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水力压裂过程中煤体复电性频散响应特征试验研究
1
作者 雷东记 刘丽英 +1 位作者 贾子强 刘宁 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期42-50,共9页
目的为研究水力压裂过程中煤体复电性频散响应特征,方法通过实测水力压裂煤体的复电阻实部R和虚部X,分析其变化以判断煤体内部裂隙发育进程,并用激发极化理论分析其频散特征。结果结果表明:(1)水力压裂过程中,每个压力点煤体实部频散曲... 目的为研究水力压裂过程中煤体复电性频散响应特征,方法通过实测水力压裂煤体的复电阻实部R和虚部X,分析其变化以判断煤体内部裂隙发育进程,并用激发极化理论分析其频散特征。结果结果表明:(1)水力压裂过程中,每个压力点煤体实部频散曲线随频率变化均为“三段式”,虚部均为“U”形;实部频散曲线随水压变化呈现“先上移,后下移,压裂时大幅度下移”的趋势。(2)虚部极值点可以敏感反映由于小范围的弹性变形和剪切破坏造成的阻值变化,极值点频率能识别较大范围的剪切破坏,可作为预测煤体破裂的有效指标。(3)水力压裂过程中,由于煤体固气固交界面发生激发极化,煤体实部和虚部随频率出现“三段式”和“U”型变化。(4)由于煤体压裂先出现弹性变形,随后出现剪切破坏,最终煤体含水导电通道完全贯通,实部频散曲线随水压变化呈现“先增大,后减小,压裂时迅速下降”的趋势。结论采用复电阻率法监测煤体水力压裂过程中的复电参数,研究该参数随水压变化规律并判断煤体裂隙发育进程,运用激发极化理论分析复电参数随水压和随交流电频率的响应特征,为煤层频谱激电法评价煤层裂隙和压裂效果奠定基础。 展开更多
关键词 复电阻率法 水力压裂 响应特征 频散机理 激发极化
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复杂条件下水工混凝土研究进展
2
作者 蒋林华 闫菁怡 +1 位作者 杨国辉 职芳芳 《水利水电科技进展》 北大核心 2025年第5期81-88,共8页
鉴于水工混凝土的性能直接影响水利水电工程的使用功能和运行安全,从复杂条件下水工混凝土的基础理论和新技术研究出发,综述了复杂环境、复杂组分对水工混凝土性能演变影响的规律与预测方法方面的进展,介绍了近年来水工混凝土新材料新... 鉴于水工混凝土的性能直接影响水利水电工程的使用功能和运行安全,从复杂条件下水工混凝土的基础理论和新技术研究出发,综述了复杂环境、复杂组分对水工混凝土性能演变影响的规律与预测方法方面的进展,介绍了近年来水工混凝土新材料新技术的发展。针对目前水工混凝土在耐久性和技术经济性方面面临的挑战,提出了多因素耦合作用、现代复杂组分水工混凝土和智能水工混凝土新技术等有待进一步研究的问题。 展开更多
关键词 水工混凝土 复杂环境 复杂组分 新材料新技术
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内外水压作用下圆形水工隧洞衬砌受力分析的解析方法
3
作者 刘宜杰 黄本胜 +3 位作者 袁明道 黄锦林 祝二浩 谭彩 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第4期749-757,共9页
为量化隧洞开挖引起的围岩压力、输水运行中的内外水压在围岩-衬砌结构中的传递和分配,采用复变函数方法建立一种地层-结构计算模型。将作用于圆环衬砌上的内外水压简化为径向均布荷载,并基于围岩-衬砌完全接触边界条件,即应力连续和位... 为量化隧洞开挖引起的围岩压力、输水运行中的内外水压在围岩-衬砌结构中的传递和分配,采用复变函数方法建立一种地层-结构计算模型。将作用于圆环衬砌上的内外水压简化为径向均布荷载,并基于围岩-衬砌完全接触边界条件,即应力连续和位移协调,求解反映两者相互作用关系的解析函数,由此得到围岩-衬砌结构内任意位置处的应力和位移分量。分析结果表明:1)围岩-衬砌之间的接触径向应力呈余弦分布,剪力呈正弦分布;2)外水压的存在导致围岩-衬砌之间的有效应力减小;3)考虑外水压作用时可在一定程度上减小高内水压运行引起的衬砌拉应力区。 展开更多
