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水平盐穴中压气蓄能储库关键顶板稳定性研究 被引量:8
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作者 张桂民 王贞硕 +2 位作者 刘俣轩 罗宁 董纪伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期800-812,共13页
在盐穴中建设压气蓄能电站是解决风/光能源发电并网以及电网调峰的重要手段之一。近年来,为了充分利用中国层状盐岩资源,提出了建设水平腔体储库的方案。然而,水平腔体在拥有更大储库空间的同时,亦带来了更大跨度的顶板,可能因损伤破坏... 在盐穴中建设压气蓄能电站是解决风/光能源发电并网以及电网调峰的重要手段之一。近年来,为了充分利用中国层状盐岩资源,提出了建设水平腔体储库的方案。然而,水平腔体在拥有更大储库空间的同时,亦带来了更大跨度的顶板,可能因损伤破坏成为气体泄漏的通道。确定了层状盐岩上覆的泥质硬石膏层为水平腔体稳定与否的关键顶板,分析了其受力状态和可能的失稳类型;基于线性规划的方法确定了压气蓄能内压范围及埋深的可行域;利用数值模拟的方法,研究了水平腔体压气蓄能储库顶板稳定性及其影响因素。结果表明:循环内压上限是关键顶板稳定性的主要决定因素,宜小于原位地应力的75%,但不宜小于60%;水平腔体尺寸的增大,会增加泥质硬石膏顶板的下沉量、塑性区的范围和体积,改变腔体的体积收缩率,需要综合确定最优值;增大保留盐层厚度,可以降低关键顶板的下沉量和塑性区体积,但却会增加体积收缩率,同时也不利于层状盐岩资源的充分利用。 展开更多
关键词 层状盐岩 压气蓄能 水平腔体 关键顶板 稳定性
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基于三剪能量屈服准则的地下水平盐岩储库腔壁稳定性分析 被引量:5
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作者 郝铁生 梁卫国 张传达 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1997-2006,共10页
为解决地下水平盐岩储库的稳定性问题,在三剪能量屈服准则和试验研究的基础上,建立一个新的基于洛德角和应力的全应力状态的扩容准则。以建立的准则为判据,在不同轴比、不同侧压系数条件下,对常见的水平椭圆柱形的盐岩储库腔壁稳定性进... 为解决地下水平盐岩储库的稳定性问题,在三剪能量屈服准则和试验研究的基础上,建立一个新的基于洛德角和应力的全应力状态的扩容准则。以建立的准则为判据,在不同轴比、不同侧压系数条件下,对常见的水平椭圆柱形的盐岩储库腔壁稳定性进行评价,最终确定储库的最佳轴比及其运营的极限气压范围。将计算结果与Kerry DeVries准则的计算结果进行对比,结果表明:该准则为确定地下水平盐岩储库运营时的极限气压提供了行之有效的理论方法。 展开更多
关键词 岩石力学 层状盐岩 水平储库 腔壁 稳定性 改进的三剪能量屈服准则
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水平产状砂质板岩铁路隧道洞室成形爆破参数研究 被引量:3
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作者 孟令瀚 崔光耀 《高速铁路技术》 2019年第6期21-25,共5页
本文依托贵广铁路同马山隧道工程,根据理论分析及现场作业反馈,对水平产状砂质板岩隧道的洞室爆破成形参数进行研究。研究结果表明:(1)对于此段工程隧道,爆破参数拟定为炮眼直径42 mm,不耦合系数1.4,周边眼间距443 mm,炮眼密集系数0.73... 本文依托贵广铁路同马山隧道工程,根据理论分析及现场作业反馈,对水平产状砂质板岩隧道的洞室爆破成形参数进行研究。研究结果表明:(1)对于此段工程隧道,爆破参数拟定为炮眼直径42 mm,不耦合系数1.4,周边眼间距443 mm,炮眼密集系数0.73,最小抵抗线610 mm,单孔装药量0.42 kg,周边眼数目62;(2)根据选定参数进行的洞室光面爆破,得到79%的隧道断面平均线超挖量符合要求,75%的隧道断面最大线超挖量符合要求,爆破效果良好。研究成果可为水平层状围岩地区隧道建设提供有利借鉴。 展开更多
关键词 铁路隧道 水平产状 砂质板岩 洞室成形 爆破参数
