影响,应用统一强度理论和弹塑性损伤力学模型,推导出立井混凝土井壁弹性区和塑性损伤区应力的解析表达式,以及井壁承受的地下水压与塑性损伤区半径之间关系的解析表达式。同时绘制了不同的φ(混凝土孔隙率)和λ/E(混凝土损伤后的降模量与弹性模量之比)值与井壁承受水压p0和塑性损伤区半径c之间的关系曲线。研究结果表明:在井壁几何尺寸和混凝土强度等级不变情况下,不考虑地下水渗流对井壁的影响时(φ=0),井壁能够承受的临界水压p0c为31.9 MPa;当φ取0.4时,p0c为15.1 MPa,井壁能够承受的临界水压下降了52.7%。当λ/E取0.5时,p0c为30.5 MPa;当λ/E取2.5时,p0c为18.6 MPa,井壁能够承受的临界水压下降了39.0%。由此可见,在考虑地下水渗流对井壁影响的情况下,地下水渗流效应和混凝土损伤软化对井壁能够承受的临界水压p0c影响十分显著,井壁能够承受的临界水压随着混凝土孔隙率φ和混凝土损伤后的降模量与弹性模量之比λ/E的增加而减小。 展开更多
关键词 煤矿立井井壁 突水机理 流固耦合 地下水 统一强度理论 弹塑性损伤模型 临界水压
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深厚冲积层破损井筒修复过程中的控制冻结技术 被引量：14
10
作者 荣传新 尹建辉 +4 位作者 王彬 程桦 陆卫国 姚直书 林键 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期157-166,共10页
为了解决板集煤矿副井破损井筒修复过程中面临的突水问题,针对该井筒实际的破损情况以及所处地层的含水层分布规律,考虑到冻结壁在形成过程中将产生土体冻胀,从而对既有井筒产生较大的冻胀压力,为减少其对既有井筒的破坏作用,提出采用... 为了解决板集煤矿副井破损井筒修复过程中面临的突水问题,针对该井筒实际的破损情况以及所处地层的含水层分布规律,考虑到冻结壁在形成过程中将产生土体冻胀,从而对既有井筒产生较大的冻胀压力,为减少其对既有井筒的破坏作用,提出采用双圈孔控制冻结的方式对破损井筒的周边进行封水处理,即外圈孔采用全深(673 m)冻结,内圈孔只对破损、突水严重的380 m以深的地层进行局部冻结。为了实现对各个层位冻结壁厚度的有效控制以避免冻胀对既有井壁结构安全产生威胁,在冻结初期,根据冻结孔实际成孔情况和各个层位土体的热物理特性参数,以及冻结过程中测温孔实测数据,通过数值计算对各个层位的冻结壁的发展情况进行预测,并基于预测结果对部分冻结孔的冷量进行了控制。为了防止施工热扰动对冻结壁的稳定性造成不利影响,在井筒清理以及套壁施工过程中,根据温度场发展情况及时调整冷量供给。由现场实测数据可知,深度380 m以浅控制冻结地层的整体温度较深度380 m以深地层的温度高5℃左右,在整个修复施工过程中没有出现突水现象且冻结壁温度保持稳定。由此可见,控制冻结技术可有效限制土体冻胀,且冻结壁厚度较为均匀,封水性能较好,达到了预期的施工效果,该项施工技术可为今后类似工程的开展提供重要参考。 展开更多
关键词 深厚冲积层 既有井筒 控制冻结技术 破损井筒修复 冻结温度
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沉降地层破裂井壁修复治理工程设计原理 被引量：17
11
作者 荣传新 史忠引 +1 位作者 程桦 姚直书 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2004年第7期4-8,共5页
针对立井井壁的破坏机理 ,提出了修复治理破裂井壁的设计原则 ,同时给出了破裂井壁注浆参数的确定方法、表土层沉降量的计算方法以及卸压槽和槽钢加固结构的设计方法。应用该研究成果已成功地修复治理了 15个破裂井壁 。
关键词 沉降地层 破裂井壁 修复治理 竖向附加力
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冻结壁稳定性分析的黏弹塑性模型 被引量：12
12
作者 荣传新 王秀喜 +1 位作者 程桦 蔡海兵 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2005年第6期68-72,共5页
冻结壁稳定性是由其所承担的外荷载大小和变形量决定的,在考虑冻结壁的卸载过程及其与周围 士体共同作用的同时,还考虑了冻结壁的蠕变变形,得出了与周围土体共同作用的冻结壁的黏弹塑性计算模 型,并推导出冻结壁黏弹塑性区的应力、变形... 冻结壁稳定性是由其所承担的外荷载大小和变形量决定的,在考虑冻结壁的卸载过程及其与周围 士体共同作用的同时,还考虑了冻结壁的蠕变变形,得出了与周围土体共同作用的冻结壁的黏弹塑性计算模 型,并推导出冻结壁黏弹塑性区的应力、变形及其外荷载的解析式;并通过计算,得出的冻结壁位移与实测位 移基本一致． 展开更多
关键词 冻结壁 黏弹塑性 稳定性 共同作用