关键词 圆形水工隧洞 衬砌 内外水压 复变函数理论 荷载传递机制
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基于热-流-固耦合的CO_(2)多级压裂增强型地热系统取热数值模拟
4
作者 王高升 周一凡 +6 位作者 赵佳琳 宋先知 黄中伟 易俊琳 李爽 夏毫宾 郑铖铖 《华南师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期1-11,共11页
在考虑裂缝内非达西渗流和局部非热平衡传热(LTNE)的基础上,构建了CO_(2)多级压裂EGS热-流-固耦合模型,并分析了复杂裂缝网络内渗流传热机制;对比不同裂缝网络条件下CO_(2)的多级压裂EGS取热效果,揭示了主裂缝、次级裂缝和天然裂缝在EG... 在考虑裂缝内非达西渗流和局部非热平衡传热(LTNE)的基础上,构建了CO_(2)多级压裂EGS热-流-固耦合模型,并分析了复杂裂缝网络内渗流传热机制;对比不同裂缝网络条件下CO_(2)的多级压裂EGS取热效果,揭示了主裂缝、次级裂缝和天然裂缝在EGS取热过程中作用机制,研究了主裂缝条数、主裂缝开度、次级裂缝水平长度和天然裂缝渗透率等关键裂缝参数对EGS取热效果影响规律。结果表明:裂缝网络中存在非达西渗流,特别是在主裂缝中尤为显著。与只考虑主裂缝和天然裂缝的算例相比,进一步考虑次级裂缝后,其累积能量增加80.36%;在忽略主裂缝和次级裂缝后,其累积能量减少64.58%,说明人工裂缝网络对强化取热具有重要的影响。此外,主裂缝条数对取热效果影响最显著,当次级裂缝直接相交时累积能量达到最高。该研究有望为EGS复杂裂缝网络优化研究提供重要参考。 展开更多
关键词 干热岩 增强型地热系统 二氧化碳 多级压裂 复杂裂缝网络 裂缝参数评价
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不同孔界距煤岩复合体水力压裂裂缝扩展试验研究
5
作者 林俊淇 刘程 +4 位作者 李良伟 武文宾 姚壮壮 宁二强 秦逢缘 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第3期82-92,共11页
为揭示煤层顶板水力压裂过程中压裂孔底部与煤岩界面距离对压裂裂缝扩展的影响规律,开展了不同孔界距的水力压裂特性试验。选用孔界距分别为2、5、7、10、12、15 mm的煤岩组合相似试件,利用RTR-4600煤岩力学参数高精度测量试验机与DS5-8... 为揭示煤层顶板水力压裂过程中压裂孔底部与煤岩界面距离对压裂裂缝扩展的影响规律,开展了不同孔界距的水力压裂特性试验。选用孔界距分别为2、5、7、10、12、15 mm的煤岩组合相似试件,利用RTR-4600煤岩力学参数高精度测量试验机与DS5-8B全信息声发射信号分析仪,模拟水力压裂过程并获取声发射特征。结果表明:随着孔界距的减小,起裂压力呈现下降趋势,但并非完全线性;最优孔界距为5 mm,裂缝扩展速率与范围达到平衡,声发射点分布密度和损伤覆盖率分别为5.2个/mm^(3)和83%,该条件下裂缝网络的复杂性与渗透性提升最为显著;孔界距通过调控流体—应力—损伤多场耦合关系主导损伤演化路径,较大孔界距条件下界面主导的裂缝扩展受限于压力场弥散效应,最优孔界距能实现应力集中与结构弱面分布的最佳匹配,超小孔界距因近场应力超限导致裂缝网络失稳退化。 展开更多
关键词 水力压裂 裂缝扩展 裂缝损伤 孔界距 声发射 煤岩复合体
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深层煤岩脉冲水力压裂裂缝扩展与疲劳损伤机理
6
作者 杨睿月 陆美全 +4 位作者 李敖 成浩瑾 井美洋 黄中伟 李根生 《石油勘探与开发》 北大核心 2025年第4期948-958,共11页