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水平入射条件下地下岩体浅埋平行洞室群地震动力响应分析
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作者 何国富 秦志勇 +2 位作者 高锡敏 缪国庆 张宏赓 《化工与医药工程》 2018年第4期1-7,共7页
结合湛江某地下水封洞库工程,建立了大型地下岩体浅埋平行洞室群的有限元—无限元耦合动力计算模型,以地震位移波为激励方式,进行了水平入射条件下的洞室群时域地震响应分析。从应力、位移和应变能三个方面的分析结果表明,在水平地震作... 结合湛江某地下水封洞库工程,建立了大型地下岩体浅埋平行洞室群的有限元—无限元耦合动力计算模型,以地震位移波为激励方式,进行了水平入射条件下的洞室群时域地震响应分析。从应力、位移和应变能三个方面的分析结果表明,在水平地震作用下,平行对称布置的洞室群围岩岩体受地震水平剪切运动控制,各个洞室围岩的应力、位移和应变能的响应幅值均以开挖后稳定的初始基本量为对称轴而变化;应力响应幅值变化量对围岩材料强度不起主要作用;各洞室不同测点处的总位移响应时程形态基本一致,其中边缘洞室的边墙相对位移最大响应幅值约为中间洞室最小值的0.7倍;围岩应变能的积聚主要集中在边缘洞室的拱顶和底板。三个方面的分析同时表明了平行布置的洞室群受地震影响的程度以最外侧洞室为最大,并依次向中间洞室递减,边洞室为地震作用最薄弱位置。 展开更多
关键词 地震作用 水平入射 洞室群 平行布置 地震响应
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盐岩水平储气库的相似模拟建腔和长期稳定性分析 被引量:14
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作者 刘建平 姜德义 +1 位作者 陈结 刘新荣 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期45-51,共7页
利用地下盐穴作为油气储库是一种常见的方法。但由于中国地下盐矿层状盐岩居多,特点是单层厚度薄,不溶物含量高,因此单井造腔腔型控制难度大,造腔速度慢。根据双井对流建库方法,通过实验模拟建造的水平盐穴为模型基础,依据湖北云应地区... 利用地下盐穴作为油气储库是一种常见的方法。但由于中国地下盐矿层状盐岩居多,特点是单层厚度薄,不溶物含量高,因此单井造腔腔型控制难度大,造腔速度慢。根据双井对流建库方法,通过实验模拟建造的水平盐穴为模型基础,依据湖北云应地区盐矿地质条件和盐岩的物理力学性质,数值模拟其在不同埋深情况下建造后腔体长期运行体积收缩情况。通过实验发现采用双井对流造腔方法建设储气库是可行的,腔体的形状可以通过流量和油液分界面来控制。对地下盐岩水平储气库的岩石长期蠕变模拟发现,水平储气库随着埋深越大相同蠕变期内条件下腔体的体积收缩率和腔体周边塑性变形区体积也越大,同时使用寿命也越短。 展开更多
关键词 盐岩 储气库 建腔 稳定性
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利用深层煤炭地下气化技术建设煤穴储气库的可行性研究 被引量:14
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作者 孔令峰 赵忠勋 +2 位作者 赵炳刚 杜敏 孔梓拯 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期99-107,共9页
我国天然气主要消费市场尤其是环渤海和华东地区,调峰和应急保障需求强烈,但地下储气库设施数量与规模都严重不足,与实际需求量差距很大。国外已有将煤炭矿井改造成地下储气库的经验,深层煤炭地下气化实验也已经取得成功。环渤海和华东... 我国天然气主要消费市场尤其是环渤海和华东地区,调峰和应急保障需求强烈,但地下储气库设施数量与规模都严重不足,与实际需求量差距很大。国外已有将煤炭矿井改造成地下储气库的经验,深层煤炭地下气化实验也已经取得成功。环渤海和华东地区已被证实存在大量的深部厚煤层,借鉴盐穴储气库建设、深层煤炭地下气化和煤穴封存CO_2的思路和技术,可将深层煤炭原位气化后所形成的煤穴空间改造为地下储气库。模拟案例分析结果表明,煤穴储气库在资源、选址、主体工艺、建设规模、建设周期和投资经济性等方面均较为可行,而且在投资经济性上优于环渤海和华东地区目前在建和规划建设的盐穴储气库。利用深层煤炭地下气化技术建设煤穴储气库,既能利用没有井工开采价值的深层煤炭资源,增加天然气供应量,又能提升天然气市场健康发展所急需的调峰和应急保障能力。最后建议:油气企业应与煤炭企业、燃气企业和研究院所等开展合资合作,在储气库调峰需求强烈的京津冀和华东地区,率先启动深层煤炭地下气化技术研究,开展矿场试验,尽快启动煤穴储气库建设。 展开更多
