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深层页岩气水平井体积压裂技术 被引量：126
1
作者 蒋廷学 卞晓冰 +4 位作者 王海涛 李双明 贾长贵 刘红磊 孙海成 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期90-96,共7页
深层(深度超过3 500 m)页岩气储层地应力高、水平两向应力差异大、层理和天然裂隙分布复杂、岩石塑性特征强,导致水力裂缝破裂延伸困难、裂缝复杂性程度及改造体积低、导流能力低且递减快,极大制约了深层页岩气的经济有效开发。为此提... 深层(深度超过3 500 m)页岩气储层地应力高、水平两向应力差异大、层理和天然裂隙分布复杂、岩石塑性特征强,导致水力裂缝破裂延伸困难、裂缝复杂性程度及改造体积低、导流能力低且递减快,极大制约了深层页岩气的经济有效开发。为此提出了针对性与现场可操作性均强的深层页岩气水平井体积压裂技术方案,即以平面射孔、多尺度造缝、全尺度裂缝充填及高角度天然裂缝延伸控制为核心,配套形成了多级交替注入模式(酸、滑溜水、胶液)以及以变黏度、变排量、混合粒径及小粒径支撑剂为主体的工艺方法,最大限度地提高了深层页岩气的有效改造体积(ESRV)。在四川盆地永川、威远及焦石坝南部等深层页岩气井的压裂中,部分成果获得应用,实施效果显著。其中,永页1HF及威页1HF压后初产分别为14.1×10~4 m^3/d和17.5×10~4 m^3/d。深层页岩气水平井体积压裂技术的突破,对确保涪陵二期深层3 500~4 000 m深度范围内50×10~8 m^3页岩气产能建设目标的实现、垂深不超过6 000 m以内的巨大页岩气资源量的经济开发动用,都具有十分重要的现实指导意义。 展开更多
关键词 页岩气 深层 水平井 体积压裂 平面射孔 有效裂缝 改造体积 现场应用
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塔中Ⅰ号断裂带奥陶系灰岩裂缝特征探讨 被引量：66
2
作者 邬光辉 李建军 卢玉红 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第4期19-23,共5页
塔里木盆地塔中Ⅰ号断裂带奥陶系灰岩储层发育不规则的、复杂的裂缝系统，并以发育高角度的张剪性微—小缝为特征，非构造成因缝包括溶蚀缝和成岩缝，构造缝可分为方解石充填的高角度大—中缝、“Ｘ”型剪切缝和水平缝。根据裂缝的充填... 塔里木盆地塔中Ⅰ号断裂带奥陶系灰岩储层发育不规则的、复杂的裂缝系统，并以发育高角度的张剪性微—小缝为特征，非构造成因缝包括溶蚀缝和成岩缝，构造缝可分为方解石充填的高角度大—中缝、“Ｘ”型剪切缝和水平缝。根据裂缝的充填特征与切割关系可划分为具有不同特征的四期成因裂缝，结合测井新技术分析发现有效缝的走向多与塔中Ⅰ号断裂带近于垂直，而被方解石充填的无效缝多与之呈低角度相交。综合分析表明裂缝的有效性受控于现代区域应力场以及长期继承性的古构造应力格局等，而裂缝的发育程度与局部构造曲率的关系不明显，沿塔中Ⅰ号断裂带奥陶系碳酸盐岩寻找裂缝型油气藏是一重要勘探领域。 展开更多
关键词 奥陷系 碳酸盐岩 断裂带 裂缝特征 油气勘探
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井下微地震裂缝监测设计及压裂效果评价 被引量：68
3
作者 王治中 邓金根 +3 位作者 赵振峰 慕立俊 刘建安 田红 《大庆石油地质与开发》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期76-78,共3页
井下微地震监测技术作为监测压裂效果的有效手段之一,首次在长庆油田的庄19井区得到了应用。本文在简要介绍井下微地震压裂监测技术的基础上,论述了选井选层设计、测震传感器的布置优化、井筒体液设计和压裂设计,并利用微地震压裂监测... 井下微地震监测技术作为监测压裂效果的有效手段之一,首次在长庆油田的庄19井区得到了应用。本文在简要介绍井下微地震压裂监测技术的基础上,论述了选井选层设计、测震传感器的布置优化、井筒体液设计和压裂设计,并利用微地震压裂监测结果分析了压裂井的裂缝展布特征,验证了压裂施工效果。该方法对于验证传统方法的准确性、提高裂缝测试水平及油田开发效果具有重要意义。 展开更多
