苏通GIL电力综合管廊大直径泥水盾构泥浆成膜特性试验研究

针对苏通GIL电力综合管廊盾构隧道在砂土地层泥浆成膜和泥膜特性的问题,考虑实际施工中在刀盘转动影响下泥浆成膜空间分布不均、成膜过程波动较大,研制一套泥水盾构动态成膜及渗透特性试验装置,在砂土地层开展6组4工况泥浆渗透模型试验,研究盾构典型掘进环境中的泥浆渗滤量、入渗地层电导率及泥膜成膜形态。结果表明,考虑刀盘周期性切削、泥浆反复渗透下的分级加载渗滤曲线存在明显的"渗滤滞后区",泥浆渗透后土体电导率变化过程可分为不稳定、稳定下降、平稳3个阶段,泥膜在砂土地层成膜厚度随刀盘转速增大而减小。研究结果可为今后大直径泥水盾构泥浆成膜特性分析提供参考。     

泥水盾构中泥浆劈裂地层的影响因素分析

鉴于泥水盾构技术中泥浆压力的合理控制能有效防止泥浆劈裂现象的发生,通过自制的泥浆劈裂装置和常规三轴仪模拟了泥浆劈裂地层的过程,研究了泥浆粘度、泥浆密度和地层围压对泥浆劈裂压力的影响。结果表明,当泥浆粘度在25~35s之间时,劈裂压力随粘度的增大呈近似线性增大,但超过该范围后,劈裂压力随粘度的继续增大而变化较小;当围压由50kPa增大至200kPa时,劈裂压力亦显著提高,但泥浆密度的影响则相对较小;通过与理论计算结果的对比,进一步验证了试验数据的可靠性,为泥浆压力的优化设计提供了参考依据。     

管路泥浆流动局部损失的数值模拟方法研究

基于泥浆流体动力学理论,选用宾汉流动模型,借助CFD数值分析法分析了不同雷诺数下的管内泥浆流动特性,并与试验结果进行对比,统计获得了一个保证计算结果正确性的最小雷诺数.为泥水盾构系统中泥浆输送泵的选型、泥浆输送管道的选配和已有管网的节能改造提供参考和数值依据.     

基于泥水平衡盾构掘进参数的PSO-BP神经网络掘进地层识别模型研究

为解决泥水平衡盾构机在掘进时无法准确地实时识别掘进地层的问题,以珠三角水资源配置工程为例,研究泥水平衡盾构机的盾构推力、掘进速度、刀盘转速、刀盘扭矩在不同地层下的变化规律,提出基于掘进参数的PSO-BP神经网络掘进地层识别方法,建立盾构推力、掘进速度、刀盘转速、刀盘扭矩4种掘进参数为输入集,地层编码为输出集的地层识别模型。工程数据的验证结果表明,该模型在珠三角水资源配置工程数据集上的掘进地层的识别准确率达99.07%,PSO-BP神经网络算法的识别准确率明显高于BP、RF、RBF、CNN等机械学习算法。     

抗盐型GCL膨胀和渗透性试验研究

针对高含盐环境中普通膨润土防水毯（GCL）抗渗性能严重衰减问题,选取羧甲基纤维素钠（CMC Na）作为添加剂与膨润土混合,通过试验测定混合物的膨胀指数,再据此制成抗盐型GCL（改性膨润土）,并测定其在不同浓度、阳离子盐溶液、长期海水浸泡条件下的渗透系数变化情况。结果表明,常规膨润土在高含盐溶液及海水干湿循环作用下膨胀指数较低,但添加CMC Na后膨胀指数明显提高;添加CMC Na制成的抗盐型GCL的渗透系数随着水化液浓度及阳离子价位数升高而增大,但明显低于普通GCL;海水长期浸泡环境下抗盐型GCL渗透系数〖JP2〗变化较小,低于普通GCL,且与其膨润土膨胀指数有较好相关性。据此可利用掺加CMC Na〖JP〗以有效改善高含盐环境下的防渗效果。     