关键词 深层煤炭 UCG 水平井 煤层气 甲烷化 煤穴储气库 盐穴储气库 可行性
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煤层气排采中的“灰堵”问题应对技术——以沁水盆地多分支水平井为例 被引量:11
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作者 杨勇 崔树清 +3 位作者 倪元勇 张国生 李立昌 孟振期 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期89-93,共5页
煤层的性质决定了煤层气在排水采气过程中"出灰"(产出煤粉)是一种必然现象,在煤层气低能量开采及关井后再次开井条件下,煤粉的产出对产能的负面影响是不可逆转的。为此,通过分析山西沁水盆地煤层气排采特征以及该区多分支水... 煤层的性质决定了煤层气在排水采气过程中"出灰"(产出煤粉)是一种必然现象,在煤层气低能量开采及关井后再次开井条件下,煤粉的产出对产能的负面影响是不可逆转的。为此,通过分析山西沁水盆地煤层气排采特征以及该区多分支水平井实钻井眼轨迹特征,找出了多分支水平井产气量达不到预期目标,以及关井实施维护性作业后难以恢复到关井前产量的2个原因:煤粉沉积堵塞了储层的运移通道,水平井段的波谷处形成的地层水和煤粉沉积加大了气体流向井底的阻力。进而提出了应对"灰堵"问题的关键技术:①煤层气水平井的井眼轨迹应在保证一定煤层钻遇率的前提下,以井眼光滑、总体上倾为原则,避免出现"波浪状"井眼;②排采井洞穴具有"沉沙"功能,便于气、液、固三相分离,是煤层气多分支水平井不可或缺的重要组成部分;③主支在稳定的煤层顶板或底板的仿树形水平井为疏灰提供了稳定的洗井通道。该研究成果为解决煤层气排水采气过程中的排灰问题提供了有益的尝试。 展开更多
关键词 煤层气 排采 煤粉 多分支水平井 煤层钻遇率 仿树形水平井 轨迹控制 洞穴完井 沁水盆地
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水平对接采卤井腔体溶蚀形态分析 被引量:6
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作者 周冬林 焦雨佳 +1 位作者 杜玉洁 王立东 《西南石油大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期142-148,共7页
水平对接采卤井腔体的形态无法被现有声呐检测设备直接探测,腔体形态不明是制约这类腔体改造利用的主要因素。针对这一问题,采用声呐检测技术和造腔工程技术,结合采卤井钻井工程资料、生产资料和盐层不溶物含量等资料,计算了腔体的底坑... 水平对接采卤井腔体的形态无法被现有声呐检测设备直接探测,腔体形态不明是制约这类腔体改造利用的主要因素。针对这一问题,采用声呐检测技术和造腔工程技术,结合采卤井钻井工程资料、生产资料和盐层不溶物含量等资料,计算了腔体的底坑体积,构建了水平对接井腔体的整体形态。结果表明,水平对接井腔体的溶蚀主要发生在两口井的井眼附近,形成两个类似于单井溶蚀的腔体,自由体积仅存于两口井附近,两口井之间连通部位仅有一个狭长的通道连接,腔体大部分被不溶物掩埋,整体形态呈U形。研究结果可以指导水平对接井采卤腔体的稳定性评价和改造利用方案设计,有效推动这类腔体的储气库改造利用。 展开更多
关键词 老腔 储气库 声呐检测 水平腔段 U形腔体
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试论缝洞系岩溶及其地质意义 被引量:2
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作者 唐正松 《西南石油学院学报》 CSCD 1995年第2期15-21,共7页
本文提出动压办──变容岩溶机理,以探讨碳酸盐岩缝洞系岩溶作用和特征。作者认为构造水平应力场主要控制缝洞系岩溶强度和分布,缝洞系岩溶作用是造成天然气储层异常高压和天然气富集程度较分散等地质现象的重要因素之一。
关键词 缝洞系统 油气聚集 岩溶 碳酸岩油气田
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盐岩水平溶腔储库可用性的数值模拟研究 被引量:7