关键词 微地震技术 水力压裂 施工设计 监测 裂缝展布 油田应用 效果分析
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裂隙网络岩体三维渗流场与应力场耦合分析 被引量：27
4
作者 仵彦卿 柴军瑞 《西安理工大学学报》 CAS 2000年第1期1-5,共5页
从岩体裂隙网络渗流的特点出发 ,以岩体裂隙网络渗流与岩体应力相互影响、相互作用的耦合机理为基础 ,同时考虑裂隙网络渗流对裂隙壁施加的法向渗透压力和切向拖曳力 ,提出了裂隙网络岩体三维渗流场与应力场耦合分析的数学模型。
关键词 裂隙网络 渗流场 应力场 耦合分析 岩体
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低渗透油藏水平井压裂理论及现场工艺探讨 被引量：47
5
作者 蔡文斌 李兆敏 +2 位作者 张霞林 张波 张琪 《石油勘探与开发》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期80-85,共6页
水平井井筒应力分布和岩石破坏准则构成了水平井压裂裂缝起裂数学模型,利用迭代法对模型进行了求解。分析表明,井筒方位角不同,最小水平主应力和垂直主应力对裂缝的起裂压力影响规律不同,在井筒方位角为0时最不容易起裂,而在井筒方位角... 水平井井筒应力分布和岩石破坏准则构成了水平井压裂裂缝起裂数学模型,利用迭代法对模型进行了求解。分析表明,井筒方位角不同,最小水平主应力和垂直主应力对裂缝的起裂压力影响规律不同,在井筒方位角为0时最不容易起裂,而在井筒方位角为90°时最容易起裂。现有的裂缝延伸模型中,全三维裂缝延伸模型计算结果与Fracpro-PT软件计算结果具有很好的一致性,适合水平井压裂裂缝延伸模拟,裂缝间距较长时,多条裂缝延伸模型可以在考虑裂缝之间干扰的基础上结合单裂缝延伸模型建立。现场多条裂缝压裂可以总结为限流法压裂和分段压裂两种,限流法施工相对简单,改造强度相对较小,分段压裂改造强度大,但工具设备和工艺要求高,现场水平井压裂作业时应根据现场情况选择合适的压裂工艺。 展开更多
关键词 水平井 压裂 裂缝起裂 裂缝延伸 现场工艺
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控制裂缝高度压裂工艺技术实验研究及现场应用 被引量：32
6
作者 郭大立 赵金洲 +1 位作者 曾晓慧 任书泉 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期91-94,共4页
对控制裂缝高度的压裂工艺技术进行了定量分析和数值模拟。对控制裂缝高度压裂工艺进行了实验研究 ,确定了携带液和导向剂的最优组合及其阻挡效果 ,提出了遮挡层压力降与导向剂砂比的拟合关系式。在此基础上 ,研究了控制裂缝高度压裂数... 对控制裂缝高度的压裂工艺技术进行了定量分析和数值模拟。对控制裂缝高度压裂工艺进行了实验研究 ,确定了携带液和导向剂的最优组合及其阻挡效果 ,提出了遮挡层压力降与导向剂砂比的拟合关系式。在此基础上 ,研究了控制裂缝高度压裂数值模拟和施工设计的方法 ,提出了施工设计的多目标优化模型及其向单目标优化模型的转化和求解 ,研制了控制裂缝高度压裂优化设计软件 ,并给出了该技术的现场应用情况。 展开更多
关键词 压裂工艺 裂缝高度 实验研究 数据模拟 优化设计 现场应用 石油开采
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千米桥潜山油气藏基本地质特征 被引量：36
7
作者 于学敏 苏俊青 王振升 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期7-9,共3页
