“三软地层”超前探放水综合控制技术 被引量：1

1

作者 赵飞 关继超 +3 位作者 韩璐 马延庆 李国勇 王泽唐 《中国矿业》 北大核心 2024年第S01期382-386,共5页

“三软地层”探放水钻孔孔口管固管安装困难、顶板遇水塌陷渗水、疏放水钻孔坍塌堵孔以及钻孔缩颈的施工技术一直难以解决。通过理论计算与工程实践,摸索了一套探放水创新施工工艺,进行了优化钻孔参数设计,11701工作面大部分顶板疏放水... “三软地层”探放水钻孔孔口管固管安装困难、顶板遇水塌陷渗水、疏放水钻孔坍塌堵孔以及钻孔缩颈的施工技术一直难以解决。通过理论计算与工程实践,摸索了一套探放水创新施工工艺,进行了优化钻孔参数设计,11701工作面大部分顶板疏放水钻孔垂高取200 m,终孔孔距不大于60 m,富水区域进行加密。技术上攻克了套管加长后固结难的技术难题,研发出一套“分级注浆固管法”,将整个套管牢固安装在设计位置,实现了在软岩区域快速固结安装超长孔口套管的新工法。针对“三软地层”的钻孔探放水,为了解决“三软地层”的探放水钻孔在成孔后坍塌堵塞的技术难题,创造性的研发出三级注浆以及“全孔花管护壁新工艺”;工程实践证明该套技术方案很好地解决了“三软地层”探放水钻孔施工难题。 展开更多

关键词 三软地层 顶板水害 探放水 分级注浆固管法 全孔花管护壁新工艺

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考虑卸荷效应钻孔灌注桩孔径时空变化规律研究 被引量：9

2

作者 赵春风 陈洪祥 +1 位作者 赵程 薛金贤 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期573-576,共4页

对上海地区某实际工程的钻孔灌注桩试成孔进行成孔测试,首先,统计分析测试所得孔径数据,得出了钻孔灌注桩考虑成孔卸荷效应的孔径随时间及空间的变化规律,孔径缩小量与时间呈正相关,且缩小幅度逐渐减小,最后趋于稳定;不同土层的孔径变... 对上海地区某实际工程的钻孔灌注桩试成孔进行成孔测试,首先,统计分析测试所得孔径数据,得出了钻孔灌注桩考虑成孔卸荷效应的孔径随时间及空间的变化规律,孔径缩小量与时间呈正相关,且缩小幅度逐渐减小,最后趋于稳定;不同土层的孔径变化量不同,黏聚力c越小,内摩擦角φ越大,孔壁稳定性就越差,表现为该土层的孔径变化量越大。其次,采用科学合理的拟合公式对不同土层孔径变化进行拟合,拟合度较高,能够真实反映出孔径变化的特点和规律。最后,基于Kelvin模型,运用弹性理论,结合拟合公式,推导出更符合实际的孔径变化公式和反映孔壁稳定性的公式,并合理地解释了不同土层稳定性存在差异的原因。得出的结论对上海地区的成孔施工质量控制具有重要的价值。 展开更多

关键词 卸荷 孔径 拟合公式 孔径变化公式 孔壁稳定性

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管道水平定向钻穿越扩孔孔洞形成机理及孔壁稳定性分析 被引量：8

