不同岩石剪切破坏判据对井壁坍塌压力的影响分析EI北大核心CSCD

为了优选井壁坍塌压力预测的岩石强度准则,在综合评价M-C,MG-C和E.MG-C准则特点的基础上,结合孔弹性地层井周地应力,对保持井壁稳定的临界井底压力随方位角、井斜角的变化规律进行研究。结果表明:忽略中间主应力的M-C准则预测结果过于保守,线性MG-C准则得到了坍塌压力的最低值,考虑岩石高应力区非线性破坏特征的E.MG-C准则预测结果居中,但在高井斜角情况下,E.MG-C准则预测结果会小于MG-C的预测结果,反映出岩石非线性破坏特征对井壁坍塌压力的影响。不同地应力状态下,最佳井眼轨迹均位于最大和最小地应力平面内,且平行或偏向于最大地应力方向,原地应力分布状况和井眼的实际空间状态也在很大程度上决定了井眼的稳定性。该研究成果有利于为钻井工程设计、井眼轨迹优化提供更加精确和全面的建议。     

不同岩石剪切破坏判据对井壁坍塌压力的影响分析

为了优选井壁坍塌压力预测的岩石强度准则,在综合评价M-C,MG-C和E.MG-C准则特点的基础上,结合孔弹性地层井周地应力,对保持井壁稳定的临界井底压力随方位角、井斜角的变化规律进行研究。结果表明:忽略中间主应力的M-C准则预测结果过于保守,线性MG-C准则得到了坍塌压力的最低值,考虑岩石高应力区非线性破坏特征的E.MG-C准则预测结果居中,但在高井斜角情况下,E.MG-C准则预测结果会小于MG-C的预测结果,反映出岩石非线性破坏特征对井壁坍塌压力的影响。不同地应力状态下,最佳井眼轨迹均位于最大和最小地应力平面内,且平行或偏向于最大地应力方向,原地应力分布状况和井眼的实际空间状态也在很大程度上决定了井眼的稳定性。该研究成果有利于为钻井工程设计、井眼轨迹优化提供更加精确和全面的建议。     

弱层理面地层的井壁稳定性分析

研究了弱层理面地层的井壁稳定特征。首先,在斜井井壁应力、弱层理面的岩石强度、弱层理面法线与井壁最大主应力方向夹角的基础上,建立了考虑弱层理面的坍塌压力计算方法。其次,建立了在下半球投影图中表示不同井斜和井方位的坍塌压力以及层理面方向的方法,为研究井眼轨迹和层理面对井壁稳定性的影响创造了条件。最后,通过算例,全面分析了三种不同应力模式下,井眼轨迹和弱层理面对井壁稳定影响的规律。结果表明,弱层理面是弱层理面地层井壁稳定的主要控制因素,井眼轴线和层理面法线的夹角越小,井壁越稳定,夹角越大,井壁越危险。优化井眼轨迹是解决弱层理面井壁失稳问题的有效方法。     

分支井筒稳定的塑性力学模型及分析

针对分支井钻进过程中普遍存在的井壁稳定问题,建立考虑地层、水泥环、套管和支井井筒的分支井稳定性分析三维弹塑性有限元模型。模型中将水泥环、地层和套管分别视为不同的塑性材料,同时通过建立应力各向异性地层中模型转换方法,消除不同支井方位之间的模型误差。通过弹塑性有限元模拟研究支井方位对分支井稳定性的影响。结果表明:方位角小于15°时,地层与水泥环最大等效应力位于主井筒上,有利于分支井井眼稳定;方位角为75°时,等效应力最大值位于分支井井壁上,不利于井壁稳定;从套管侧窗变形的角度来看,分支井方位应尽量靠近水平最大地应力方向;当支井方位角大于30°时,主井眼水泥环的破坏可引起支井钻进问题;在分支井井身结构设计中,采用较小方位角,同时避免采用50°⁸0°的分支井方位角,以保证水泥环-地层-套管-井筒系统的稳定性和安全性。     

不同井斜角下的偏心环空固井顶替规律

为了研究不同井斜角下的偏心环空固井顶替机理,提高顶替效率,针对不同井斜角、不同顶替液-被顶替液密度差及不同顶替速度下的固井顶替过程进行了数值模拟,得到了不同条件下的顶替规律及顶替效率的优化方向。研究结果表明:在同等井斜条件下,随着顶替流体与被顶替流体密度差增大,固井顶替效率总体增大,且顶替速度越低,固井顶替效率越大;另外在同等注替参数条件下,小井斜段固井顶替效率高于大井斜角段顶替效率,且在高密度差及顶替速度较低的情况下,不同井斜段的顶替效率差异较小,井斜角对顶替效率的影响敏感性较弱;在不同井斜角条件下,顶替流体与被顶替流体密度差及顶替速度对顶替效率影响的敏感性不同,现场应根据实际井况及需求设计流体密度差及顶替速度,以获得所需的固井顶替效果,该研究结论为不同井斜段固井顶替施工方案优化提供了理论依据。     