位于黄骅坳陷北大港构造带的千米桥潜山在 1 998年勘探中获重大突破 ,于奥陶系钻获高产油气流。该潜山为一古残丘背斜山 ,奥陶系上覆上侏罗统—下白垩统 ,缺失石炭 二叠系、三叠系和中、下侏罗统 ,遭受风化淋滤时间长 ,碳酸盐岩目的层... 位于黄骅坳陷北大港构造带的千米桥潜山在 1 998年勘探中获重大突破 ,于奥陶系钻获高产油气流。该潜山为一古残丘背斜山 ,奥陶系上覆上侏罗统—下白垩统 ,缺失石炭 二叠系、三叠系和中、下侏罗统 ,遭受风化淋滤时间长 ,碳酸盐岩目的层中孔、缝、洞均较发育 ,油气分布在距奥陶系顶部 2 0 0m以内的风化壳储集层中 ,油源对比证实 ,油气主要来自板桥凹陷沙河街组。据目前综合分析 ,该潜山油气藏类型为受风化壳控制的带较大油环的高饱和凝析气藏。图 4参 3 (梁大新摘 ) 展开更多
关键词 油气藏 地质特征 油气勘探 千米桥潜山
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交联酸加砂酸化压裂技术在复杂岩性油藏的应用 被引量：33
8
作者 罗云 刘爱华 +2 位作者 王俊明 杨春艳 祁万顺 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期266-269,共4页
大部分多介质或复杂岩性油藏表现出难开采的特点,在勘探和开发中需要采取一些改造措施,才能达到工业产能。交联酸加砂酸化压裂工艺是将加砂压裂和酸化压裂技术有机结合,前置液和携砂液全部采用交联酸,真正实现了酸蚀与携砂同步进行。在... 大部分多介质或复杂岩性油藏表现出难开采的特点,在勘探和开发中需要采取一些改造措施,才能达到工业产能。交联酸加砂酸化压裂工艺是将加砂压裂和酸化压裂技术有机结合,前置液和携砂液全部采用交联酸,真正实现了酸蚀与携砂同步进行。在储层段形成多支且更长的酸蚀-支撑复合裂缝。以柴达木盆地狮子沟油藏狮31井为例,从液体性能评价试验、工艺技术难点和配套技术的应用、施工设计、现场施工等方面,分析评价了这种新技术。该技术在青海油田多介质复杂岩性油藏应用中取得了成功。 展开更多
关键词 复杂岩性油藏 交联酸加砂酸化压裂技术 复合裂缝 导流能力 现场应用
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煤炭地下气化过程中温度-应力耦合作用下燃空区覆岩裂隙演化规律 被引量：33
9
作者 陆银龙 王连国 +1 位作者 唐芙蓉 贺岩 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1292-1298,共7页
进行了高温下泥岩和砂岩的热物理性质实验和单轴压缩实验,获得了不同温度下岩石比热容、导热系数、弹性模量和单轴抗压强度等基本物理力学参数。基于热力学与弹性力学理论,建立了考虑岩石损伤演化的温度-应力耦合作用控制方程,并以某煤... 进行了高温下泥岩和砂岩的热物理性质实验和单轴压缩实验,获得了不同温度下岩石比热容、导热系数、弹性模量和单轴抗压强度等基本物理力学参数。基于热力学与弹性力学理论,建立了考虑岩石损伤演化的温度-应力耦合作用控制方程,并以某煤炭地下气化现场的工程地质条件为背景,对温度-应力耦合条件下燃空区覆岩温度场和裂隙场的演化规律进行了数值模拟研究。最后,采用现场钻孔观测试验法对燃空区覆岩断裂带发育高度进行了探测。现场探测结果与数值模拟结果基本吻合,证明了数值计算模型及预测结果的合理性。 展开更多
关键词 煤炭地下气化 温度-应力耦合 燃空区 覆岩 温度场 裂隙场
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利用人工暂堵转向提高重复压裂效果 被引量：33
10
作者 吴勇 陈凤 承宁 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2008年第4期59-61,5,共3页
针对新疆油田老井常规重复压裂增油效果逐年下降不能满足油田发展需要的问题,在裂缝的造缝及重定向机理研究基础上,开展了人工裂缝暂堵剂以及转向压裂工艺的选井选层等方面的研究。通过选用高强度暂堵剂,使重复压裂产生不同方向的人工裂... 针对新疆油田老井常规重复压裂增油效果逐年下降不能满足油田发展需要的问题,在裂缝的造缝及重定向机理研究基础上,开展了人工裂缝暂堵剂以及转向压裂工艺的选井选层等方面的研究。通过选用高强度暂堵剂,使重复压裂产生不同方向的人工裂缝,打开新的油气流通道,动用剩余油富集区,提高油田采出程度。这种通过采用暂堵剂堵塞原裂缝,使重复压裂缝相对于原有裂缝方位发生偏离、转向,改造动用程度低甚至未动用的储层,不仅可提高重复压裂增油效果,还能在一定程度上改变水驱方向、提高注入水利用率。因此,重复压裂压开新裂缝及新裂缝重新定向对中高含水期的低渗透油田开发具有重要意义。 展开更多
