高密度钻井液致地层坍塌机理分析

为研究高密度钻井液导致井壁坍塌的机理,分析了直井的井周应力分布规律,以及径向、周向和垂向应力随钻井液液柱压力的变化规律,得出当提高钻井液密度时,井壁沿水平最大地应力方位易发生剪切破坏;基于井周应力分布特点和Mohr-Coulumb强度准则获得了井壁最大、最小主应力分别是径向、周向应力和垂向、周向应力两种情况下的坍塌压力解析表达式,并通过一口高压井实例分析了井壁坍塌压力随井深的变化规律,证明钻井液密度过高时会导致井壁坍塌.研究结果可为钻井液密度安全窗口的设计提供理论依据.     

水基钻井液侵入对乌石YQ油田地层坍塌压力的影响

水基钻井液与地层相互作用易引起测井数据失真,导致据此计算出的坍塌压力不能反映地层真实情况.为此,提出了声波时差测井资料的校正方法,并针对乌石YQ油田开展了单井原状坍塌压力计算及井壁失稳分析.室内试验结果显示,钻井液会造成岩石理化性质发生改变,其中声波时差加大尤为明显.通过校正得到原状地层声波时差,进一步获得未受钻井液影...     

煤岩坍塌的特殊性及钻井液对策

在煤层气钻井中，煤岩坍塌造成接单根困难，起下钻遇阻遇卡，蹩泵等事故和井下复杂，通过煤岩力学性能测试和结构构造特征分析，分析了煤岩失稳的特殊性及钻井液和其它因素的影响，确定了煤层钻井的钻井技术液技术对策。优选出钻井液体系及配方，应用表明钾铵聚合物钻井液能有效地防止煤岩井壁失稳。     

谢凤桥油田红花套组定向井钻井方位确定研究

定向井钻井方位的确定是定向井钻井成败的关键。通过对定向井井壁周围应力的分布情况分析,依据库伦-摩尔强度准则和最大拉应力破裂准则,建立定向井井壁坍塌压力和破裂压力计算模型,并据此编制了定向井井壁稳定性分析软件。通过对谢凤桥油田地质、钻完井和测井资料的分析,确定了红花套组地应力大小及方向,并利用所编制的软件对不同钻井方位、不同井斜情况下定向井井眼稳定规律进行了模拟研究,最终确定沿最小水平主地应力方位钻井安全系数最高。     

考虑岩石应变软化特征的井筒稳定性分析

弹性-应变软化-塑性变形是岩石压缩过程中典型的力学行为,考虑岩石应变软化特征有助于正确评价井筒的稳定性.通过开展岩芯的三轴压缩实验获取岩样的全应力-应变曲线,结合Mohr-Coulumb强度屈服准则对岩石的强度参数进行反演分析和数值验证,获得岩样的强度参数随塑性变形的变化规律.运用FLAC3D有限差分软件建立井眼模型,应用应变软化模型计算了井周塑性区分布,通过与理想弹塑性模型对比,表明考虑岩石应变软化情况下的井周塑性区范围更大,井筒更易发生失稳.研究对于确定钻井液密度安全窗口和指导钻井施工具有指导意义.     

滑动轴承的压力和应力分析

对发动机的滑动轴承进行了数值计算分析，求解了轴承的雷诺方程、粘度方程、密度方程与载荷方程，得到压力分布与油膜厚度分布，进而由接触力学分析得到轴承衬内的应力分布，应力分布影响材料的塑性变形，这对分析滑动轴承的胶合失效有实际意义。根据计算结果，建议由最大Mises应力来指导滑动轴承的设计。     

井壁稳定性的研究

钻井过程中的井壁失稳现象普遍,不仅增加了钻井作业的难度,而且使固井质量难以保证.井壁坍塌主要是井内钻井液液柱压力过低不能对井壁提供足够的支撑所造成,而井壁发生破裂是井内钻井液液柱压力过大而造成的.通过研究,推出不会产生井壁失稳所需的钻井液密度的计算公式,以便施工人员采用合理的钻井液,保证快速、安全地实施钻井过程.     

厚砾石层斜井开挖围岩破坏机理模型试验研究

以新疆伊犁一矿为工程背景,通过相似模拟试验研究了厚砾石层斜井围岩破坏机理,分析了围岩压力和位移变化规律.研究表明,在斜井开挖过程中,井筒围岩塌方破坏从拱顶开始,并逐渐向上发展;无水砾石层井筒围岩从浅到深,随着压力差的增大,对应部位围岩失稳的可能性也越大;井筒开挖过程中,围岩应力总体呈下降趋势变化,围岩破坏过程中,拱顶和两帮垂直、水平应力均呈减小趋势变化;拱顶围岩位移变化量大于侧帮位移量,底板位移量最小.研究结果为优化支护方式提供了实验依据.     

