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空气动力造穴技术原理及单井掏煤量计算方法
被引量：
5
1
作者
程斌
姜在炳
+1 位作者
赵龙
李浩哲
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第S02期850-858,共9页
空气动力造穴技术在瓦斯消突领域取得了良好效果,但其技术原理尚不明确,为明确空气动力造穴技术原理,为下一步优化施工提供理论依据及数学计算方法,特进行以下研究。结合实际工程,对空气动力造穴技术流程及力学过程进行了理论分析,提出...
空气动力造穴技术在瓦斯消突领域取得了良好效果,但其技术原理尚不明确,为明确空气动力造穴技术原理,为下一步优化施工提供理论依据及数学计算方法,特进行以下研究。结合实际工程,对空气动力造穴技术流程及力学过程进行了理论分析,提出了空气动力造穴技术原理假说,并提出了基于该假说的2个推论,以期通过对推论的证明佐证假说的正确性;设计并进行了快速卸载围压三轴压缩实验,采用恒定轴压、卸载围压的卸压方法,控制围压液缸排液量恒定,观察煤体应力-应变过程,同时在煤样前端加载气压,通过观察流经煤体的气体流量变化判断煤样的破坏时机;在此基础上给出了弹-塑性过程数学模型及单井掏煤量计算方法;最后结合工程背景,使用Comsol软件引用数学模型对"松散带"范围进行了数值计算,并对空气动力造穴单井最大掏煤量进行了预测。快速卸载围压三轴压缩实验结果表明煤体的力学过程可被分为弹性阶段、弹塑性阶段及塑性阶段并给出了应力-应变曲线,进一步分析认为其力学过程可用非线性弹性胡克定律进行描述;计算所得的空气动力造穴单井最大掏煤量接近于实际工程单井出煤量;以上结果表明,空气动力造穴技术原理是:以向井内注入高压气体后快速卸压为手段,提升煤层洞穴壁面处孔隙压力,通过多次重复施工,剥离"松散带"煤体并通过气举手段带出地面,从而形成洞穴;明确了煤体在快速卸载围压条件下的应力-应变过程,并给出了弹-塑性过程数学模型及单井掏煤量的计算方法,计算所得单井掏煤量接近于实际工程单井掏煤量,并且空气动力造穴注气压力与单次掏煤量成正比,证明了空气动力造穴技术原理假说推论的正确性,从而佐证了空气动力造穴技术原理假说。
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关键词
空气动力造穴
洞穴完井
含瓦斯煤
偏应力
快速卸载
单井掏煤量
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职称材料
基于裂缝尖端应力强度因子的裂缝穿层行为分析
被引量：
7
2
作者
李浩哲
姜在炳
范耀
《西安石油大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2019年第1期76-82,126,共8页
基于裂缝尖端应力强度因子理论,采用理论分析结合数值模拟的方法,分析了裂缝尖端应力强度因子在裂缝穿层过程中的变化规律,研究了界面两侧岩石力学性质差异对地层界面处裂缝穿层扩展行为的影响。研究表明:当裂缝由硬岩层进入软岩层时,...
