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空孔作用下定向涨裂破岩试验研究 被引量：11
1
作者 崔松 刘送永 黄举 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1570-1580,共11页
为了深入研究空孔作用下岩石定向涨裂机理,开展不同空孔距离及数量下的定向涨裂破岩试验,分析对岩石裂纹扩展及涨裂压力的影响规律。研究结果表明:空孔存在时可定向引导涨裂裂纹扩展并明显减小涨裂压力;随着空孔距离增大,空孔定向引导... 为了深入研究空孔作用下岩石定向涨裂机理,开展不同空孔距离及数量下的定向涨裂破岩试验,分析对岩石裂纹扩展及涨裂压力的影响规律。研究结果表明:空孔存在时可定向引导涨裂裂纹扩展并明显减小涨裂压力;随着空孔距离增大,空孔定向引导裂纹方向能力越来越差,最大涨裂压力逐渐增大,当空孔距离由200 mm增至250 mm时,最大涨裂压力的最大变化率为13.8%;随着空孔数量增加,主裂纹线性增加,但裂纹扩展方向线性度越来越差,最大涨裂压力逐渐减小,当空孔数量由2个增至3个时,最大涨裂压力的最大变化率为16.3%。通过试验直接证明了空孔定向涨裂破岩的可行性。 展开更多
关键词 涨裂破岩 空孔效应 定向破岩 裂纹扩展 涨裂压力
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基于空孔效应的坚硬岩石涨裂破岩力学特性研究 被引量：2
2
作者 冀玉豪 李文杰 +2 位作者 康兰方 唐刚 梁斌 《爆破》 CSCD 北大核心 2023年第2期54-61,共8页
为了提高坚硬岩石定向涨裂破岩效率,从坚硬岩石涨裂定向破岩机理出发,基于空孔效应理论对200 mm、250 mm、300 mm、400 mm空孔间距以及20 mm、40 mm、90 mm、120 mm空孔半径下空孔孔壁的应力变化规律展开研究,将理论计算与数值模拟进行... 为了提高坚硬岩石定向涨裂破岩效率,从坚硬岩石涨裂定向破岩机理出发,基于空孔效应理论对200 mm、250 mm、300 mm、400 mm空孔间距以及20 mm、40 mm、90 mm、120 mm空孔半径下空孔孔壁的应力变化规律展开研究,将理论计算与数值模拟进行对比分析验证。研究结果显示:空孔的存在使得空孔靠近涨裂孔一侧产生应力集中,随着空孔间距增大、空孔半径减小,空孔效应应力集中现象越弱;空孔圆周上受拉区为±40°以内,最大拉应力出现在空孔与涨裂孔圆心连接线上,最大压应力出现在空孔圆周±70°附近。孔间连线上I型岩石应力强度因子与应力变化规律相对应,在孔间距达到400 mm时,应力强度因子K_(I)小于岩石的断裂韧度K_(IC),无法达到形成贯通裂纹的条件。依据研究成果设置空孔参数,并在深圳市铁岗-石岩水库石岩北清水引水隧洞进行涨裂破岩试验。试验结果显示:空孔对于裂纹扩展方向具有引导作用,能够促使空孔与涨裂孔连线方向产生贯通的主裂纹,有利于提高坚硬岩石的涨裂破岩效率,能够为相似工程提供借鉴和参考。 展开更多
关键词 坚硬岩石 定向破岩 空孔效应 数值模拟 静力爆破
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增强造斜易控性的新型PDC钻头工作特性 被引量：6
3
作者 田家林 刘刚 +5 位作者 杨琳 吴纯明 杨志 袁长福 付传红 李友 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期882-889,共8页