关键词 重复压裂 暂堵剂 裂缝 新疆油田
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人工裂缝与天然裂缝耦合关系及其开发意义 被引量：28
11
作者 万晓龙 高春宁 +3 位作者 王永康 张振红 闫海龙 安明胜 《地质力学学报》 CSCD 2009年第3期245-252,共8页
通过野外露头、成像测井、古地磁定向岩心以及岩石差应变测试等资料,对鄂尔多斯盆地延长组超低渗储集层天然裂缝的发育特征进行了系统研究,并结合微地震监测资料,对压裂缝展布规律及其与现今地应力和天然裂缝的关系进行了分析。人工压... 通过野外露头、成像测井、古地磁定向岩心以及岩石差应变测试等资料,对鄂尔多斯盆地延长组超低渗储集层天然裂缝的发育特征进行了系统研究,并结合微地震监测资料,对压裂缝展布规律及其与现今地应力和天然裂缝的关系进行了分析。人工压裂缝与天然裂缝具有较好的耦合作用,在陕北地区,由于天然裂缝发育,岩石的不均一性使得人工压裂缝主要沿着天然缝扩展;而在陇东地区,天然裂缝的发育程度相对较差,压裂缝的延伸方向及其形态主要受现今地应力的控制。因此,超低渗油田的开发井网部署时,既要考虑天然裂缝的发育程度,还应该考虑天然裂缝方位与地应力的匹配关系。 展开更多
关键词 天然裂缝 人工裂缝 地应力 耦合作用 开发意义
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半刚性基层沥青路面温缩型反射裂缝的扩展机理分析 被引量：23
12
作者 李自林 龚能飞 栾小兵 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期43-46,63,共5页
通过对半刚性基层在温度应力作用下裂缝扩展机理的分析,以线弹性断裂力学理论和有限单元方法为基础、利用ANSYS计算软件,研究了产生反射裂缝的力学机理,分析了各参数对含裂纹路面结构的应力场以及裂纹尖端应力强度因子的影响。结果表明... 通过对半刚性基层在温度应力作用下裂缝扩展机理的分析,以线弹性断裂力学理论和有限单元方法为基础、利用ANSYS计算软件,研究了产生反射裂缝的力学机理,分析了各参数对含裂纹路面结构的应力场以及裂纹尖端应力强度因子的影响。结果表明,得出裂纹尖端的应力集中是导致裂缝向上扩展的根本原因,降低基层材料的弹性模量能抑制或延缓基层裂缝的扩展;当裂缝已经反射到面层后,降低面层材料的弹性模量也可以起到抑制或延缓基层裂缝的扩展;同时,外界环境和路面结构对裂缝的扩展亦有较大的影响,应根据当地的气候条件合理地设计沥青面层和基层的厚度,以保证路面结构具有预期设计的抗裂性。为防止或减少反射性裂缝有重要的参考价值。 展开更多
关键词 道路工程 半刚性基层 ANSYS 断裂力学 反射裂缝 应力场
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具有离散裂缝空间分布的二维固体中地震波传播的有限差分模拟 被引量：24
13
作者 刘恩儒 岳建华 刘彦 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期180-188,共9页