提高复杂地层钻进效率的重要途径──谈钻孔采用优质泥浆护壁通过砂卵石层

试验证明,在结构松散、地下水位较高、粒径不均的深厚砂卵石地层中钻孔,采用膨润土与SM植物胶为主要材料的优质泥浆护壁,有效地解决了塌孔、漏浆等问题,同时还提高了钻进速度2～4倍,是一种十分有效和值得大力推广的砂卵石地层钻孔方法。     

LH2500新型抗盐聚合物与普通聚合物油层动用差异性探讨

聚合物驱污水配制区块聚合物黏度损失大、用量大、吨聚增油量低、提高采收率较低、开发效果较差,为此需探索适合高矿化度条件下低浓高黏的抗盐聚合物体系,开展了优选的LH2500新型抗盐聚合物现场试验。该试验取了较好效果,油层动用状况、驱油效果均好于普通聚合物驱对比区块,在注入相同的PV条件下,试验区比对比区提高采收率多4.71%;在相同聚合物用量条件下,试验区比对比区提高采收率多1.38%;同提高采收率条件下较污水稀释区块节约干粉38%以上。本文通过分析不同聚合物分子结构、剪切变稀能力、流变性等理化性能指标,结合现场试验动态变化特点,对不同聚合物驱油层动用状况差异性进行对比研究。结果表明:LH2500抗盐聚合物与普通聚合物油层动用差异性较大,具有中低渗透层动用程度高、含水降幅大,剖面反转晚、含水低值期长,低渗透层启动压力低、注入能力强等特点;在相同条件下对比提高采收率高,对标分类达到A类水平。     

地源热泵回填材料配比优选室内试验研究

通过简易导热性能比较法、流动性测试、抗压强度测试、膨胀性测试等室内试验,对地源热泵所用回填材料水泥、石英砂、膨润土、减水剂、膨胀剂等配比进行了优选,最终确定了地源热泵回填材料的适宜配比为水∶水泥∶石英砂∶高效减水剂∶膨胀剂∶膨润土=0.55∶1∶2∶0.014∶0.06∶0.01,在实际工程得到了合理性验证。     

粗水泥改善碾压混凝土抗裂性试验研究

为改善碾压混凝土(RCC)的抗裂性,结合西部某工程RCC重力坝抗裂问题,从材料角度探讨粗水泥改善RCC抗裂性的可行性。采用同种水泥熟料分别磨制4种细度的PⅠ42.5水泥,按照C18015三级配RCC设计要求,配制4组RCC,研究水泥细度对RCC力学性能、变形性能、热学性能的影响,并采用抗裂指标K研究水泥细度对RCC综合抗裂能力的影响。结果表明,粗水泥配制的RCC性能可达设计指标要求,且与细水泥的发展水平相当;粗水泥可改善RCC抗裂性(尤其是早期);水泥细度与抗裂指标K呈负线性相关,即在满足RCC设计性能要求前提下,水泥越粗,其RCC综合抗裂能力越强;采用粗水泥配制低热高抗裂RCC是一项技术经济良好的有效措施。     

增压流化床燃烧用的煤水混合物流变特性研究

通过试验研究,系统分析了水分、配比、添加石灰石及管径变化等对水煤膏流变特性的影响。试验结果表明,通过适当的配制,水煤膏在很低的水分下（Wt=22.16%)能够获得良好的流动性能,石灰石的添加可以明显地降低水煤膏的管内阻力,改善水煤膏的输送性能,试验得到的流变参数表明,水煤膏的流变特性近似为宾汉体。     