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作者 孟涛 梁卫国 代进州 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2013年第4期10-15,共6页
我国盐矿具有多夹层、单层薄的特点。目前国内外盐岩溶腔研究主要集中在垂直溶腔上,这类溶腔往往穿过夹层,引起层状盐岩层内多重剪切破坏,不利于溶腔的稳定。水平溶腔,垂直高度小,不穿过夹层,将是一个较好的选择。通过FLAC3D数值模拟软... 我国盐矿具有多夹层、单层薄的特点。目前国内外盐岩溶腔研究主要集中在垂直溶腔上,这类溶腔往往穿过夹层,引起层状盐岩层内多重剪切破坏,不利于溶腔的稳定。水平溶腔,垂直高度小,不穿过夹层,将是一个较好的选择。通过FLAC3D数值模拟软件,基于某盐矿地质条件,对圆形截面水平溶腔和倒梯形截面水平溶腔分别按照不同的尺寸进行了稳定性分析对比,分析了溶腔在建腔完成之后以及周期注采情况下运营30 a后的最小扩容破坏安全系数和体积收缩率。结果表明,圆形截面更适合于水平溶腔,倒梯形水平溶腔最优尺寸为36∶24∶12,圆形截面最优尺寸为直径30m。 展开更多
关键词 盐岩 蠕变 水平溶腔储气库 稳定性 数值模拟
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夹层对水平盐穴应力和破损的影响 被引量:6
11
作者 马旭强 杨春和 +1 位作者 施锡林 李银平 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第A01期3314-3320,共7页
从体积方面考虑水平盐穴适合于我国较薄的层状盐岩,但它有可能与夹层相交。为分析夹层对水平盐穴应力和破损的影响,建立一种含夹层水平盐穴的模型。基于夹层单元受力平衡和界面上荷载传递机制,推导出界面和夹层的应力解析解。并将应力... 从体积方面考虑水平盐穴适合于我国较薄的层状盐岩,但它有可能与夹层相交。为分析夹层对水平盐穴应力和破损的影响,建立一种含夹层水平盐穴的模型。基于夹层单元受力平衡和界面上荷载传递机制,推导出界面和夹层的应力解析解。并将应力公式与莫尔–库仑准则相结合,对界面滑移和围岩塑性区进行分析。研究表明:界面剪应力与盐岩夹层的相对位移成正比;盐穴附近界面剪应力最大,该处最易发生界面滑移,并且界面剪应力随夹层弹性模量和夹层厚度增大;夹层的平衡方程表明夹层径向应力的导数与界面剪应力有关,而界面剪应力的方向在中性点发生改变,所以夹层径向应力先减小再增大;主应力σ_1和σ_3分别为切向应力和径向应力,夹层切向应力和盐岩相等,而夹层径向应力小于盐岩,所以夹层塑性区的范围大于盐岩。 展开更多
关键词 岩石力学 水平盐穴 夹层 界面 荷载传递法 应力分布 破损机制
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盐穴储气库水平腔溶蚀特征实验 被引量:5
12
作者 康延鹏 焦雨佳 +2 位作者 王建夫 张玲 吴张帆 《油气储运》 CAS 北大核心 2022年第9期1061-1068,共8页
中国盐岩资源具有夹层多、盐层薄、品位差等特点。常规单井垂直造腔腔体体积小、盐层利用率低,不能满足快速、高效建库的要求。水平多步法造腔可提高盐层利用率,适合在薄盐层盐矿建设大型储气库。腔体形态是影响水平腔体积和稳定性的关... 中国盐岩资源具有夹层多、盐层薄、品位差等特点。常规单井垂直造腔腔体体积小、盐层利用率低,不能满足快速、高效建库的要求。水平多步法造腔可提高盐层利用率,适合在薄盐层盐矿建设大型储气库。腔体形态是影响水平腔体积和稳定性的关键因素。在此开展了水平腔溶蚀特征物理模拟实验,探究了排量、排卤管高度、退步步长等造腔参数对腔体形态和排卤浓度的影响。结果表明:大排量和高排卤管口位置会降低排卤浓度,且在造腔前期影响更显著;小步长宜形成驼峰形腔顶,大步长和使用阻溶剂宜形成平顶形腔顶,双井交替注水则形成两端大、中间小的腔体。实验得到的腔体形态与数值模拟结果基本一致,验证了实验结果的准确性。并且结合实验结果给出现场水平多步法造腔排量、步长等参数的参考值,以建造驼峰形水平腔,从而提高腔体稳定性和储气能力。 展开更多
关键词 盐穴储气库 水平多步法 溶蚀实验 溶蚀特征 驼峰形腔顶
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水平薄层岩体中大跨度地下洞室工程地质研究 被引量:6
13