为提高特殊赋存条件下的油气井定向钻进过程钻头的造斜可控性,提出一种新型的PDC钻头设计方案。综合考虑钻头心部锥角、冠部形状、过渡圆弧半径和中心线位置等因素,研究其造斜易控特性。进行了钻头的线型轮廓设计,建立了造斜段钻头的力... 为提高特殊赋存条件下的油气井定向钻进过程钻头的造斜可控性,提出一种新型的PDC钻头设计方案。综合考虑钻头心部锥角、冠部形状、过渡圆弧半径和中心线位置等因素,研究其造斜易控特性。进行了钻头的线型轮廓设计,建立了造斜段钻头的力学分析模型,并在此基础上分析了钻头破岩过程的造斜特性;根据实验测试结果,分析轮廓设计参数对钻头破岩特性的影响。研究结果表明:心部锥角和过渡圆弧半径对PDC钻头的造斜能力及造斜曲率影响较大;心部锥角太深,使钻头偏转能力下降,进而导致其造斜曲率过大;心部锥角太浅,钻头稳斜能力显著下降,使实际稳斜阶段曲线较设计曲线偏离较大;在定向井实际钻进过程中,增强造斜易控性的新型PDC钻头能较好地解决现有常规PDC钻头偏转能力弱、造斜曲率过大的缺点。建立的分析模型综合考虑了钻头在定向钻进时的复杂工况,并对相关研究进行了修正和完善;同时,通过相关参数的调整,可将分析模型应用于其他情况下的分析研究,研究结论对定向井技术的发展及钻井工具的研制具有重要参考意义。 展开更多
关键词 PDC钻头 定向井 造斜 破岩 力学模型
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多孔线性协同定向水压裂缝扩展规律的数值模拟研究 被引量：1
4
作者 卢卫永 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2021年第8期83-87,共5页
针对破岩工程中定向致裂的问题,首先分析了多孔线性协同定向水压致裂技术原理,然后采用RFPA2D-Flow数值模拟软件对多孔线性协同定向水力致裂试验结果进行验证,最后研究了多孔线性协同定向水压裂缝的起裂和扩展规律。结果表明:RFPA2D-Flo... 针对破岩工程中定向致裂的问题,首先分析了多孔线性协同定向水压致裂技术原理,然后采用RFPA2D-Flow数值模拟软件对多孔线性协同定向水力致裂试验结果进行验证,最后研究了多孔线性协同定向水压裂缝的起裂和扩展规律。结果表明:RFPA2D-Flow数值模拟结果与试验结果趋于一致;多孔线性协同定向水力致裂的过程可以分为注水升压、水压裂缝的起裂、裂缝稳定扩展和裂缝贯通4个阶段;在裂缝传播过程中,裂缝扩展朝向钻孔分布的方向。不同钻孔在水压裂缝扩展过程中存在相互影响,导致水压裂缝扩展贯通。 展开更多
关键词 定向破岩 多孔线性 协同定向水力致裂 裂缝扩展
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新型斜控PDC钻头冠形设计与破岩机理研究 被引量：1
5
作者 田家林 刘刚 +5 位作者 杨琳 吴纯明 杨志 袁长福 付传红 李友 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第12期1813-1818,共6页
针对新型油气资源开采的复杂条件,为提高新形势下定向井造斜段井眼质量,提出一种新型斜控PDC钻头。首先根据刀翼线型轮廓设计准则,突破现有锥形心部曲线的局限,将传统锥形心部曲线变为圆弧过渡型曲线;综合考虑影响钻头造斜能力的关键因... 针对新型油气资源开采的复杂条件,为提高新形势下定向井造斜段井眼质量,提出一种新型斜控PDC钻头。首先根据刀翼线型轮廓设计准则,突破现有锥形心部曲线的局限,将传统锥形心部曲线变为圆弧过渡型曲线;综合考虑影响钻头造斜能力的关键因素,结合布齿参数与钻井实际工况,建立切削齿破岩过程的力学分析模型,然后在此基础上分析钻头造斜易控特性。研究结果表明:传统PDC钻头的锥形心部是制约钻头偏转的关键因素,钻头心部曲线变为圆弧轮廓后,其偏转易控特性得到较大提升。同时通过现场试验,将新型斜控PDC钻头与现有钻头的造斜段钻进性能进行对比,分析其定向钻进的破岩特性与造斜能力。研究结论对钻头破岩机理的研究及定向井技术的发展具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 钻井 PDC钻头 布齿 冠形曲线 破岩机理