孔隙水压力条件下混凝土破坏机理与理论探讨

为了探究饱和混凝土在孔隙水压力下的破坏机理,本文在已有的研究基础上,通过理论分析孔隙水压力和当前孔隙率对饱和混凝土微裂纹的演化及宏观力学性能的影响,确定了真实水压力作用下混凝土的I、II型裂纹应力强度因子;复合型裂纹张拉破坏和剪切破坏的主导条件。并利用“YSL-200”型微机控制多通道轴压水压联合作用岩石-混凝土流变试验系统,基于饱和混凝土封闭孔隙水压力Pf和贯通孔隙水压力Pg间的压力梯度,从细观角度解释了混凝土在水环境下的破坏机理。结果表明：孔隙率的变化和Pf、Pg间的压力梯度都是混凝土材料细观破坏的重要原因之一;孔隙水压力下混凝土材料大都呈“X”型剪切破坏;水围压的存在可以提高饱和状态下混凝土的抗压强度。     

岩石软弱面产状对井壁稳定性的影响

在连续介质力学井壁稳定性分析的基础上,采用简化的岩石软弱面地质模型和力学模型,计算分析了岩石软弱面倾角和倾斜方位角改变对直井,斜井井壁稳定性的影响。结果表明：相同作用条件下,岩石软弱面的稳定性明显低于基质岩块的稳定性,当井周围存在裂缝或节理等软弱面时,井壁的稳定性将受到软弱面的影响而明显降低;斜井条件下,井壁失 的位置和失稳的程度与软弱面的产状密切相关;直井条件下,井壁垮塌的方位将可能偏离原地最小水平主应力的方位,而主要取决于岩石软弱面的倾角和倾斜方位角。     

非均匀外压下含磨损缺陷套管的挤毁极限载荷分析

采用非线性有限元方法，按平面应变问题处理，分析了含磨损套管受井下非均匀外压作用时的挤毁极限载荷及挤毁失效方式，同时计算了含磨损套管受均匀外压作用时的挤毁极限载荷，与试验结果比较吻合。研究结果表明，套管在均匀外压下发生挤毁时，极限载荷最大，挤毁模式是套管磨损部位的管壁向管外凸出，屈服区主要分布在套管塌陷部位外壁及磨损部位的内壁。非均匀外压下发生挤毁时，挤毁模式是套管磨损部位的管壁向管内方向塌陷，屈服区域主要分布在套管挤毁后凸出部位内外壁及塌陷部位的内外壁。且外压分布越不均匀，挤毁极限载荷越低；套管偏心度越大，抗挤能力越差。     

钢筋混凝土抗震框架连续倒塌行为分析

以某抗震设防框架为研究对象,采用S A P2000有限元软件,依次拆除底层纵向边柱、横向边柱、角柱和内柱,研究抗震框架的倒塌破坏行为。以做功平衡原理建立了柱失效处梁配筋调整计算公式,并进行了配筋调整设计。结果表明：7度和8度抗震设防的框架结构仍会发生连续性倒塌,但是抗倒塌能力随着设防等级的提高而提高,抗震设计不能够完全替代抗倒塌设计;柱失效导致结构发生连续坍塌破坏的危险性由小到大依次为内柱、横向边柱、纵向边柱、角柱;梁铰机制在结构抗倒塌中的作用尤其重要,倒塌破坏时以梁的弯曲破坏为主,剪切破坏较少出现;线弹性静力分析计算的供需比最大值一般出现在失效柱上一层的相邻梁上,而非线性静力分析的最大破坏出现在与失效柱相连的梁上,但是二者对结构可能的失效位置判断基本一致。     

环流式旋风除尘器内压力分布与压降

测定了环流式旋风除尘器的压降和器内的压力分布。实验所用设备 : 42 6 mm、 1 50 mm的环流式旋风除尘器 ,常规型、B型高效旋风除尘器。实验物系为空气 ,入口气速 1 6～ 3 0 m· s- 1。实验结果表明 :与常规型、B型高效旋风除尘器相比 ,该新型环流式旋风除尘器的压降仅为常规型、B型高效旋风除尘器的 1 / 3～ 1 / 2 ,且随直径增大 ,压降增大不显著 ;压力分布的规律为 :压力基本呈轴对称分布 ;径向位置上 ,在一次分离区内 ,压力变化不大 ;轴向位置上 ,随轴向自下而上 ,压力先增大后减小 ,然后基本趋于稳定 ,入口处的压力变化较大     

抗震结构倒塌的失效概率分析

我国现行的《建筑抗震设计规范》首次采用了以可靠度理论为基础的极限状态设计法，本文通过对框架结构进行的抗震验算，从概率论的角度对框架结构在一定条件下的失效概率进行了分析，提出了一些观点及建议。     

基于统一强度理论的井筒围岩应力分析

在考虑井筒周围岩石的渗流作用和孔隙水压力的基础上,对有效应力进行了修正;基于统一强度理论,充分考虑中间主应力,对井筒周围岩石进行了弹塑性分析,并给出了井筒周围岩石的应力分布表达式和保持井壁稳定的弹性极限荷载及塑性极限荷载的统一解析式。分析结果表明：通过改变统一解析式中的参数,可将其退化为其他强度理论条件下的解析式,所得的统一解适用于不同强度理论条件下各类岩石材料的弹塑性分析;有效应力修正后的极限分析为井壁稳定分析提供了理论依据,具有一定的理论及实际应用价值。     

旋流分离器压力特性研究

对旋流分离器中的压力特性进行了分析，得出了新的压力分布表达式和压力最大值计算式，研究了其压力分布的变化规律。     

具有井筒相分离和层间窜流的层状油藏渗流井底压力精确解

关于具有窜流的多层油藏井底压力解，国内外有不少学者进行了研究，Ｄ．Ｂｏｕｒｄｅｔ提出的双渗模型最具实用性，但该模型在表皮系数为负时，数值计算极不稳定，应用受到限制，本文首次用有效井径概念，导出了一个数值计算相当稳定的双渗模型，另外还考虑了井筒相分离影响，本模型解大大扩大了Ｂｏｕｒｄｅｔ模型的应用范围。     

外压圆筒壁厚的直接图算法

提出外压圆筒壁厚的直接计算方法,并绘出了可直接查得外压圆筒壁厚的图表,可供设计和校核外压圆筒时使用.