3

作者 李琴 徐果 +2 位作者 黄志强 马亚超 谢豆 《地质科技情报》 CSCD 北大核心 2017年第3期249-254,共6页

孔壁失稳是水平定向钻扩孔工程中的瓶颈性问题,扩孔器下沉形成的葫芦形孔洞是孔壁失稳的主要原因。目前,扩孔孔洞孔壁稳定性问题的研究对象多为圆形孔洞而非葫芦形孔洞。基于有限元法建立扩孔器-岩土相互作用的动力学模型,研究了扩孔器... 孔壁失稳是水平定向钻扩孔工程中的瓶颈性问题,扩孔器下沉形成的葫芦形孔洞是孔壁失稳的主要原因。目前,扩孔孔洞孔壁稳定性问题的研究对象多为圆形孔洞而非葫芦形孔洞。基于有限元法建立扩孔器-岩土相互作用的动力学模型,研究了扩孔器下沉形成葫芦形孔洞的机理;此外,开展了葫芦形孔洞的孔壁稳定性研究,并与圆形孔孔壁稳定性进行了对比。研究表明:扩孔器下沉存在极限下沉量,且每级下沉量等于前级扩孔器半径与当前级钻杆半径之差,则实际的孔眼形状为葫芦形;计算值与印度Purna河和渭河穿越工程实际孔高值相对误差值分别为7.39%和9.8%,说明了葫芦形孔洞形成机理具有一定的可靠性;葫芦形孔洞的孔顶坍塌的可能性较圆形孔提高了138%;且孔型对孔腰稳定性的影响小于孔顶稳定性。 展开更多

关键词 水平定向钻 葫芦形孔洞 孔壁稳定性 扩孔器 下沉规律

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饱和黏土中钻孔灌注桩孔壁稳定性力学机制研究 被引量：27

4

作者 李林 李镜培 +1 位作者 岳著文 唐剑华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2496-2504,共9页

将饱和软黏土中钻孔灌注桩孔壁稳定性问题视为半无限体内柱形孔的卸荷收缩问题。基于SMP准则改进的修正剑桥模型,采用应力空间变换方法推导了柱孔卸荷收缩问题的弹塑性解答,得出了孔壁临塑支护荷载和孔壁颈缩的解析表达式。在此基础上,... 将饱和软黏土中钻孔灌注桩孔壁稳定性问题视为半无限体内柱形孔的卸荷收缩问题。基于SMP准则改进的修正剑桥模型,采用应力空间变换方法推导了柱孔卸荷收缩问题的弹塑性解答,得出了孔壁临塑支护荷载和孔壁颈缩的解析表达式。在此基础上,提出了维持孔壁稳定所需最小泥浆重度和孔壁稳定安全系数的计算方法,并对影响钻孔稳定性的因素进行了研究。研究结果表明,饱和软黏土中钻孔灌注桩孔壁卸荷屈服后,孔壁周围土体处于弹塑性状态,钻孔颈缩量大,孔壁稳定安全系数较小;在泥浆支护条件下,饱和软黏土中钻孔灌注桩孔壁稳定性取决于土体重度、超固结比、土体内摩擦角及泥浆重度等因素,而与钻孔深度和孔径无关;土体超固结比和内摩擦角越大,维持钻孔稳定所需的临界支护压力和最小泥浆重度越小。在实际工程中,应在保证最小泥浆重度的条件下结合工程具体情况合理选取泥浆比例。 展开更多

关键词 孔壁稳定性 钻孔灌注桩 SMP准则 修正剑桥模型 超固结比

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分支井连接井段井眼力学特性的有限元分析 被引量：4

5

作者 李枝林 陈平 +6 位作者 罗勇 王树平 石晓兵 张杰 徐丁琳 刘先明 张建设 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期80-82,共3页

针对分支井分支处连接段井壁力学特性,首次研究了分支连接处的应力分布规律,应用有限元法模拟了造斜半径和造斜方位对连接段井壁应力分布分支处的造斜半径、分支井开窗方向和地层最大(小)水平主应力方向之间的夹角对分支连接处应力和岩... 针对分支井分支处连接段井壁力学特性,首次研究了分支连接处的应力分布规律,应用有限元法模拟了造斜半径和造斜方位对连接段井壁应力分布分支处的造斜半径、分支井开窗方向和地层最大(小)水平主应力方向之间的夹角对分支连接处应力和岩石破坏的影响,建立了分支井连接井段的几何模型和有限元分析模型。重点研究了两个井眼之间的破坏深度和宽度与方位夹角和造斜半径之间的规律,得出在只考虑钻分支连接段—稳定段时分支最优钻进的方位是沿着最大水平主应力方向。这些研究结果已在钻井设计中得到应用。 展开更多