作者 李院忠 王少川 +1 位作者 孙莉萍 齐俊修 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期2361-2366,共6页
山西西龙池抽水蓄能电站地下厂房围岩为水平薄层岩层,工程竣工发电已多年,施工及运行期安全,但工程开工前,还没有在水平薄层岩体中开挖大跨度高边墙地下洞室的成功范例,鉴于此,以山西西龙池抽水蓄能电站工程为依托,从工程地质角度,对水... 山西西龙池抽水蓄能电站地下厂房围岩为水平薄层岩层,工程竣工发电已多年,施工及运行期安全,但工程开工前,还没有在水平薄层岩体中开挖大跨度高边墙地下洞室的成功范例,鉴于此,以山西西龙池抽水蓄能电站工程为依托,从工程地质角度,对水平薄层围岩岩性特征、岩体结构特征、岩体力学特性、大跨度高边墙地下洞室围岩分类、围岩变形特征等方面进行了研究,依据研究成果,对洞室开挖支护施工、围岩变形监测等进行了分析,依据围岩变形监测成果对围岩力学参数进行了反演,验证了前期勘察成果,取得了在水平薄层状地质环境中开挖大型地下洞室的宝贵经验,进而为在水平薄层状地质体中修建大跨度、高边墙地下洞室提供了更多的技术支持,对此类不良地质条件下大型地下洞室群建设具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 水平薄层岩体 大跨度地下洞室 地下厂房 工程地质研究
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强岩溶发育区某些岩土工程问题——桂林市岩土工程的部分总结(三) 被引量:5
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作者 李忠铭 《桂林工学院学报》 2003年第4期426-434,共9页
Geotechnical engineering problems in karst strongly developed area are complicated. Some karst-related geotechnical engineering problems are discussed, which have major influence on construction projects, such as kars... Geotechnical engineering problems in karst strongly developed area are complicated. Some karst-related geotechnical engineering problems are discussed, which have major influence on construction projects, such as karst development laws in geotechnical engineering quality evalution, stability evaluation of huge horizontal dissolved cavern, investigation measures for the correct judgments of karst developed degree, some recent and ancient typical collapses and their geotechnical engineering solutions. Furthermore,solutions are presented for major projects as the deep and large pile foundations of Jiefang Bridge and for accident-frequent dug pile foundations. 展开更多
关键词 岩溶发育区 岩土工程 塌陷 桩基施工
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双井水平盐腔恒定内压的天然气储库 被引量:4
15
作者 李梦瑶 侯正猛 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期47-54,共8页