融合室内物模实验与机器学习主控因素分析,探索深层煤岩脉冲水力压裂可行性,揭示脉冲压裂煤岩裂缝扩展规律及脉冲载荷的作用机制。研究表明:脉冲水力压裂通过诱发煤体疲劳破坏,可有效降低破裂压力,提升裂缝网络体积。低垂向应力差异系数... 融合室内物模实验与机器学习主控因素分析,探索深层煤岩脉冲水力压裂可行性,揭示脉冲压裂煤岩裂缝扩展规律及脉冲载荷的作用机制。研究表明:脉冲水力压裂通过诱发煤体疲劳破坏,可有效降低破裂压力,提升裂缝网络体积。低垂向应力差异系数(小于0.31)、低峰值压力比(小于0.9)与高水平应力差异系数(大于0.13)、高脉冲幅度比(大于等于0.5)、高脉冲频率(大于等于3 Hz)利于降低破裂压力;高垂向应力差异系数(大于等于0.31)、高脉冲幅度比(大于等于0.5)与低水平应力差异系数(小于等于0.13)、低峰值压力比(小于0.9)、低脉冲频率(小于3Hz)利于促进复杂缝网形成。垂向应力和峰值压力是影响脉冲水力压裂改造效果最主要的地质和工程参数。煤阶不同,其地质力学特征和天然裂缝发育情况也不同,脉冲水力压裂的主控机制也不同,低阶煤主要表现为基质强度的劣化,高阶煤以激活天然裂缝和层理面为主,中阶煤则基质强度劣化与微裂缝连通并存。脉冲水力压裂通过“劣化基质强度+提升缝网连通度”双机制形成复杂缝网。 展开更多
关键词 深层煤岩气 脉冲水力压裂 煤阶 疲劳损伤 基质强度劣化 破裂压力 微裂缝连通 复杂缝网
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复杂条件煤层智能化改造关键技术
7
作者 杨磷 李正军 张江云 《煤炭工程》 北大核心 2025年第8期1-7,共7页
针对复杂条件煤层开采中存在的工序繁琐、产量偏低及效率不足等问题,以2321^(-3)4综采工作面智能化改造为工程背景,从设备改造、回采工艺以及地质条件等方面开展研究。通过构建复杂条件综采面集中控制系统(SAM),实现了对液压支架自动动... 针对复杂条件煤层开采中存在的工序繁琐、产量偏低及效率不足等问题,以2321^(-3)4综采工作面智能化改造为工程背景,从设备改造、回采工艺以及地质条件等方面开展研究。通过构建复杂条件综采面集中控制系统(SAM),实现了对液压支架自动动作、运输设备联动及采场工况的实时传输与控制;提出综采面设备需结合复杂条件煤层特性,对关键功能进行适应性改造;研究形成了复杂条件煤层单双向回采工艺、设备快速加装及大断层快速通过等安全技术。工业实践表明,该技术体系有效优化了开采工艺,工作面月均产量从3.0万t提升至6.5万t,增幅达116.7%;生产班组人员减少52%,设备加装效率提高261%,同时保障了生产安全,为类似工作面的安全高效回采提供了技术参考。 展开更多
关键词 智能化改造 复杂煤层 单双向工艺 端头液压支架 快速加装技术
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复杂应力条件下岩心水力压裂实验装置设计及验证 被引量：1
8
作者 李沁 代朝辉 +4 位作者 卢渊 伊向艺 陈文玲 刘旭 吴元琴 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2024年第11期131-136,共6页
非常规油气储层物性特征差、应力条件复杂,水力压裂是提高非常规油气勘探开发效率的关键技术之一。该文研制了轴向应力独立加载的全直径岩心水压致裂超声波检测装置,实验装置包含多套独立加压系统,可以模拟实际地层的复杂应力条件,并根... 非常规油气储层物性特征差、应力条件复杂,水力压裂是提高非常规油气勘探开发效率的关键技术之一。该文研制了轴向应力独立加载的全直径岩心水压致裂超声波检测装置,实验装置包含多套独立加压系统,可以模拟实际地层的复杂应力条件,并根据声发射实时检测岩石破坏特征。基于实验装置开展了30°、45°、60°天然裂缝的岩心在复杂应力条件下的水力压裂实验,实验结果表明:45°天然裂缝的岩心相较于其他角度稳定性最差,压力达到14.1 MPa时产生破裂,声发射特征明显;天然诱导应力干扰下,水力裂缝逼近时扩展路径发生偏移,随着天然裂缝角度增大,偏移更加明显。该实验装置可以为复杂应力的储层增产改造提供理论依据。 展开更多