关键词 分支井 井壁稳定性 有限元 地应力 钻井

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渤海中深井复杂地层岩石特性及安全钻井周期研究 被引量：11

6

作者 李磊 杨进 +4 位作者 周波 张昌超 邹欣 陈雷 张灿 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期126-132,共7页

渤海渤中中深层油气资源是渤海湾增储上产重点领域之一,钻井过程中复杂情况发生率高、钻井周期长等制约了中深层油气资源安全高效规模开发。针对渤中中深井井壁失稳等问题,开展了中上部泥页岩、深部潜山砂砾岩等复杂地层岩石特性研究,... 渤海渤中中深层油气资源是渤海湾增储上产重点领域之一,钻井过程中复杂情况发生率高、钻井周期长等制约了中深层油气资源安全高效规模开发。针对渤中中深井井壁失稳等问题,开展了中上部泥页岩、深部潜山砂砾岩等复杂地层岩石特性研究,结合区域地应力分析,揭示了定向钻进过程中坍塌压力、破裂压力随井斜角、方位角的变化规律,建立了渤中区域中深层钻井安全密度窗口图版;基于钻井液浸入后岩石强度特性实验研究,建立了渤中区域中深井安全钻井周期图版。研究结果表明,渤中区域东营组泥页岩呈现明显的各向异性特征,垂直方向取心的强度显著高于水平方向的强度;随井斜角和方位角变化,潜山组地层破裂压力当量密度在1.84~2.73 g/cm^(3)变化;地层坍塌压力当量密度在1.15~1.40 g/cm^(3)变化;渤中区域风化带附近裸眼段安全钻井周期在15天左右,潜山安全周期在20天左右。本文研究结果对渤中区域中深井钻井设计、施工作业降低复杂情况、保障作业安全具有重要意义。 展开更多

关键词 泥页岩 井壁稳定 岩石强度 安全密度窗口 安全钻井周期

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北堡西3×1大位移井钻井液技术 被引量：2

7

作者 李洪俊 杨勇 +3 位作者 徐学军 郭永林 王作维 冯京海 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2003年第1期14-16,共3页

北堡西3×1井上部地层成岩性差,造浆严重,井眼斜度大,裸眼井段长,井壁容易垮塌失稳,钻井过程中极易在井眼下井壁形成钻屑的沉积层,导致钻柱扭矩增大,摩阻升高,造成卡钻。上部地层采用聚合物钻井液;钻开储层时采用聚合物硅基钻井液... 北堡西3×1井上部地层成岩性差,造浆严重,井眼斜度大,裸眼井段长,井壁容易垮塌失稳,钻井过程中极易在井眼下井壁形成钻屑的沉积层,导致钻柱扭矩增大,摩阻升高,造成卡钻。上部地层采用聚合物钻井液;钻开储层时采用聚合物硅基钻井液。现场应用表明,该套钻井液体系使北堡西3×1井固相含量为5％～17％,保证了钻井液性能的稳定;抑制防塌效果好,在聚合物钻井液中加入复合两性金属离子包被剂、无荧光防塌剂和聚合醇,提高了钻井液的抑制防塌能力,井径扩大率较小;润滑防卡效果强,二开定向前在钻井液中加入白油、磺化沥青,钻进过程中保持润滑剂含量不低于3％,三开施工中加入聚合醇、磺化沥青、白油,四开加入极压润滑剂、聚合醇并保持其含量为2％,以减轻旋转钻进时的扭矩、起下钻和下套管时的负荷,减少了复杂事故的发生;携岩净化效果强,95％以上的井段3都为2～10,6为3～12,满足了大位移井对井眼净化的要求,保证了钻井作业的顺利进行。 展开更多

