库车山前井防漏固井方法技术研究

由于塔里木油田库车山前地区目的层深、地质条件复杂,导致该地区的井在固井过程中时常发生漏失事故,严重影响固井质量。基于此问题,对整个固井期间产生激动压力的原因进行分析。通过研究钻井液性能、环空间隙、钻具和套管下放速度、排量以及井浆流变性能对激动压力的影响,得出环空间隙越小激动压力越大,建议不得小于20mm;降低钻井液屈服值能减小破坏胶凝结构产生的激动压力;提出了更为合理的套管下放速度计算模型以及提升循环排量频率的概念和控制方法 ;调整井浆的流变性能可以有效降低施工中产生的摩阻,并依此提出了注替排量的计算模型。现场应用表明,该套防漏固井方法对库车山前地区井的防漏设计有指导意义。     

一种可固化防漏工作液水化机理研究

研究了一种低密度（1.30 g/cm3）可固化防漏工作液,用于解决低压易漏失井段在固井时,因地层承压能力低、易漏失、窜槽,导致固井质量不高的问题。通过在优质的隔离液中加入一种具有固化性能的材料（2.60~2.90 g/cm3）替代常规的加重剂,配制一种低密度可固化工作液。该工作液能有效平衡地层压力并在环空中固化,从而对易漏地层起到防漏效果、提高固井质量。重点分析了该体系的固化后试样强度及水化机理,研究发现:工作液固化强度发展的实质是OH-对固化剂玻璃体结构的破坏;通过对配方的调节能实现从30~90℃固化试样都具备一定的抗压强度。该体系的研发对于防漏工作液的设计提供了一种新的思路,同时还可以运用于钻井工程中堵漏,提高地层的承压能力。      

棉秸秆纤维增强脱硫石膏复合材料研究

将棉秸秆纤维掺入脱硫石膏中制备复合材料,研究棉秸秆纤维掺入方法及掺量对脱硫石膏复合材料性能的影响。结果表明,当采用纤维后掺入法、棉秸秆纤维掺量为0.2%时,脱硫石膏的抗折和抗压强度分别为4.42、15.5 MPa;将棉秸秆纤维经5%Na OH溶液浸泡22 h处理后,脱硫石膏的抗折和抗压强度分别为4.88、17.9 MPa,较未经碱处理的纤维增强试件分别提高了10.40%和15.48%;脱硫石膏的导热系数为0.2119 W/(m·K),较未掺纤维的试件降低了9.79%。     

PCA和GA-BP神经网络在边坡稳定性预测中的应用

针对现有边坡稳定性预测模型存在的不稳定性和精度不高的问题,采用主成分分析方法 PCA和遗传算法GA对传统BP神经网络模型进行优化。PCA方法将露天矿边坡稳定性的6个评价指标转换为4个主成分,作为BP神经网络的输入变量;遗传算法对神经网络的初始权阈值进行了筛选优化。经优化后的模型既减少了神经网络的输入变量,提高了学习训练效率,又使得传统BP神经网络模型的精度大大提高。最后将PCA-GA-BP模型、GA-BP模型和传统BP模型得到的预测结果进行对比和误差分析。结果表明,基于PCA-GA-BP神经网络模型的预测精度较好,对露天矿边坡稳定性的预测具有一定的参考价值。     

SMW工法中不同影响因素对桩身的影响研究

以SMW工法为施工背景,依据国家现行有关基坑支护规范,计算不同条件下的形变及内力最大值,分析在不同桩直径、支撑位置、嵌固深度对桩身水平位移和桩身弯矩的差异,结果表明,桩直径和嵌固深度对其有显著影响,而嵌固深度对其影响可忽略不计。在SMW工法的施工设计可以通过调整桩径和支撑位置来控制桩身形变和内力。     

初始地应力作用下岩石爆破裂纹扩展研究

为了研究初始地应力作用下的岩体在爆破时的裂纹扩展规律,本文分析了不同初始地应力情况下的裂纹扩展机理,并考虑了具有初始损伤的岩体在地应力作用下的裂隙区半径。鉴于初始地应力作用下裂隙区公式计算的复杂性,对于等向围压的岩体,引入了强度折减系数用于计算裂隙区半径,并通过ANSYS/LS-DYNA软件模拟出不同初始地应力作用下的岩体在爆破时的裂纹扩展规律,并验证公式的适用性。得出如下结论：初始地应力作用下的岩体产生的爆破压碎区呈现类椭圆状,且随着初始地应力的增大其压碎区半径有着一定的增大趋势。单向初始地应力作用下对于爆破产生的主裂纹扩展起导向作用,裂纹的长度随着初始地应力的增大而逐渐减小,表现为抑制作用;双向等压地应力作用下主裂纹的扩展趋势为沿着最大主应力方向成大致成45°角,强度折减系数的引入有效的考虑了初始地应力作用下的岩体裂隙区半径;不等向初始地应力的裂纹扩展方向为沿着岩体最大主应力方向成一定角度,当一侧围压固定不变时,该角度会随着另一侧围压的改变而逐渐增大或者减小。     