关键词 复杂应力 天然裂缝 水力压裂 声发射特征
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根土复合体力学效应及其模型构建研究进展与展望 被引量：9
9
作者 谢祥荣 陈正发 +6 位作者 朱贞彦 徐兴倩 阎凯 李博 段青松 李淑芳 张川 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期13-28,196,共17页
[目的]为探究根土复合体的力学效应机理及模型方法应用。[方法]采用文献分析和对比分析法,归纳分析根土复合体概念和内涵、根土复合体力学效应及力学模型原理、优缺点以及适用范围。[结果](1)根土复合体是根系与土体之间力学耦合效应的... [目的]为探究根土复合体的力学效应机理及模型方法应用。[方法]采用文献分析和对比分析法,归纳分析根土复合体概念和内涵、根土复合体力学效应及力学模型原理、优缺点以及适用范围。[结果](1)根土复合体是根系与土体之间力学耦合效应的复合整体,根系在土体中交叉缠绕,起到加固作用;(2)根系与土体力学关系实质上是根土复合体土力、水力和复合力学特性作用的结果,土力特性、水力特性分别侧重研究根系对土体的影响和土中水分对土体和根系的影响,复合力学特性侧重于根土复合体自身特性对植物根系特征以及结构的直接影响,从而通过三者作用使根系与土体的力学关系处于动态平衡之中;(3)根土复合体复合力学模型研究较土力和水力学模型略少,土力学和水力学模型都是根据量化参数,通过参数间对比来衡量固土效果,但复合力学特性同时涉及土力特性和水力特性,考虑全面,应是未来研究的重点方向。[结论]未来在开展冻融循环、干湿交替、干热循环对不同地区根系与土体相互作用的影响、多类型植物混种抗剪强度、化学作用和微生物作用对土水特性影响机理及复合模型构建等方面有待深入研究。研究结果可为生态脆弱区植被恢复、水土保持和可持续发展等提供重要的理论价值和工程借鉴意义。 展开更多
关键词 根土复合体 土力学效应 水力学效应 力学模型 固土保水 生态恢复
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深层页岩裂缝扩展与多期次压裂实验研究——以渝西龙马溪组为例 被引量：2
10
作者 王荣 刘伟 +5 位作者 朱炬辉 张然 陈明忠 钱思蓓 李建忠 刘爱 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2024年第5期74-80,共7页
渝西深层页岩具有高闭合压力、高水平应力差的地质特征,导致页岩气开采过程中裂缝扩展难度大,裂缝扩展规律不清。本文以渝西深层页岩储层岩心力学参数、矿物质含量为基准,优选具有类似参数的川南龙马溪组页岩露头开展实验。通过模拟较... 渝西深层页岩具有高闭合压力、高水平应力差的地质特征,导致页岩气开采过程中裂缝扩展难度大,裂缝扩展规律不清。本文以渝西深层页岩储层岩心力学参数、矿物质含量为基准,优选具有类似参数的川南龙马溪组页岩露头开展实验。通过模拟较高垂向应力和正断层应力状态,结合声发射监测数据与泵注压力数据,对不同天然裂缝发育条件下的岩页水力裂缝起裂和扩展规律进行研究分析。研究发现:正断层应力、天然裂缝不发育的条件下,压裂形成的裂缝形态单一;天然裂缝发育方位显著影响缝网形态,高角度天然裂缝引导人工裂缝转向,形成台阶状缝;水平天然裂缝引导人工裂缝水平扩展,形成“T”字或“工”字缝;声发射显示,在实验条件下水力裂缝破坏机理主要为拉张破坏,而水平天然裂缝破坏机理为剪切破坏;多期次压裂可有效改善缝间局部应力,进一步增加裂缝复杂程度;综上所述,天然裂缝是龙马溪深层页岩储层形成复杂缝网的基础条件。本文实验结果可为深层页岩气压裂中裂缝复杂度的提升措施提供实验规律认识和参考依据。 展开更多
关键词 水力压裂 复杂缝网 深层页岩 天然层理缝 声发射
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不同地层下钻机回转系统随载调速动态特性研究 被引量：1