不同水质的NaCl溶液对太阳选择性吸收涂层耐盐雾性能的影响

采用去离子水、自来水及饮用纯净水为溶剂分别配制浓度5%wt的NaCl溶液,用这3种不同的盐雾介质对样片进行盐雾试验。分光光度计和热发射比测定仪测试膜层实验前后的光学性能变化情况,并根据表面外观的变化,分析3组实验不同实验结果产生的原因和盐雾对选择性吸收涂层的腐蚀机理。     

青草山煤矿区钻探施工技术研究

针对该矿区施工中的遇到的炭质泥岩、泥页岩等较软地层易吸水膨胀,砂砾岩渗透性强,泥浆易失水形成厚的泥皮,造成钻孔缩径等复杂现象,在钻探施工中孔内事故多,钻效低等问题,选择钻孔结构、钻具级配,按照不同孔段的岩石特征研究配制不同的冲洗液类型,探讨解决复杂地层护孔的工艺技术措施,提高了钻进效率,取得良好的经济效益。     

复合盐饱和盐水钻井液在利97井中的应用

利97井是胜利油田布署的一口钻探盐下油气藏的重点探井,共钻遇3套盐膏层,盐膏层总厚度达600m,其井段岩性主要为盐膏岩、膏泥岩、纯盐岩及红色、灰色泥岩。根据该井地质特点和施工要求,配制复合盐饱和盐水钻井液体系,并进行热稳定性和抗污染性实验,在该井三开井段(2850～3915m)应用,取得良好效果。有效抑制了泥岩段地层黏土矿物的水化膨胀,钻井过程中无掉块,起下钻顺利;盐膏层钻井过程中,用Na2SO4控制钻井液中Ca2+含量,很好地控制了钻井液流变性和滤失量,减少了采用纯碱控制Ca2+含量对钻井液流变性造成的不利影响;用饱和盐水钻井液控制Cl-的浓度,使其一直处于饱和状态,钻井液未对井壁溶蚀,电测解释井眼相对规则;三开钻进、电测、完井及取心都非常顺利(盐膏层取心2次),表明复合盐饱和盐水钻井液体系适合该区块的钻井施工,值得推广应用。     

海底天然气水合物地层钻井潜在风险及控制措施

天然气水合物是一种清洁高效能源,其广泛分布于大陆永久冻土带和海洋环境中,其中海洋环境又以海洋大陆斜坡和深海盆地为主。对海底天然气水合物地层进行钻井是研究海底天然气水合物及获得海底地层油气资源最直接的手段之一,但海底天然气水合物地层地质环境复杂,钻井面临诸多风险。本文通过综合分析海底天然气水合物地层的储层特性,探讨了海底地层中天然气水合物分解与再形成对钻井工程的影响、可能诱发的地质灾害及环境效应,并提出了相应的应对措施,以期为我国海底天然气水合物地层钻井提供参考。     

磺化沥青泥浆在煤田地质钻探中的应用研究

分析煤田复杂地层钻进孔内出现掉块、坍塌的原因,探讨磺化沥青泥浆护壁防塌机理,阐述泥浆的性能和使用维护方法,以及在复杂地层钻进的生产应用,取得的效果和经济益。     

油包水钻井液研究与应用

与水基钻井液相比,由于油基钻井液具有抗高温、抗盐钙侵、有利于井壁稳定、润滑性好和保护油气层等优点,成为钻遇深井、大斜度定向井、水平井和各种复杂地层的首选体系。油包水钻井液具有油基钻井液的优点。针对非常规油气藏及强水敏、易坍塌地层钻井的需要,研制了油包水钻井液,优化了钻井液配方:基液(油水体积比为8∶2)+3%主乳化剂+3%辅乳化剂+3%有机土+4%降滤失剂+3%的CaO+重晶石。室内评价结果表明,该油包水钻井液具有良好的流变性、悬浮稳定性、润滑性、乳液稳定性和抗污染能力。同时,完善了现场施工工艺,并在中原、新疆、西南等现场应用了7口井。应用证明,油包水钻井液稳定性好,破乳电压大于600V,抗污染、抗温能力强,遭受20%的水和岩屑污染后,钻井液性能稳定,易于维护处理;且钻井过程中井壁稳定,定向施工顺利,减少井下复杂,平均井径扩大率小于5%。该钻井液配制工艺简单,可以回收利用,满足页岩气水平井、易塌地层钻进的需要。     