基于正交试验分析的脱硫石膏煅烧工艺优化

脱硫石膏煅烧处理工艺的好坏直接关系到脱硫石膏的性能和应用。以煅烧温度、煅烧时间、交互作用为主要因素,设计3因素3水平正交试验,研究各因素对脱硫石膏抗压、抗折强度的影响。结果表明:当煅烧温度达到350℃时,抗压、抗折强度显著提高;煅烧时间为3h时,抗压、抗折强度达到最大值,绝干状态下抗压、抗折强度分别达到20.60MPa、6.90MPa,吸水饱和状态下抗压、抗折强度分别达到9.97MPa、3.55 MPa。     

硅藻土对碱矿渣固井工作液性能的影响与作用机理

针对石油钻探上使用碱矿渣作为主要材料配制固井工作液进行固井,存在固化体脆裂和抗压强度不够高的问题,考察了硅藻土对其性能的影响.通过测试未加入硅藻土和加入硅藻土碱矿渣浆体的基本性能,以及不同温度条件下,不同掺量下固化体的抗压强度,研究硅藻土对碱矿渣固井工作液性能的影响;利用XRD和EDS,对硅藻土固化体和空白样进行物性分析,同时通过SEM对固化体微观形貌对比分析,研究硅藻土的作用机理.实验结果表明:适量硅藻土对浆体的基本性能影响甚微,但其对固化体的抗压强度影响较大.与未加入硅藻土的固化体相比,70℃条件下,硅藻土加量为20％时,固化体1d抗压强度提高103％;90℃条件下,硅藻土加量为20％时,固化体1d抗压强度提高86％;同时研究表明,硅藻土中含有的非晶SiO2能在碱溶液中与碱矿渣反应生成更多的凝胶物质,提高了固化体致密程度,有效解决了固化体脆裂问题.     

多层冷弯薄壁型钢结构住宅水平荷载分配关系研究

为了确定水平荷载在多层冷弯薄壁型钢结构住宅中的分配关系,基于冷弯薄壁型钢组合墙体和组合楼盖的试验研究成果,将组合墙体计算模型中上导轨简化为桁架单元,墙架柱简化为梁单元,覆面板等效为非线性对角弹簧,将组合楼盖计算模型中楼盖梁简化为桁架单元,面内剪切刚度由非线性对角弹簧的刚度确定,以达到合理简化组合墙体和组合楼盖计算模型的目的。采用ABAQUS有限元软件建立4层双跨冷弯薄壁型钢结构住宅模型,模拟分析水平荷载通过冷弯薄壁型钢组合楼盖传递至冷弯薄壁型钢组合墙体的分配关系,并通过6层足尺冷弯薄壁型钢结构房屋振动台试验,验证楼盖刚性和水平荷载分配关系的判定方法。研究表明：组合墙体和组合楼盖简化计算模型能较好地模拟冷弯薄壁型钢墙体和楼盖全过程的受力性能,与试验结果的误差小于20%,模型可用于简化分析组合墙体的受剪性能以及组合楼盖的面内受力性能;多层冷弯薄壁型钢结构住宅中采用的压型钢板上覆不同材料的组合楼盖型式均为刚性楼盖,水平荷载按剪力墙等效刚度的比例分配。     

无机外加剂提升脱硫石膏耐水性能研究

脱硫石膏制品普遍存在遇水后强度下降很快的缺陷,严重制约其使用功能。以铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥按一定比例配制而成的无机外加剂掺入脱硫石膏中,改善脱硫石膏的耐水性能,研究不同外加剂掺入量条件下脱硫石膏的力学性能和耐水性能的变化规律。结果表明,与不加外加剂相比,当掺入5%的外加剂时,脱硫石膏的吸水率为0.23,降低了23.33%;脱硫石膏的绝干、吸水饱和抗压强度分别为21.25MPa和9.43 MPa,脱硫石膏的抗折、抗压软化系数分别为0.49和0.44,分别提高了16.94%、39.30%、23.25%、37.60%。