结合有限差分方法和等效介质理论,模拟了离散分布裂缝介质中地震波的传播.基于等效介质理论,利用二维有限差分实现封闭裂缝的离散分布;裂缝可以处理成固体岩石中的高度柔性界面,并可以用线性滑动或者位移间断模型进行裂缝的物理描述.对... 结合有限差分方法和等效介质理论,模拟了离散分布裂缝介质中地震波的传播.基于等效介质理论,利用二维有限差分实现封闭裂缝的离散分布;裂缝可以处理成固体岩石中的高度柔性界面,并可以用线性滑动或者位移间断模型进行裂缝的物理描述.对于含有多组裂隙的破裂固体,其有效柔度可以认为是固体骨架背景柔度和裂缝附加柔度之和.在一阶近似条件下,固体骨架和裂缝参数可以通过有效各向异性系数联系起来,有效各向异性系数决定了各向异性(裂缝效应)对于地震波传播的影响.通过与射线理论方法的对比检验,说明本文提出的模拟方法的有效性,并通过几个数值算例说明本方法可有效模拟不同的裂缝分布效应.结果表明,即使在裂缝密度很小的情况下,具有相同裂缝密度的不同的空间分布可以产生不同的波场特征.同时,也验证了不同裂缝尺度对波长的不同影响,以及裂缝尺度具有幂率分布(分形)时,尺度对波场的影响.最后得出结论:在运用建立在等效介质理论基础上的地震各向异性概念来描述裂缝固体的特征时,要倍加小心,等效介质理论中尚未合理处理的裂缝尺度和空间分布对波的传播特征具有重要的影响. 展开更多
关键词 有限差分模拟 等效介质理论 离散裂缝 地震各向异性 波场
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深井复合顶板条件下沿空留巷顶板变形特征试验及控制对策 被引量：24
14
作者 杨朋 华心祝 +2 位作者 杨科 庞冬冬 成世兴 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期1067-1074,共8页
为更好研究深井复合顶板条件下沿空留巷围岩变形破坏机理,以淮南矿区顾桥矿1115(1)工作面轨道巷工程地质条件为研究背景,利用自行研制的两向四面不等压加载试验平台进行试验,获得了掘进、一次采动、留巷和二次采动过程中巷道顶板变形特... 为更好研究深井复合顶板条件下沿空留巷围岩变形破坏机理,以淮南矿区顾桥矿1115(1)工作面轨道巷工程地质条件为研究背景,利用自行研制的两向四面不等压加载试验平台进行试验,获得了掘进、一次采动、留巷和二次采动过程中巷道顶板变形特征。基于分形几何理论对复合顶板裂隙场进行定量描述,分析了巷道在不同阶段复合顶板的裂隙动态演化特征。研究结果表明:1)复合顶板变形破坏的宏观形态为"︶"型,以中低角度离层裂隙分布为主;2)复合顶板在基本顶旋转下沉过程中,裂隙快速发育,在充填体上方出现了明显的压剪裂隙;3)复合顶板裂隙分形维数随模拟过程逐渐增加,在留巷期间由于基本顶的旋转下沉,有明显的升维现象;4)顶板分形维数可以很好表征下沉量,二者近似呈现线性关系。基于研究成果,提出针对深井复合顶板条件下沿空留巷"各阶段逐级强化"和"强化护表"的支护对策与技术方案,并进行了工程验证。 展开更多
关键词 沿空留巷 复合顶板 裂隙场 分形几何 护表
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增强型地热系统热流耦合水岩温度场分析 被引量：24
15
作者 胡剑 苏正 +2 位作者 吴能友 翟海珍 曾玉超 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2014年第3期1391-1398,共8页
增强型地热系统(Enhanced Geothermal System,简称EGS)作为深层地热资源开采最有效方法已成为国际研究热点.其中多场耦合是EGS研究中的关键部分,但目前对最基础和最重要的热流耦合研究仍不充分,特别是对热流耦合下热传导过程和采热效率... 增强型地热系统(Enhanced Geothermal System,简称EGS)作为深层地热资源开采最有效方法已成为国际研究热点.其中多场耦合是EGS研究中的关键部分,但目前对最基础和最重要的热流耦合研究仍不充分,特别是对热流耦合下热传导过程和采热效率的研究还不透彻.本文构建了针对EGS单裂隙热流耦合的数学模型,模型主要控制热流耦合时水岩温度场的演化,以展现热流耦合下的热传导过程,并以此计算了裂隙宽度和裂隙水流速率对水岩温度场的影响,分析了裂隙特征对采热效率的影响.计算表明,在特定的开采条件下,都有相应的岩体温度场影响半径;热量从高温岩体传至裂隙流体的过程显示为进水口为低温区,以水流方向为轴,向两侧岩体对称展开的三角形热传导模式;裂隙宽度和裂隙流体速度对裂隙两侧的岩体温度场和采热半径产生明显影响,但裂隙长度总体上对采热率表现为正效应,而裂隙宽度和裂隙流体速度在一定范围内对采热率表现为负效应;裂隙宽度与裂隙流体速度对水岩温度场具有完全一致的影响效果.模型的对比验证确认了本模型的合理性和优越性.文中最大的创新点和亮点是首次推导给出了EGS热流耦合水岩温度场演化特征的简明数学表达式,另一亮点是基于岩体热传导系数来考虑耦合过程的热传导量. 展开更多