关键词 油气井 聚 的钻井液 硅基钻井液 大位移井 井壁稳定 井眼净化

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南水北调东线八里湾泵站渗透稳定分析 被引量：2

8

作者 欧勇 王乃根 尚俊伟 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期110-113,130,共5页

为了解决八里湾泵站主泵房场区潜水和承压水复杂渗流问题,采用地下连续墙围封、排水孔、水平排水管、减压井等多种渗透稳定控制措施,延长渗径,增加上游水头损失,降低下游水位。与此同时,采用三维渗流数学模型法对地基渗流场进行求解,确... 为了解决八里湾泵站主泵房场区潜水和承压水复杂渗流问题,采用地下连续墙围封、排水孔、水平排水管、减压井等多种渗透稳定控制措施,延长渗径,增加上游水头损失,降低下游水位。与此同时,采用三维渗流数学模型法对地基渗流场进行求解,确定了地下连续墙的深度和排水孔、排水管、减压井间距,优化了渗流控制措施方案,成功解决了泵站的设计难题。研究结果可以为平原成层地层地区泵站工程的渗流和渗控设计提供参考。 展开更多

关键词 八里湾泵站 渗透稳定 承压水 地下连续墙 排水孔 减压井 中粗砂垫层

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椭圆形井眼的井壁稳定分析 被引量：3

9

作者 陈永明 《中国海上油气（工程）》 1996年第5期28-31,共4页

本文分析了由井眼崩落造成的椭圆形井眼的井壁稳定问题,推导出了椭圆形井眼的地层破坏压力和地层坍塌压力的计算式,结果表明椭圆形井眼的破裂压力和坍塌压力都比圆形井眼大,从而提高了钻井液密度的设计下限。

关键词 椭圆井眼 井壁稳定 地层破裂压力 钻井

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水平定向钻孔壁稳定性影响因素分析 被引量：9

10

作者 康坤坤 钱锋 +1 位作者 尤伟星 董芃羽 《地质科技情报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期45-48,共4页

水平定向钻技术广泛应用于长输油气管道工程的非开挖领域,而钻孔失稳成为人们最为关注水平定向钻技术的问题之一。钻孔失稳会阻碍施工的正常进行,延长施工周期,增加成本。通过对以往水平定向钻施工中的孔壁稳定性进行综合分析,确定影响... 水平定向钻技术广泛应用于长输油气管道工程的非开挖领域,而钻孔失稳成为人们最为关注水平定向钻技术的问题之一。钻孔失稳会阻碍施工的正常进行,延长施工周期,增加成本。通过对以往水平定向钻施工中的孔壁稳定性进行综合分析,确定影响钻孔孔壁稳定性的3个关键因素:工程地质条件、泥浆性能和施工工艺。对于这3个关键因素进行了详尽的理论分析,确定各影响因素的技术指标,以及总结指标超标可能产生的一系列孔壁失稳风险。为应对孔壁稳定性影响因素最终导致的各种技术问题,分别制定了相应的解决措施,如给定定向钻施工扩径比和回拖速度,以给施工承包商在今后的工程施工中提供经验教训,降低施工中的钻孔缩径、塌孔和超径风险,提高水平定向钻施工的一次成功率。 展开更多

关键词 非开挖技术 水平定向钻 孔壁 稳定性

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基于泥浆平衡地压的桩孔稳定性分析及支护建议 被引量：6

11

作者 熊国军 王建华 陈锦剑 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1108-1115,共8页