可循环微泡沫钻井液的性能评价与应用

可循环微泡沫钻井液是由水、固相颗粒(黏土)、表面活性剂(发泡剂)、增黏剂、降滤失剂等制成的一种气、液、固三相分散的胶体体系。室内评价实验结果表明,可循环微泡沫钻井液抗温高达135℃,在NaCl浓度高达10%时仍保持良好的流变性,具有较强的抑制性和良好的防漏失性能。由于其所含的表面活性剂产生泡沫,具有一定的疏水特性,在井内循环过程中,在井壁表面形成稳定的疏水屏障,阻碍自由水向地层的流动,使之不易润湿及渗入裸露的井壁,减少了滤液对泥页岩地层的水化膨胀作用;泡沫钻井液与抑制剂及井壁稳定剂适量添加混合,可有效提高钻井液的防塌效果。室内评价试验确定了可循环微泡沫钻井液使用配方:4%膨润土浆+0.3%Na2CO3+0.5%WP-1+0.3%WDJ-1+0.4%CPS-2000+0.3%FP-1。中原油田4口井和科索1井的现场应用表明,该钻井液可满足中原油田中生界低压、低渗地层和北京中元古界蓟县系雾迷山组海泡石易膨胀、溶解地层、气穴发育地层的欠平衡钻进要求。     

利用海底淤泥制取陶粒的实验研究

对舟山海域海底淤泥的成分、粒度等特性进行分析,采用海底淤泥对陶粒的烧结工艺开展实验研究。结果表明：纯舟山海泥的烧胀系数较小,原料中引入少量的掺合料进行配比,将能够提高原料的烧胀性能,制取出优质超轻的陶粒制品。在制取陶粒的工艺中,生料球的干燥温度为150℃为宜。预热温度也应当控制在400℃左右。比较合理的烧胀温度为1 150℃,烧胀时间控制在12～15 min,烧制出的陶粒的综合性能较佳。     

后滨沉积地质条件下小型定向钻机铺管施工技术——以厦门环岛路工程为例

结合具体工程,从地质条件、施工前准备、工作坑开挖、导向孔施工、孔径扩大、拉管就位及泥浆配制等方面,阐述厦门环岛路应用小型定向钻机施工技术铺设中400眦n污水管施工过程.     

抑制性水基泥浆研究进展——能否代替油基泥浆

文章描述了高性能水基钻井液的体系设计和改进,指出了胺抑制剂的抑制性能。同等重要的是,将室内实验得到了抑制性体系性能与目前使用的抑制剂体系相互关系。 长期以来,用反相乳化钻井液钻进水敏性页岩地层取得了很好的效果。在钻井工业中,研制高抑制性的水基泥浆是其主要的技术目标,基于胺化学的抑制性水基泥浆的改进在达到这个目标有一定的效果,在服务公司和油公司胺基钻井液获得了青睐． 但是,对于抑制高水敏性页岩的水化这些钻井液并不是完全有效的,特别是钻遇高复杂性和高活性页岩地层时它的缺点就更是相当明显。记住,研制一种高抑制性水基钻井液体系它要具有油基钻井液的性能特征。 研制这种新型的高抑制性水基钻井液（HPWBM）由以下组分组成：用于抑制页岩的聚合胺页岩添加剂,两性聚合页岩封装物（encapsulator）,高性能润滑／抗粘着添加剂以及一种特别的用于处理钻井液降滤失剂。这种新型的HPWBM在室内实验其性能像油基泥浆,也像在补偿井中钻遇很复杂和高活性页岩地层时用反相乳化钻井液（OBM）。