应力Lode角对砂岩变形特性影响

 基于自主研发的“多功能真三轴流固耦合试验系统”,进行真三轴应力( )条件下,保持球应力、偏应力不变而改变应力Lode角试验,研究了球应力、偏应力不变条件下,应力Lode角旋转对岩石变形特性的影响。结果表明：3个主应变、体应变及偏应变均随应力Lode角的变化而改变;偏应力相等时, , , , 及 随着偏应力比M(q/p)的增大而呈现递减趋势;球应力相等时,3个主应变、体应变及偏应变随着偏应力比M的增大呈现先减小后增大的趋势,且在M较大时失稳破坏。岩石破坏时形成多个近似垂直于 方向而平行于 , 方向的破坏面,且强度值较常规加载明显偏小;偏应力比M对偏应变模量Gs有较大影响。球应力主要影响岩石的体积变化,且有一定的区间性;偏应力主要影响岩石的畸变,对岩石破坏起重要作用。试验砂岩的塑性变形受Lode角影响较大,塑形流动方向为 。       

荷载损伤对混凝土微裂缝和氯离子侵蚀的影响研究

研究荷载损伤对混凝土中微裂缝和氯离子侵蚀的影响,在65%、75%、85%三种轴压应力水平,分别持载10、50、250、1 250 min,测定整个加载过程中的纵横向应变,通过比裂缝面积评价混凝土的扩展微裂缝,卸载后,通过毛细吸收试验,测定混凝土7d的毛细吸水量和28 d的氯离子含量,试验结果表明:混凝土的扩展微裂缝随着应力水平及持载时间的增加而增加,残余微裂缝也随着应力水平及持载时间的增大而增大;同一应力水平下,在持载时间较短时(≤250 min),平行轴力方向的毛细吸收和抗氯离子侵蚀和垂直于轴力方向的相差不大,但当持载时间较长时(1250 min),平行轴力方向的毛细吸收和抗氯离子侵蚀和垂直于轴力方向的有较大差别,平行轴力方向的毛细吸收作用稍小一些,抗氯离子侵蚀性能稍差一些。     

大位移井井壁稳定三维弹塑性有限元分析

现有井壁围岩应力求解模型大都基于平面应变假设，相对岩石真实应力状态会有一定的误差。在空间坐标变换基础上建立了大位移井井壁稳定分析三维弹塑性有限元模型，将井斜角与方位角的变化转化为井轴坐标系下地应力场应力分量的变化，保证了模型的稳定性。利用所建模型对弹性和弹塑性条件下的大位移井井壁围岩稳定性进行了研究。计算结果表明：岩石在弹塑性条件下能够通过塑性变形吸收更多能量；在相同外载条件下，弹塑性岩石比脆性岩石更稳定。经过现场实例验证，在深部弹塑性地层钻进时，可以采取比常规设计稍低的泥浆密度，即能保持井壁稳定，又可以减少地层伤害。     

采用孔隙热弹性模型分析页岩井眼失稳规律

基于多孔介质连续力学,考虑各向异性页岩的热流固耦合作用,建立了各向异性多孔介质孔隙热弹性力学基本方程和页岩地层井眼稳定分析数学模型,采用MATLAB软件编制了数值求解程序,分析了流固耦合、热固耦合、热流固耦合三种不同耦合模式下井周孔隙压力、地层温度、应力分布和井眼稳定性随时间变化的特征。结果表明:数值解与解析解计算结果吻合较好(误差仅0.028%),实例井井眼扩径率计算结果与实际情况基本吻合,验证了本文模型和方法的正确性;温度和孔隙压力的改变对井周应力分布影响较大,地层温度降低、井内压力增加有利于井眼稳定,孔隙压力升高不利于井眼稳定;页岩地层井眼稳定性具有显著的时变效应,随着钻开地层时间的增加,井眼不稳定区域和井眼扩径率逐级变大。孔隙热弹性力学分析方法可用于分析不同时间的井眼失稳规律,可为解决页岩井眼失稳问题提供更加科学的计算手段和方法。     