11
作者 兰波 朱勇 +2 位作者 高强 王节涛 张辉 《机床与液压》 北大核心 2024年第16期118-127,共10页
由于钻进成井地层中岩石分布具有不确定性和随机性,导致钻机回转液压系统的动态特性复杂多变,若钻具的回转速度无法根据地层情况自动调节,将导致钻具出现“卡钻”和“偏斜”现象。以钻机回转液压系统为研究对象,对地下资源的地层分布情... 由于钻进成井地层中岩石分布具有不确定性和随机性,导致钻机回转液压系统的动态特性复杂多变,若钻具的回转速度无法根据地层情况自动调节,将导致钻具出现“卡钻”和“偏斜”现象。以钻机回转液压系统为研究对象,对地下资源的地层分布情况进行研究,并计算出不同地层下适用的扭矩及转速;基于AMESim和Simulink构建钻机回转系统的机电液联合仿真模型;最后,研究系统在4类地层破岩作业时的动态特性及其对钻具转速的调控效果。结果表明:钻机回转系统的压力能够在0.01 s内由初始0上升至工作压力2.1 MPa,在负载扭矩突增时系统表现出良好的抗干扰能力和稳定性;此外,利用马达进出口压差来控制钻具转速的方法,其滞后性为0.5 s且误差值不超过5%,响应速度较快、控制精度较高。 展开更多
关键词 深井钻机 液压回转系统 复杂地层 动态特性 随载调速
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煤岩复合体水力压裂裂缝穿层扩展实验研究 被引量：6
12
作者 苏广宁 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第2期18-24,共7页
为进一步研究煤岩复合体水力压裂过程中裂缝的穿层扩展规律,开展了真三轴煤岩复合体水力压裂实验,通过改变应力差、压裂管的布置方向及注水点位置来比较裂缝的扩展效果和起裂难度。研究结果表明:水压裂缝的扩展方向受制于最大主应力,当... 为进一步研究煤岩复合体水力压裂过程中裂缝的穿层扩展规律,开展了真三轴煤岩复合体水力压裂实验,通过改变应力差、压裂管的布置方向及注水点位置来比较裂缝的扩展效果和起裂难度。研究结果表明:水压裂缝的扩展方向受制于最大主应力,当最大水平主应力与最大垂直应力接近时,裂缝沿应力的合力方向扩展;应力差的增大有利于水压裂缝的穿层扩展,且穿层后的扩展距离增大,而对初始起裂压力和时间的影响较小;裂缝由岩层扩展进入煤层后,压裂压力会出现骤降与二次抬升,多数声发射事件位于煤层;若穿层失败,压力表现为持续波动。此外,在岩层中以垂直于交界面的方向布置压裂管,注水起裂点设在岩层中起裂难度较低,且穿层扩展后在煤层中形成的裂缝渗流通道较为完整,为工程中煤层增渗与顶板致裂卸压的应用提供理论基础。 展开更多
关键词 煤岩复合体 水力压裂 交界面 应力差 裂缝穿层扩展
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煤体水力压裂过程复电性频散响应特征实验研究
13
作者 雷东记 刘丽英 +1 位作者 贾子强 刘宁 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第4期48-55,共8页
目的 为研究水力压裂过程煤体复电性频散响应特征,方法 实测水力压裂煤体的复电阻实部R和虚部X,分析其变化以判断煤体内部裂隙发育进程,并用激发极化理论分析其频散特征。结果 结果表明:(1)水力压裂过程中,每个压力点煤体实部频散曲线... 目的 为研究水力压裂过程煤体复电性频散响应特征,方法 实测水力压裂煤体的复电阻实部R和虚部X,分析其变化以判断煤体内部裂隙发育进程,并用激发极化理论分析其频散特征。结果 结果表明:(1)水力压裂过程中,每个压力点煤体实部频散曲线随频率变化均呈“三段式”型,虚部均呈“U”型;实部频散曲线随水压变化呈“先上移,后下移,压裂时大幅度下移”趋势。(2)虚部极值点可以敏感反应小范围弹性变形和剪切破坏造成的阻值变化,极值点频率能识别较大范围的剪切破坏,可作为预测煤体破裂的有效指标。(3)水力压裂过程中,由于煤体固气固交界面发生激发极化,煤体实部和虚部随频率出现“三段式”和“U”型变化。(4)由于煤体压裂先出现弹性变形,随后出现剪切破坏,最终煤体含水导电通道完全贯通,实部频散曲线随水压变化呈“先增大,后减小,压裂时迅速下降”趋势。结论 采用复电阻率法监测煤体水力压裂过程中的复电参数随水压变化规律并判断煤体裂隙发育进程,运用激发极化理论分析煤的水力压裂复电参数随水压和交流电频率变化的响应特征,为煤层频谱激电法在评价煤层裂隙和压裂效果奠定实验基础。 展开更多