基于裂缝尖端应力强度因子理论,采用理论分析结合数值模拟的方法,分析了裂缝尖端应力强度因子在裂缝穿层过程中的变化规律,研究了界面两侧岩石力学性质差异对地层界面处裂缝穿层扩展行为的影响。研究表明:当裂缝由硬岩层进入软岩层时,界面强度系数大于1,I型应力强度因子随着裂缝尖端与界面距离的减小迅速增大,裂缝可沿原路径穿层扩展;当裂缝由软岩层进入硬岩层时,界面强度系数小于1,I型应力强度因子随着裂缝尖端与界面距离的减小逐渐减小,裂缝的穿层扩展趋势受到限制,裂缝可能停止扩展或拐折穿层扩展。
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关键词
穿层压裂
应力强度因子
裂缝穿层行为
界面强度系数
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职称材料
题名
空气动力造穴技术原理及单井掏煤量计算方法
被引量：
5
1
作者
程斌
姜在炳
赵龙
李浩哲
机构
中煤科工集团西安研究院有限公司
资源勘探开发与瓦斯防治技术研发中心
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第S02期850-858,共9页
基金
天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项资助项目(2018-TD-QN050)
国家科技重大专项资助项目(2016ZX05045-002)
陕西省创新人才推动计划-科技创新团队资助项目(2018TD-039)
文摘
空气动力造穴技术在瓦斯消突领域取得了良好效果,但其技术原理尚不明确,为明确空气动力造穴技术原理,为下一步优化施工提供理论依据及数学计算方法,特进行以下研究。结合实际工程,对空气动力造穴技术流程及力学过程进行了理论分析,提出了空气动力造穴技术原理假说,并提出了基于该假说的2个推论,以期通过对推论的证明佐证假说的正确性;设计并进行了快速卸载围压三轴压缩实验,采用恒定轴压、卸载围压的卸压方法,控制围压液缸排液量恒定,观察煤体应力-应变过程,同时在煤样前端加载气压,通过观察流经煤体的气体流量变化判断煤样的破坏时机;在此基础上给出了弹-塑性过程数学模型及单井掏煤量计算方法;最后结合工程背景,使用Comsol软件引用数学模型对"松散带"范围进行了数值计算,并对空气动力造穴单井最大掏煤量进行了预测。快速卸载围压三轴压缩实验结果表明煤体的力学过程可被分为弹性阶段、弹塑性阶段及塑性阶段并给出了应力-应变曲线,进一步分析认为其力学过程可用非线性弹性胡克定律进行描述;计算所得的空气动力造穴单井最大掏煤量接近于实际工程单井出煤量;以上结果表明,空气动力造穴技术原理是:以向井内注入高压气体后快速卸压为手段,提升煤层洞穴壁面处孔隙压力,通过多次重复施工,剥离"松散带"煤体并通过气举手段带出地面,从而形成洞穴;明确了煤体在快速卸载围压条件下的应力-应变过程,并给出了弹-塑性过程数学模型及单井掏煤量的计算方法,计算所得单井掏煤量接近于实际工程单井掏煤量,并且空气动力造穴注气压力与单次掏煤量成正比,证明了空气动力造穴技术原理假说推论的正确性,从而佐证了空气动力造穴技术原理假说。
关键词
空气动力造穴
洞穴完井
含瓦斯煤
偏应力
快速卸载
单井掏煤量
Keywords
air-cavitation technology
cavitation completion
gas filled coal
deviatoric stress
quick unloading
single well coal digging quantity
分类号
TD712 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
基于裂缝尖端应力强度因子的裂缝穿层行为分析
被引量：
7
2
作者
李浩哲
姜在炳
范耀
机构
中煤科工集团西安研究院
资源勘探开发与瓦斯防治技术研发中心
煤炭科学研究总院
出处
《西安石油大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2019年第1期76-82,126,共8页
基金
"十三五"国家科技重大专项"煤矿区煤层气抽采利用关键技术与装备"(2016ZX05045002)
中煤科工集团西安研究院有限公司科技创新基金项目(2017XAYMS18
2018XAYMS06)
文摘
基于裂缝尖端应力强度因子理论,采用理论分析结合数值模拟的方法,分析了裂缝尖端应力强度因子在裂缝穿层过程中的变化规律,研究了界面两侧岩石力学性质差异对地层界面处裂缝穿层扩展行为的影响。研究表明:当裂缝由硬岩层进入软岩层时,界面强度系数大于1,I型应力强度因子随着裂缝尖端与界面距离的减小迅速增大,裂缝可沿原路径穿层扩展;当裂缝由软岩层进入硬岩层时,界面强度系数小于1,I型应力强度因子随着裂缝尖端与界面距离的减小逐渐减小,裂缝的穿层扩展趋势受到限制,裂缝可能停止扩展或拐折穿层扩展。
关键词
穿层压裂
应力强度因子
裂缝穿层行为
界面强度系数
Keywords
across-layer fracturing
stress intensity factor (SIF)
fracture across-layer extension behavior
interfacial strength factor
分类号
TE35 [石油与天然气工程—油气田开发工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
空气动力造穴技术原理及单井掏煤量计算方法
程斌
姜在炳
赵龙
李浩哲
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
5
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于裂缝尖端应力强度因子的裂缝穿层行为分析
李浩哲
姜在炳
范耀
《西安石油大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2019
7
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职称材料
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0
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引证文献
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