基于泥浆压力平衡地压的原理,建立一种分析桩孔稳定的力学模型,分析无支护开挖、泥浆护壁成孔、硬支护成孔3种施工方式的应用条件与使用范围,给出无支护成孔最大深度、护壁泥浆下限容重的确定办法与实用表格.研究结果表明:土体的摩擦角... 基于泥浆压力平衡地压的原理,建立一种分析桩孔稳定的力学模型,分析无支护开挖、泥浆护壁成孔、硬支护成孔3种施工方式的应用条件与使用范围,给出无支护成孔最大深度、护壁泥浆下限容重的确定办法与实用表格.研究结果表明:土体的摩擦角、黏聚力与泥浆容重是维持桩孔稳定的基本要素;当成孔深度小于无支护成孔最大深度时,可采用无支护开挖,否则须采用泥浆护壁辅助成孔,且泥浆重度不得小于场地土要求的护壁泥浆下限容重;当摩擦角大于25°时,可任意选择泥浆重度;当查表计算所得的护壁泥浆下限容重大于规范给定的最大泥浆容重时,则需采用套管等硬支护措施. 展开更多

关键词 桩孔稳定 护壁泥浆 泥浆重度 无支护临界深度

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阿曼Daleel油田分支井钻井液技术研究 被引量：2

12

作者 康凤伟 《特种油气藏》 CAS CSCD 2005年第5期78-81,共4页

对Daleel油田作业5区三分支水平井DL-59井井下复杂情况分析,室内测定了引起复杂情况的Nahr Umr泥页岩地层的矿物组分和粘土矿物含量,优选了适应在该泥页岩地层215.9 mm造斜井段的钻井液配方中的各种处理剂,最后研制出钻井液配方,通过DL... 对Daleel油田作业5区三分支水平井DL-59井井下复杂情况分析,室内测定了引起复杂情况的Nahr Umr泥页岩地层的矿物组分和粘土矿物含量,优选了适应在该泥页岩地层215.9 mm造斜井段的钻井液配方中的各种处理剂,最后研制出钻井液配方,通过DL-73井应用后,取得了良好的防塌效果。 展开更多

关键词 分支井 井壁稳定 粘土矿物 钻井液 Daleel油田

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油基钻井液体系在东海气田的试验应用 被引量：21

13

作者 朱胜 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2017年第1期77-82,共6页

东海地区油气层系主要分布在花港组和平湖组,存在砂泥岩互层胶结疏松、裂缝性泥岩以及煤层发育等地层特性,井壁稳定和井眼清洁是导致钻井复杂情况的主要原因。研究气田的大位移井最大井深为6 716 m,最大水平位移达4686 m,垂深最大为4 42... 东海地区油气层系主要分布在花港组和平湖组,存在砂泥岩互层胶结疏松、裂缝性泥岩以及煤层发育等地层特性,井壁稳定和井眼清洁是导致钻井复杂情况的主要原因。研究气田的大位移井最大井深为6 716 m,最大水平位移达4686 m,垂深最大为4 429 m,井底温度最高在150℃以上,井口返出钻井液温度在115℃以上。大井斜、高水垂比和长水平位移,使井眼清洁难度更大;地层温度高,使设备维护难度大。为满足该气田大位移井安全高效作业要求,建立了一套低黏高切的油包水钻井液体系,并加入了2%封堵剂PF-MOLSF、2%成膜封堵剂PF-MOLPF和2%~3%疏水胶体封堵剂PF-MOHCP。在现场应用中,通过调节提切剂PF-HSV-4加量,该油基钻井液表现出了很好的携岩性,井眼净化效果好;在地层稳定性差的井段增加成膜封堵剂的加量,7口井没有发生漏失,井下事故率为零,个别井段遇阻均划眼通过,划眼时间相比探井减少70%以上,其他作业都安全顺利;钻井液在储层段的高温高压滤失量均在3 m L以内,且滤失的几乎全为油相,对储层液损程度小,避免了水敏等伤害。室内评价和现场应用结果表明,该油基钻井液具有良好的流变性、电稳定性和润滑性,井壁稳定和储层保护效果明显,加上钻井液维护及油基岩屑处理等配套措施的完善,使其在东海的应用获得了成功。 展开更多