关键词 复电阻率法 水力压裂 响应特征 频散机理 激发极化
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复杂裂缝中支撑剂运移铺置规律数值模拟 被引量：22
14
作者 郭天魁 宫远志 +5 位作者 刘晓强 王增林 徐建春 盛茂 陈铭 罗志林 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期89-95,共7页
裂缝型储层压裂过程中易沟通天然裂缝形成复杂缝网,而压裂裂缝中支撑剂的铺置严重影响压后增产效果。采用考虑精确捕获颗粒运动的CFD-DEM耦合方法,建立复杂裂缝三维模型,探究注入流速、压裂液黏度、支撑剂密度对复杂裂缝(分支缝位置、... 裂缝型储层压裂过程中易沟通天然裂缝形成复杂缝网,而压裂裂缝中支撑剂的铺置严重影响压后增产效果。采用考虑精确捕获颗粒运动的CFD-DEM耦合方法,建立复杂裂缝三维模型,探究注入流速、压裂液黏度、支撑剂密度对复杂裂缝(分支缝位置、角度和级数)中支撑剂运移铺置规律的影响。结果表明分支缝的位置和角度决定进入分支缝支撑剂的比例;注入时间相同,位于主裂缝1/3处分支缝砂堤面积是2/3处分支缝的2倍,30°分支缝砂堤面积是150°分支缝的3.2倍;对于多级分支缝,二级裂缝中砂堤形态多为抛物线形,三级裂缝为三角形;裂缝复杂程度越高,分支缝总分流效应越大,主缝中砂堤平衡高度越高;将优于支撑剂输送的参数与优于支撑剂沉降的参数进行再组合,较高流速(大于0.4 m/s)+线性胶+低支撑剂密度(小于2000 kg/m^(3))和较低注入流速(0.2 m/s)+滑溜水+高支撑剂密度(3000 kg/m^(3))的施工方式既能有效提高裂缝远端及分支缝的铺置效果,也能保证近井筒区域的充填。 展开更多
关键词 水力压裂 复杂裂缝 支撑剂运移 CFD-DEM
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城市水文模型原理 被引量：36
15
作者 刘家宏 梅超 +4 位作者 向晨瑶 邵薇薇 王浩 喻海军 吉梦喆 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2017年第5期1-5,13,共6页
城市水文过程因强烈的人类活动影响而发生了深刻变化,科学精细地模拟城市区域的产汇流过程是解析城市水问题机理的科学基础。在系统剖析城市水文模型原理的基础上,将城市复杂下垫面根据其透水特性划分为不透水单元、透水单元、半透水单... 城市水文过程因强烈的人类活动影响而发生了深刻变化,科学精细地模拟城市区域的产汇流过程是解析城市水问题机理的科学基础。在系统剖析城市水文模型原理的基础上,将城市复杂下垫面根据其透水特性划分为不透水单元、透水单元、半透水单元、伪透水单元、强透水单元、水域单元等六类基本单元,并构建了不同类型城市水文响应单元的水文特性曲线,基于圣维南方程组和Navier-Stokes方程提出了城市管网与河湖水系水动力学模拟的技术方案。在耦合城市水文响应单元的降水—截留—蒸发—入渗—产流模块、地表汇流模块、管网汇流模块、水系一维水动力学模块等基础上,以水循环过程为主线,将水文模型的径流输出作为城区一维管网、河道水动力模型的输入边界,实现水文模型与一维管网、河道水力学模型的集成。将单元水文模型通过城市管网和河湖水系等连接方式集成到城市水文模型系统中,弥补了现有城市雨洪模拟在水文学机理上的不足,可为城市排水防涝和海绵城市建设提供科学基础。 展开更多
关键词 城市水文学 水文模拟 水动力学 耦合集成 复杂下垫面 低影响开发