盐岩是国际公认的能源储存理想介质。中国盐岩呈层状分布并具有单层厚度薄、杂质含量高、含有众多不可溶夹层的特点,故地下能源储库更宜采用水平腔体形式。为保证水平盐腔的运营安全且实现整个候选场址能源储库总容积的最大化,提出双井... 盐岩是国际公认的能源储存理想介质。中国盐岩呈层状分布并具有单层厚度薄、杂质含量高、含有众多不可溶夹层的特点,故地下能源储库更宜采用水平腔体形式。为保证水平盐腔的运营安全且实现整个候选场址能源储库总容积的最大化,提出双井水平盐腔恒定内压的储气库形式,即在水平腔体中对称均匀设置两口井,分别用于注采天然气和卤水,并保持运营过程中腔体内气压为恒定最大值。根据金坛盐岩实际地质构造及岩石力学参数,使用FLAC3D有限差分软件,建立双井水平盐腔恒定内压储气库模型进行数值模拟,从稳定性、密闭性、可使用性和井喷分析4个方面研究其长期运营的可行性和安全性;另设置对照组模拟传统腔体的工作状态,与其进行对比。结果表明:双井水平盐腔恒定内压储气库满足长期运营安全性等各方面的要求,且其性能明显优于传统储气库;此外,该储气库形式还具有经济、灵活、调峰能力强,能很好地应对井喷,相同容积造价低,能充分利用盐层密集建腔等诸多优点,是适合中国盐岩特点的储气库形式。 展开更多
关键词 地下储气库 内压恒定的双井水平盐腔 层状盐岩 数值模拟
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RMRS精准定位技术在岩盐开采中的应用 被引量:2
16
作者 宋强 陈霄 +1 位作者 汤福彬 刘彬 《中国井矿盐》 CAS 2011年第3期21-23,共3页
在威西构造岩盐矿区开发过程中,首次在岩盐开采引进目前最为先进的RMRS精准定位技术,大大提高了小溶腔对接成功率,缩短了岩盐开采中的建井时间,节省了直井建槽投资,有效保护了环境,提高了企业的经济效益和社会效益。
关键词 RMRS精准定位 岩盐开采 水平井对接 小溶腔
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盐穴储气库地应力测试新方法 被引量:1
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作者 闫凤林 翁小红 +3 位作者 李祥 杨海军 李建君 王晓刚 《重庆科技学院学报(自然科学版)》 CAS 2017年第3期63-65,共3页
阐述了水压致裂法测试地应力的原理及测试过程,并对测试数据进行了分析。该方法具有测试过程简单、用时少、经济性好等优点,并且能够准确可靠地获得盐岩层水平最小主应力,为盐穴储气库计算库容规模、工作气量以及安全运行提供了关键的... 阐述了水压致裂法测试地应力的原理及测试过程,并对测试数据进行了分析。该方法具有测试过程简单、用时少、经济性好等优点,并且能够准确可靠地获得盐岩层水平最小主应力,为盐穴储气库计算库容规模、工作气量以及安全运行提供了关键的地质参数。 展开更多
关键词 水压致裂 最小水平主应力 盐穴储气库 测试方法
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大断面横竖洞室群施工技术探讨 被引量:1
18
作者 张玉强 《山西建筑》 2019年第12期126-128,共3页
以大断面横竖洞室群施工技术应用为例,通过对比优化施工技术措施,克服了不良地质条件下大断面横竖洞室群体施工风险,成功实现了过程风险控制及工序转换。
关键词 大断面横竖洞室群 不良地质 坍塌 施工技术
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水平盐穴形态探测器监控系统设计
19
作者 郝彦钊 马春燕 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2021年第1期132-136,共5页
针对传统声呐技术在水平盐穴的形态测量中应用难的问题,提出了一种形态探测器搭载图像声呐的盐穴形态探测方法,并对该探测器的监控系统进行了设计与分析。该系统包括地面监控系统以及以C8051F020控制器为核心的地下监测系统两部分,采用... 针对传统声呐技术在水平盐穴的形态测量中应用难的问题,提出了一种形态探测器搭载图像声呐的盐穴形态探测方法,并对该探测器的监控系统进行了设计与分析。该系统包括地面监控系统以及以C8051F020控制器为核心的地下监测系统两部分,采用光纤进行通讯。将图像声呐装入形态探测器中,探测器在注水的盐穴中按照规定好的路线进行移动的同时,图像声呐进行盐穴的探测工作。通过实验数据表明,该监控系统的监测结果稳定准确,对水平盐穴的形态探测具有重要的应用价值。 展开更多
关键词 水平盐穴 形态探测 监控系统 C8051F020 Visual C^++
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