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冻结井可缩性井壁接头力学特性研究及其应用 被引量：9
13
作者 荣传新 程桦 蔡海兵 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2005年第9期37-41,45,共6页
针对丁集煤矿特殊的地层条件,为防止井壁在冻结壁融沉和地层疏水沉降时发生破裂,在井壁设计时采用竖向可缩性井壁结构,并提出了一种新型冻结井可缩性井壁接头形式。通过试验和数值计算表明:在竖向附加力作用下,该接头具有良好的竖向压... 针对丁集煤矿特殊的地层条件,为防止井壁在冻结壁融沉和地层疏水沉降时发生破裂,在井壁设计时采用竖向可缩性井壁结构,并提出了一种新型冻结井可缩性井壁接头形式。通过试验和数值计算表明:在竖向附加力作用下,该接头具有良好的竖向压缩变形特性、很强的抗侧压能力和可靠的防水、防漏性能,并且实验结果与数值计算结果基本一致。该研究成果已应用于丁集煤矿的三个立井井筒。 展开更多
关键词 冻结井 可缩性井壁接头 竖向附加力 力学特性
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钻井井壁可缩性接头力学特性研究 被引量：15
14
作者 荣传新 程桦 姚直书 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期270-274,共5页
针对新型钻井井壁可缩性接头,分析了其变形规律和受力特征,即在竖向和水平荷载共同作用下,钻井井壁可缩接头在同一水平面上的竖向位移基本相同,而不发生翘曲现象;外箍弧板主要承受水平外荷载,内、外环形竖板对可缩接头承担竖向临界荷载... 针对新型钻井井壁可缩性接头,分析了其变形规律和受力特征,即在竖向和水平荷载共同作用下,钻井井壁可缩接头在同一水平面上的竖向位移基本相同,而不发生翘曲现象;外箍弧板主要承受水平外荷载,内、外环形竖板对可缩接头承担竖向临界荷载起决定作用.设计计算可缩接头竖向临界值时,可不计外箍弧板的影响. 展开更多
关键词 钻井井壁 可缩性接头 力学特性 变形规律 受力特征
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鲍店煤矿北风井井壁修复治理及其效果 被引量：8
15
作者 荣传新 程桦 姚直书 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2003年第8期47-50,共4页
对鲍店煤矿北风井修复加固段井壁的应力、应变以及卸压槽变形的监测结果进行了分析,通过分析可知,该井筒修复后,卸压槽的变形以及修复加固段井壁的受力状况均和设计指导思想一致。实践证明,该井筒的修复治理效果良好。
关键词 鲍店煤矿 井壁修复治理 卸压槽 监测
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深厚冲积层冻结法凿井工程设计及其应用 被引量：17
16
作者 荣传新 盛卫国 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2007年第11期25-28,共4页
针对丁集矿井深厚冲积层的特点,提出了采用三圈孔差异冻结的冻结方式,给出了深厚冲积层中采用冻结法凿井的冻结壁厚度、盐水温度、井帮温度、冻结孔圈径和开孔间距等关键因素的设计参数;通过信息化施工监测,得到了冻结壁的形成速度、温... 针对丁集矿井深厚冲积层的特点,提出了采用三圈孔差异冻结的冻结方式,给出了深厚冲积层中采用冻结法凿井的冻结壁厚度、盐水温度、井帮温度、冻结孔圈径和开孔间距等关键因素的设计参数;通过信息化施工监测,得到了冻结壁的形成速度、温度场分布和冻结壁的变形实测数据;这些数据可为深厚冲积层冻结法凿井工程的设计提供参考依据。 展开更多
关键词 深厚冲积层 冻结法凿井 三圈冻结管 井帮温度 冻结壁
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大直径竖井钻机压气反循环洗井效率模型试验研究
17
作者 宋阳 程桦 +2 位作者 郭龙辉 荣传新 王晓云 《建井技术》 2024年第3期59-67,共9页
针对我国西部侏罗系地层钻井法凿井钻进与洗井效率低下问题,以西部可可盖煤矿中央回风立井钻井法凿井为研究背景,基于自主研发的压气反循环洗井试验装置,开展压气反循环洗井的相似模型试验研究,并采用正交试验和极差分析相结合的方法,... 针对我国西部侏罗系地层钻井法凿井钻进与洗井效率低下问题,以西部可可盖煤矿中央回风立井钻井法凿井为研究背景,基于自主研发的压气反循环洗井试验装置,开展压气反循环洗井的相似模型试验研究,并采用正交试验和极差分析相结合的方法,探究钻头转速、风压和风管埋入系数等因素对压气反循环洗井效率的影响规律,最后提出了高效洗井的参数组合。研究结果表明:①通过正交试验和极差分析结果,得出洗井效率主要影响因素的敏感性排序为:钻头转速>风压>风管埋入系数;②基于模型试验结果,提出了洗井效率的评判指标清屑率和携岩率,二者均随钻头转速、风压的增大呈先大幅增长后小幅降低的趋势,且与风管埋入系数呈正相关关系;③洗井液排量与钻头转速呈负相关关系,钻屑排量随着钻头转速、风压的增大均呈现先增长后降低的趋势;④基于模型试验结果,提出了高效洗井参数:钻头转速为8.6 r/min;风压为1.44 MPa;风管埋入系数为0.837。研究结果可为提高西部侏罗系地层钻进与洗井效率低下问题提供有益参考。 展开更多