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潜孔锤定向钻进可行性研究
6
作者 宋永志 《化工设计通讯》 CAS 2019年第7期159-159,200,共2页
潜孔锤空气动力钻进具有破岩效率高、钻进速度快、设备可快速部署、综合成本较低的优点,将定向钻进技术与空气动力潜孔锤相结合,则可以完成空气动力钻进的定向井,使水资源钻井、煤层气钻井、过采空区钻井、抢险救灾等工程在快速施工的... 潜孔锤空气动力钻进具有破岩效率高、钻进速度快、设备可快速部署、综合成本较低的优点,将定向钻进技术与空气动力潜孔锤相结合,则可以完成空气动力钻进的定向井,使水资源钻井、煤层气钻井、过采空区钻井、抢险救灾等工程在快速施工的前提下,还能精确地控住轨迹、命中预定的靶区,使钻井的质量和效用上升到一个新的层次。 展开更多
关键词 潜孔锤 定向钻进 采空区 破岩
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轴扭耦合冲击钻井技术研究 被引量：21
7
作者 穆总结 李根生 +1 位作者 黄中伟 臧传贞 《石油机械》 北大核心 2018年第10期12-17,共6页
单纯的轴向或扭向冲击破岩技术存在局限性,已经不能满足目前钻井提速的发展需求。为此,在对轴向冲击和扭向冲击破岩提速技术深入研究的基础上,提出了轴扭耦合冲击钻井提速方法,研制了轴扭耦合冲击钻井提速工具,在分析工具性能特点及工... 单纯的轴向或扭向冲击破岩技术存在局限性,已经不能满足目前钻井提速的发展需求。为此,在对轴向冲击和扭向冲击破岩提速技术深入研究的基础上,提出了轴扭耦合冲击钻井提速方法,研制了轴扭耦合冲击钻井提速工具,在分析工具性能特点及工作原理的基础上,对工具的轴向冲击力、轴向冲击频率、扭向冲击力和扭向冲击频率进行了分析与计算。分析结果表明:轴扭耦合冲击钻具集轴向冲击与扭向冲击优势于一体,能够最大程度地满足目前钻井提速的技术要求;建议加大轴扭耦合冲击作用下的动力响应机理、性能参数变化规律以及影响因素研究力度,充分发挥轴扭耦合冲击破岩的技术优势。所得结果可为轴扭耦合冲击钻具的室内及现场试验提供依据。 展开更多
关键词 钻井提速 耦合冲击 冲击力 冲击频率 轴向 扭向 剪切破岩
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控制爆破技术优化在杏山铁矿巷道贯通中的应用
8
作者 张达 杨子龙 《有色金属（矿山部分）》 2022年第4期34-38,共5页
地采矿山无底柱分段崩落法开采中,对于已运行的风井或管缆井进行爆破,会出现爆破飞石对井内电缆造成严重损伤的问题,影响整个采场供电系统,对井下回采和其他作业的安全产生威胁。结合杏山铁矿地采的现场情况,通过探孔探明现场实际现状,... 地采矿山无底柱分段崩落法开采中,对于已运行的风井或管缆井进行爆破,会出现爆破飞石对井内电缆造成严重损伤的问题,影响整个采场供电系统,对井下回采和其他作业的安全产生威胁。结合杏山铁矿地采的现场情况,通过探孔探明现场实际现状,采用预留隔离保安岩层与控制爆破抛渣方向技术,对-236 m水平1#风井联络道实施贯通爆破。本次风井联络道爆破采用先后两次爆破,将乳化药卷Ф36 mm×450 mm均改为Ф32 mm×330 mm。第一次是进行小断面掏槽爆破,降低爆破破坏作用,为第二次爆破提供抛渣自由面。第二次是对轮廓面进行爆破,改变贯通爆破的抛渣方向,安全高效完成了-236 m水平1#风井联络道贯通爆破工程,为今后同类工程的实施提供了实践经验。 展开更多
关键词 贯通爆破 抛渣方向 分次爆破 地下矿山 破岩机理 参数优化 无底柱分段崩落法
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