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特大水利水电枢纽调控与安全运行研究进展与前沿 被引量：21
16
作者 练继建 杨阳 +3 位作者 胡少伟 常晓林 翁永红 姚烨 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期27-32,共6页
特大水利水电枢纽防洪、发电、通航运行调控复杂且安全运行保障难度大。为破解特大水利水电枢纽长期安全运行的难题,满足特大水利水电枢纽长期安全运行的重大需求,基于国内外研究现状和工程实践,项目凝练了该领域三大共性科学技术问题:1... 特大水利水电枢纽防洪、发电、通航运行调控复杂且安全运行保障难度大。为破解特大水利水电枢纽长期安全运行的难题,满足特大水利水电枢纽长期安全运行的重大需求,基于国内外研究现状和工程实践,项目凝练了该领域三大共性科学技术问题:1)高速水流、高压瞬变流、高水头渗流等水力致灾机理与复杂运行环境高坝结构和近坝库岸调控响应及性能衰减规律;2)枢纽运行安全控制指标与综合评价理论方法创新;3)枢纽运行安全多因素耦联监测检测新技术与装备研发。面向具体枢纽安全问题,提出五大亟需突破的前沿技术:1)防洪与泄洪安全实时调控技术;2)水力发电系统耦联动力安全及智能运行技术;3)枢纽发电、泄洪、通航联合优化调控技术;4)枢纽运行初期风险调控与安全保障技术;5)复杂运行环境下高坝结构及库岸长期安全稳定运行技术。最后,指出特大水利水电枢纽调控与安全运行未来的研究方向应围绕理论机理方法创新、监测仪器装备创新、枢纽安全运行保障技术创新、实时调控技术创新、系统集成技术创新等几个方面展开。 展开更多
关键词 水利水电枢纽 泄洪 发电 通航 调控 安全运行
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页岩气藏压裂改造难点与技术关键 被引量：86
17
作者 赵金洲 王松 李勇明 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期46-49,122,共4页
我国的页岩气资源储量非常可观,国外成功开发的经验表明,压裂改造是实现页岩气高效、经济开发的重要技术步骤。为此,在详细调研和总结国内外相关成果的基础上,从压裂改造的角度分析了页岩气储层基本特征,阐述了页岩气藏压裂理论、材料... 我国的页岩气资源储量非常可观,国外成功开发的经验表明,压裂改造是实现页岩气高效、经济开发的重要技术步骤。为此,在详细调研和总结国内外相关成果的基础上,从压裂改造的角度分析了页岩气储层基本特征,阐述了页岩气藏压裂理论、材料和工艺3个方面所面临的难题和挑战,进而提出了页岩气藏改造技术关键。结论认为:剪切作用有利于形成复杂裂缝网络;页岩中的气体以吸附、游离和溶解状态存在,在非达西流动状态下,气体渗流机理更为复杂;以微地震数据为基础,通过离散裂缝网络模型描述缝网是目前计算页岩气产能的主流方法;滑溜水压裂应根据储层条件研制和筛选支撑剂和添加剂,开发井下工具,并优化泵注程序和压裂工艺,以形成高导流能力的大型复杂裂缝网络为改造作业目标。 展开更多
关键词 页岩气 水力压裂 复杂缝网 渗流机理 滑溜水压裂 难点 技术关键
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复杂管系水轮机调节系统非线性建模与分析 被引量：10
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作者 把多铎 袁璞 +1 位作者 陈帝伊 丁聪 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2012年第4期428-435,共8页