关键词 竖井钻机 钻井法凿井 压气反循环洗井 模型试验 极差分析
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深厚表土层变断面钻井井壁竖向稳定临界深度的有限元计算 被引量：2
18
作者 荣传新 王宇 +1 位作者 刘吉敏 程桦 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1277-1281,共5页
在给出了深厚表土层钻井井壁竖向稳定性有限元基本理论的基础上,结合工程实例,计算出该钻井井壁的竖向稳定临界深度为635 m(其钻井井壁全深为645.3 m),表明该钻井井壁在下沉到底时存在竖向失稳的可能性.通过增加横向约束的方法,井壁的... 在给出了深厚表土层钻井井壁竖向稳定性有限元基本理论的基础上,结合工程实例,计算出该钻井井壁的竖向稳定临界深度为635 m(其钻井井壁全深为645.3 m),表明该钻井井壁在下沉到底时存在竖向失稳的可能性.通过增加横向约束的方法,井壁的竖向稳定性可得到有效地改善.同时研究了井壁的质量、井壁上下端的约束条件和井壁底接触面积等因素对钻井井壁竖向稳定临界深度的影响.结果表明:井壁的质量与钻井井壁竖向稳定临界深度成反比;井壁上下端的约束条件对井壁的竖向稳定性影响较大;井壁底与岩面的接触面积越大,井壁的竖向稳定性越强. 展开更多
关键词 深厚表土层 钻井井壁 竖向稳定 临界深度 有限元
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冻结井钢筋混凝土弧形板井壁力学特性研究 被引量：4
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作者 荣传新 程桦 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期193-198,共6页
通过实验和有限元计算,对在均匀荷载作用下新型冻结井高强钢筋混凝土弧形板井壁的变形特性、混凝土和钢筋应力的分布规律、极限承载力及其压碎区的位置进行了分析。研究结果表明,弧形构件的径向变形较小,可通过选择合适的可缩接头材料... 通过实验和有限元计算,对在均匀荷载作用下新型冻结井高强钢筋混凝土弧形板井壁的变形特性、混凝土和钢筋应力的分布规律、极限承载力及其压碎区的位置进行了分析。研究结果表明,弧形构件的径向变形较小,可通过选择合适的可缩接头材料使该井壁结构起到“先柔后刚”的作用;弧形构件的内排钢筋总是比外排钢筋先屈服,并且钢筋发生屈服时对应荷载值一般为该构件极限承载力的60%左右;构件的极限承载力随混凝土单轴抗压强度的增大而增大,混凝土的强度等级提高10MPa,其极限承载力提高1.26MPa;弧形构件的压碎区位于其端部附近,因此,在设计该种井壁结构时弧形构件的两端应该加强,可在弧形构件的两端采用钢纤维混凝土以提高整体结构的承载能力。 展开更多
关键词 冻结井 冲积层 弧形板井壁 力学特性 ANSYS 有限元
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有限变形理论的深厚冲积层冻结壁变形特性分析 被引量：3
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作者 荣传新 王秀喜 程桦 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2010年第1期63-70,共8页
冻结壁的变形及其影响因素是冻结凿井工程,特别是深厚冲积层冻结法凿井工程中急需研究解决的技术课题。基于有限变形理论,利用冻土有限变形本构关系及其蠕变参数,对深厚冲积层(超过400m)冻结壁进行了有限元分析,表明冻结壁井帮径向位移... 冻结壁的变形及其影响因素是冻结凿井工程,特别是深厚冲积层冻结法凿井工程中急需研究解决的技术课题。基于有限变形理论,利用冻土有限变形本构关系及其蠕变参数,对深厚冲积层(超过400m)冻结壁进行了有限元分析,表明冻结壁井帮径向位移在段高内的分布是不均匀的,一般是上下小、中间大,并且冻结壁内部径向位移比井帮径向位移小;得出了冻结壁井帮的最大径向位移与冻结壁厚度、冲积层厚度、开挖段高、开挖段井帮暴露时间和井筒开挖半径关系表达式,并得到了现场实测验证。 展开更多
关键词 岩土力学 深厚冲积层 冻结壁 有限变形 有限元
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