关键词 增强型地热系统 干热岩 单裂隙 热流耦合 温度场
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轮南奥陶系裂缝研究的综合定量方法 被引量：17
16
作者 朱庆杰 王波 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 1999年第2期180-189,共10页
轮南地区奥陶系裂缝型储层具有埋藏深、多期构造运动形成、影响因素多、后期改造作用复杂等特点。针对这些特点，建立预测裂缝发育区的综合数学模型，采用数理统计、应力场数值模拟、岩石力学性质分析与构造、沉积、钻井资料相结合的方... 轮南地区奥陶系裂缝型储层具有埋藏深、多期构造运动形成、影响因素多、后期改造作用复杂等特点。针对这些特点，建立预测裂缝发育区的综合数学模型，采用数理统计、应力场数值模拟、岩石力学性质分析与构造、沉积、钻井资料相结合的方法，确定裂缝形成时期及相互关系，分析裂缝形成的影响因素，建立不同岩性裂缝概率的计算方法和裂缝预测模型，综合各种影响因素，确定应力场数值模拟的模型参数，计算了四期裂缝发育概率，同时预测了各期裂缝、综合裂缝和有效裂缝的分布。计算结果与实际油气测试相吻合。 展开更多
关键词 裂缝 应力场 数学模型 奥陶纪 储集层
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综放开采顶煤裂隙扩展的应力驱动机制 被引量：22
17
作者 王家臣 王兆会 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期2376-2388,共13页
为探究采动应力场作用下顶煤裂隙场发育特征,采用室内实验、数值模拟、理论分析和现场实测等方法对综放开采顶煤裂隙场扩展的应力驱动机制进行了分析。顶煤冒放性同采动裂隙发育程度呈正相关,推导出顶煤裂隙发生Ⅰ,Ⅱ和Ⅰ-Ⅱ型扩展的应... 为探究采动应力场作用下顶煤裂隙场发育特征,采用室内实验、数值模拟、理论分析和现场实测等方法对综放开采顶煤裂隙场扩展的应力驱动机制进行了分析。顶煤冒放性同采动裂隙发育程度呈正相关,推导出顶煤裂隙发生Ⅰ,Ⅱ和Ⅰ-Ⅱ型扩展的应力场条件和优势扩展裂隙角确定方法,顶煤裂隙扩展与否和扩展类型受到主应力大小和主方向的影响;煤层回采后,顶煤最大和最小主应力均存在超前峰值现象,最大主应力演化存在增大和减小2个阶段,最小主应力则经历增大、减小和反向增大3个过程;煤壁前方最大和最小主应力方向在平行于推进方向的垂直平面(α)内向采空区旋转,两者在平面α内的旋转角度一致,煤壁后方发生反向回旋,最大主应力偏离平面α,最终旋转至工作面倾斜方向;最小主应力在水平面内的旋转角度同推进方向与初始最小地应力方向之间的夹角相等,最大主应力在水平面内不旋转;由于主应力增大和主方向旋转,顶煤裂隙首先发生Ⅰ型扩展,最大主应力峰值附近,顶煤裂隙在高围压作用下发生纯II型扩展,煤壁附近,顶煤裂隙在开挖卸荷作用下发生Ⅰ-Ⅱ混合型扩展,破碎顶煤最终于支架后方冒落;由于主应力方向的旋转效应,顶煤采动裂隙向采空区倾斜,根据顶煤裂隙扩展机理的不同,将顶煤划分为原岩应力区、微裂隙加密区、剪切破坏区、拉剪混合破坏区和散体冒落区。 展开更多
关键词 主应力大小 主应力方向 应力旋转 裂隙场
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顶板隔水层关键层耦合作用规律研究 被引量：15
18
作者 刘卫群 顾正虎 +1 位作者 王波 缪协兴 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期427-430,共4页