非饱和原状黄土的变形及屈服特性试验研究

对不同吸力非饱和原状黄土进行了等应力比三轴压缩及常规三轴剪切路径下的试验,研究了偏应力比q/p(q及p分别为净平均应力及偏应力),吸力及净围压对不同应力路径下变形及屈服特性的影响。研究结果表明:在等应力比三轴压缩及常规三轴剪切过程中,孔隙比e与净平均应力p关系(e-lnp)皆位于二条相交的直线上,吸力、偏应力比及净围压对弹性指数的影响很小,对屈服应力及压缩指数的影响较大。等应力比三轴压缩路径下,偏应力比一定时,屈服应力及压缩指数皆随吸力的增大而增大;吸力一定时,随偏应力比的增大而先增大后减小。常规三轴剪切路径下,吸力一定时,屈服应力及压缩指数皆随净围压的增大而增大;净围压一定时,随吸力的增大,屈服应力增大,压缩指数减小。以塑性体应变作为硬化参数时,q-p平面上的初始及后继屈服面皆为对称于饱和土K₀线的倾斜椭圆,吸力及应力增大时,屈服面没有旋转,而是产生等向扩大。     

《建筑人生》之四 根深叶茂

<正>人生的学习常常留下许多遗憾。比如说外语,我所就读的中学是教会学校,英语学得好。但是新中国成立后,要学俄语,我不懂还误认为是"苏联语",遭到同学们的笑话,单独予以突击,加上进修,略有所成,而英文则失去了学习的机会。至于语文,     

旋流井地下连续墙支护及井壁逆作法施工技术

针对沿渤海、黄骅港地区地质条件,场地地层较差,上部为素填土,以黏性土为主,其下在施工范围内依次为粉质黏土、黏土局部夹粉土层,地下水较多的情况,设计使用地下连续墙在旋流井基坑外侧作支护,另外主体结构采用逆作法施工,这样使外侧连续墙与逆作井壁共同作为基坑支护系统,不但安全可靠,而且施工较快。     

标准:不仅是典范,而且是方向

位于玉渊谭南路，受到业内广泛关注的“中美节能示范楼”建设正接近尾声，美标洁具等产品都已经到位．这栋楼很快就可以成为一种“典范”出现在人们面前，而它包括一个“建筑节能技术展示厅”，将展示体现建筑节能、生态建筑等可持续性发展观念的建筑科学技术及相关产品。     

新疆英买力地区首口水平井施工实践与井眼轨迹控制方法

叙述了新疆英买力地区首口水平井YM7-H1井的施工难度、各井段的施工过程、采取的技术措施及井眼轨迹控制方法,为后期在英买力地区钻高密度钻井液、超深大尺寸井眼及中靶精度高、难度高的水平井,加快该区块深部油藏开发提供了施工经验。     

某污水井下沉原因分析与教训

介绍了一起典型的未经详勘造成的恶性事故,指出做好详勘工作,发现问题及时采取灌浆加固措施是应吸取的两点教训。     

大桥桥墩沉井基础维修加固施工技术

湘江某大桥桥墩及沉井基础维修加固施工中，采用了钢管打入江中作围栅，麻袋内装干拌混凝土作围堰，大型平板驳船作混凝土搅拌操作平台，水下混凝土护基通过导管灌注，在寒冷的冬期施工，工期仅为15天，加固效果显著。     

注水前缘监测及井周应力状态

油田生产波及区的微地震法实时监测是目前国内外方兴未艾的研究课题。近年来，国际上提出了一些现实可行的微地震信号识别标准和识别方法，并取得了成功的观测成果及分析地下深部结构的实例。参照国际上的先进经验、识别方法、判别标准，研制了独立的观测系统与软件，在国内的大庆、华北、中原等油田进行了现场实验，取得了令人满意的结果。并以华北油田J11断块J430井的注水前缘监测实例，证明了方法的可靠性。全面介绍了观测理论、判别依据、观测方法、可获得的深部应力状态及地层结构方面的结论。     

改建工程中室内大型沉井的设计与施工

济南某机床厂大型压力机总装车间,为扩大生产需要,拟在原车间内浇筑一个长13.8m,宽8.7m,深7.3m的新基坑(图1).该车间建于1976年,跨度24m,有2台75t中级工作制吊车,要求施工期间吊车照常运行,由于拟建基坑距厂房柱基础仅1.5m,同时厂区地下水位较高,采用常规开挖基坑难度较大,受场地限制,无论采用何种基坑支护方式均会对原柱基产生影响,且施工周期长,工程费用高.为此,经分析论证,决定采用沉井施工工艺.     

地下室抗浮锚杆及降水井的防水作法

对地下室抗浮锚杆及降水井处提出了防水作法及构造详图，抗浮锚杆处采用二道改性沥青油膏及二道改性沥青防水卷材防水，降水井处采用根据施工经验改进后的防水措施，增加了卷材套箍及滤水槽。