关键词 油基钻井液 大位移井 井壁稳定 井眼清洁 储层保护

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灌注桩钻孔塌孔实测及孔壁稳定性评价 被引量：9

14

作者 马永峰 周丁恒 +1 位作者 张志豪 钱明 《人民长江》 北大核心 2017年第19期79-84,96,共7页

以沿海地区某大型工程钻孔灌注桩地基处理为背景,在典型区域灌注桩成孔质量实测的基础上,提出了一种新的孔壁稳定或坍塌程度评价参数——塌孔率,建立了塌孔孔径划分标准和坍塌体积计算模型,对塌孔体积与砂层厚度、钻孔深度的相关性进行... 以沿海地区某大型工程钻孔灌注桩地基处理为背景,在典型区域灌注桩成孔质量实测的基础上,提出了一种新的孔壁稳定或坍塌程度评价参数——塌孔率,建立了塌孔孔径划分标准和坍塌体积计算模型,对塌孔体积与砂层厚度、钻孔深度的相关性进行了回归分析。对塌孔率与砂层平均标贯数、砂土不均匀系数及砂土平均粒径的相关性进行了回归分析。研究结果表明:砂土层是灌注桩钻孔时孔壁稳定的关键;用塌孔率来评价孔壁稳定和坍塌程度是可行且适用的;塌孔体积与砂层厚度、钻孔深度密切相关;砂层平均标贯数、砂土不均匀系数及砂土平均粒径是灌注桩施工孔壁稳定性及塌孔风险评价的重要指标。 展开更多

关键词 灌注桩 钻孔塌孔 坍塌体积 孔壁稳定 沿海地区

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大庆油田气体钻井井径扩大原因 被引量：7

15

作者 姜妮美 《大庆石油地质与开发》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期91-94,共4页

为降低气体钻井井径扩大对后期钻井、测井、固井等作业的影响,针对气体钻井井径扩大的因素进行分析,建立了砂、泥岩地层的莫尔破坏模型和井壁稳定地质模型。综合分析了地质条件、钻具组合、后期浸泡、岩屑冲刷等各种影响因素。结果表明... 为降低气体钻井井径扩大对后期钻井、测井、固井等作业的影响,针对气体钻井井径扩大的因素进行分析,建立了砂、泥岩地层的莫尔破坏模型和井壁稳定地质模型。综合分析了地质条件、钻具组合、后期浸泡、岩屑冲刷等各种影响因素。结果表明,地质条件、钻具组合、岩屑冲刷、气液转换是井径扩大主要影响因素。研究成果为气体钻井设计施工提供了可靠依据。 展开更多

关键词 井径扩大 影响因素 井壁稳定 气体钻井 地质模型

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预裂爆破在白马铁矿边坡靠帮中的应用 被引量：13

16

作者 杨超 《工程爆破》 CSCD 2019年第1期32-37,共6页

露天采矿终了边坡稳定性至关重要,为了解决矿山前期开采过程中靠帮边坡质量不理想、半壁孔痕率低、预裂面破碎不完整、散块挂帮率高等一系列问题,白马铁矿在终了境界采用了大孔直径160 mm进行预裂爆破。根据开挖岩体的地质特征,对间隔... 露天采矿终了边坡稳定性至关重要,为了解决矿山前期开采过程中靠帮边坡质量不理想、半壁孔痕率低、预裂面破碎不完整、散块挂帮率高等一系列问题,白马铁矿在终了境界采用了大孔直径160 mm进行预裂爆破。根据开挖岩体的地质特征,对间隔装药结构不耦合系数、线装药密度等先进行理论计算,然后试验对比分析,确定针对不同岩性部位设置预裂爆破的合理参数,采用逐孔搭配导爆索排间分组联合起爆网路。这种大孔径深孔"预裂-缓冲"爆破方案在采场靠帮实践中取得明显成效,可为类似工程提供较好的参考价值。 展开更多

关键词 预裂爆破 边坡稳定性 不耦合系数 装药结构 半壁孔

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