为了深入揭示水轮机调节系统的非线性本质,研究了非线性水轮机调节系统的建模及动力学问题.在引水系统为复杂管道情况下,考虑水轮机调节系统中传递系数随运行工况变化而呈现的非线性,引入水轮机非线性传递系数,建立了复杂引水管系时的... 为了深入揭示水轮机调节系统的非线性本质,研究了非线性水轮机调节系统的建模及动力学问题.在引水系统为复杂管道情况下,考虑水轮机调节系统中传递系数随运行工况变化而呈现的非线性,引入水轮机非线性传递系数,建立了复杂引水管系时的水轮机调节系统非线性数学模型.使用直接代数判据进行理论分析,得到了系统Hopf分支临界点组成的曲线.理论分析表明:水轮机调节系统响应在曲线的一侧区域内是稳定的,在另一侧是不稳定的.通过数值模拟,分析了Hopf分叉点两侧水轮机调节系统稳定性的变化情况,验证了理论分析结果的正确性,得到了使水轮机调节系统处在稳定区域内的调速器PID参数的范围.通过分岔图、Poincare映射图、功率谱图、时域图、相轨迹图、频谱图等,综合分析了随水轮机调节系统参数变化时,系统非线性动力学行为特性.该分析方法与结果,可为水电站系统的安全稳定运行提供理论依据. 展开更多
关键词 水轮机 调节系统 非线性分析 复杂管系 分岔
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复杂条件下管道水力输沙研究进展与挑战 被引量：6
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作者 夏建新 曹斌 黑鹏飞 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2011年第6期7-11,共5页
管道水力输沙技术已在许多工程中得到应用,但随着该技术应用领域越来越广,应用条件也越来越复杂,管道输沙技术应用受到了很大限制,急需开展多相流体动力学基础研究。本文分析了管道水力输送面临的复杂颗粒组成、复杂输送流体性质、复杂... 管道水力输沙技术已在许多工程中得到应用,但随着该技术应用领域越来越广,应用条件也越来越复杂,管道输沙技术应用受到了很大限制,急需开展多相流体动力学基础研究。本文分析了管道水力输送面临的复杂颗粒组成、复杂输送流体性质、复杂空间形态、复杂输送工艺等复杂条件下的工程应用问题,全面评述了固液两相流基础理论、非均匀颗粒管道输送、高浓度流体输送流变与阻力特性以及深海采矿、油井砾石充填等特殊输送工艺条件下的研究成果和最新的进展,并提出了管道水力输送技术研究面临的挑战。 展开更多
关键词 复杂条件 管道 水力输送 颗粒物料
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大型复杂裂缝支撑剂运移铺置虚拟仿真装置的开发 被引量：16
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作者 郭天魁 曲占庆 +4 位作者 李明忠 陈德春 董长银 王卫阳 齐宁 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2018年第10期242-246,261,共6页
为满足行业新技术教学科研工作、工程实践锻炼以及创新能力培养的需求,基于非常规油气藏体积压裂技术理念,开发设计了一套大型复杂裂缝支撑剂运移铺置虚拟仿真装置。该装置创新性地实现了对于不同走向、倾向和倾角的分支裂缝、不同裂缝... 为满足行业新技术教学科研工作、工程实践锻炼以及创新能力培养的需求,基于非常规油气藏体积压裂技术理念,开发设计了一套大型复杂裂缝支撑剂运移铺置虚拟仿真装置。该装置创新性地实现了对于不同走向、倾向和倾角的分支裂缝、不同裂缝壁面粗糙度、不同壁面滤失速率、不同缝宽和水平井压裂的模拟,拓宽了裂缝规模尺度和施工参数的选择范围,装置功能和自动化程度大幅提升,可有效开展多种水力压裂工艺条件下的支撑剂运移铺置实验模拟。该装置进一步完善了相关技术领域的实验教学和科研手段,提供了更加丰富的实习、实训和实践环节,有助于师生开展科研创新,指导现场实践,也为"科研辅助翻转课堂"教学模式的探索提供了有效的平台。 展开更多
关键词 实验装置 支撑剂运移 复杂裂缝 压裂实验仿真平台 工程实践能力
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