在煤矿开采过程中,如果覆岩裂隙扩展至贯穿隔水层,则会诱发地下水或地表水大量涌向采场,导致煤矿淹井事故.利用RFPA2D-Flow软件建立了隔水层关键层耦合的采场推进模型,计算并分析了裂隙场的发育和分布,绘制了顶板水渗流量曲线.讨论了与... 在煤矿开采过程中,如果覆岩裂隙扩展至贯穿隔水层,则会诱发地下水或地表水大量涌向采场,导致煤矿淹井事故.利用RFPA2D-Flow软件建立了隔水层关键层耦合的采场推进模型,计算并分析了裂隙场的发育和分布,绘制了顶板水渗流量曲线.讨论了与裂隙发育密切相关的覆岩支承压力与中间岩层厚度、关键层厚度及破断间的关系.结果表明:关键层未破断时,中间岩层厚度对隔水层裂隙发育作用不明显;厚关键层对隔水层能起较好的保护作用. 展开更多
关键词 顶板隔水层 关键层 耦合作用 裂隙场 突水
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地铁车辆轴箱吊耳断裂机理和试验研究 被引量：20
19
作者 石怀龙 王建斌 +1 位作者 戴焕云 邬平波 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期122-128,共7页
地铁车辆在正常运营过程中发生轴箱吊耳断裂问题,采用有限元分析方法和线路试验开展断裂机理研究,并对吊耳振动水平进行评估。通过分析振动激扰源和结构响应特性,确定断裂原因和提出解决方案并进行试验验证。仿真表明吊耳第一阶固有模... 地铁车辆在正常运营过程中发生轴箱吊耳断裂问题,采用有限元分析方法和线路试验开展断裂机理研究,并对吊耳振动水平进行评估。通过分析振动激扰源和结构响应特性,确定断裂原因和提出解决方案并进行试验验证。仿真表明吊耳第一阶固有模态为横向弯曲,主频约260 Hz;吊耳根部内圆弧处为强度薄弱点,与现场裂纹位置吻合。试验表明轴箱体、吊耳振动水平与线路区间相关,钢轨波磨是导致车辆振动水平激增的主因,波长61.5 mm;钢轨波磨波长、车辆常用速度共同作用导致波磨频率在吊耳固有模态频带内,导致结构共振从而引发疲劳破坏,提出钢轨打磨、优化吊耳结构设计和使用管理条件等解决措施。开展钢轨打磨效果验证性试验,表明钢轨打磨可显著降低吊耳加速度水平,使结构应力降低50%以上,但部分线路仍存在轻微波磨,可根据车辆振动数据特征对波磨路段进行定位从而再次进行打磨。 展开更多
关键词 地铁车辆 结构断裂 钢轨波磨 有限元分析 线路试验
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基于3D打印和DIC技术的裂隙网络模型变形破裂特征及填充物影响效应 被引量：19
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作者 张科 齐飞飞 陈宇龙 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2555-2563,共9页
由于工程岩体内部裂隙分布的复杂性,含裂隙网络的物理模型制作是困扰岩石力学试验研究的关键问题之一。提出了一种以水溶性材料为打印基材,以聚乳酸材料为支撑底座的裂隙网络模型3D打印方法。利用打印材料的水溶特性,提出了一种裂隙网... 由于工程岩体内部裂隙分布的复杂性,含裂隙网络的物理模型制作是困扰岩石力学试验研究的关键问题之一。提出了一种以水溶性材料为打印基材,以聚乳酸材料为支撑底座的裂隙网络模型3D打印方法。利用打印材料的水溶特性,提出了一种裂隙网络类岩石模型试件制备方法。利用数字图像相关方法,定量研究了裂隙网络类岩石模型试件加载过程中的变形破裂特征,并进一步分析了填充物的影响规律。试验结果表明:采用3D打印技术可以实现复杂裂隙网络模型的制备,模型试件力学特性具有很好的可重复性;裂隙网络类岩石模型试件应力-应变曲线在峰前出现多次明显的应力跌落,而峰后曲线呈现出塑性应变软化现象;DIC技术可以捕捉裂隙网络类岩石模型试件加载全过程的全局应变场,其变形破裂过程表现出应变局部化渐进演化特性,反映了裂纹萌生、扩展及贯通规律;不同的裂隙填充工况会影响模型试件的力学参数和应变场分布,这体现了所提出制备方法的优势,即能够填充符合工程实际情况的裂隙填充物。 展开更多
关键词 岩石力学 裂隙网络 3D打印 破裂 数字图像相关方法 应变场
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