反井钻机小倾角扩孔排渣泥岩下落运动学特征机理研究

反井钻井法采用的是反向钻进破岩方式,钻头破碎形成的岩渣靠自重下落,不存在重复破碎现象,破岩效率高,钻进速度快.在小倾角反井施工条件下,钻头扩孔时岩渣无法像竖直或大倾角施工条件下靠自重稳定下落.论文分别应用饱和土在运动方向的平衡公式和斯氏改进公式计算与试验进行对比,结果显示了理论计算与试验结果相吻合,证明了理论的准确性.     

对缩径地层的认识及排除方法

文中叙述造成石油钻井缩径的主要原因，及排除方法。     

新疆浅埋地层泥岩的吸水软化特性及隧洞支护对策研究

新疆输水隧洞围岩为浅埋泥岩地层,吸水后强度软化,支护难度高,对工程进度影响较大.本文以新疆某输水隧洞泥岩为研究对象,在对隧洞的泥岩进行XRD测试分析的基础上,开展不同含水率状态下泥岩单轴压缩和电镜扫描分析实验研究,揭示了岩样内部裂隙、孔隙结构的变化规律及强度软化特征.结果表明:该隧洞泥岩黏土矿物含量高达50％,易吸水软...     

反井钻机扩孔速度影响因素分析

以沂蒙抽水蓄能电站高压管道竖井为研究背景,理论分析了反井钻机扩孔状态下滚刀的运动状态和轨迹,研究了钻进速度与钻压、转速的关系|在距离地面24m深,井筒直径为2.5m,岩体为花岗岩处试验,通过调节钻杆拉力、转速,并采用动态信号测试分析系统和智能数字转速表,得到了钻杆的钻压和转速,通过数据处理和分析得到了反井钻机钻速和钻压、钻速和转速之间的关系,结果表明理论与试验能够较好地吻合,证明了理论的准确性。     

基于应变软化的巷道锚固失稳分析

针对西部弱胶结软岩巷道出现的喷层脱落、锚固力降低、严重底鼓等支护难题,通过在内蒙古鲁新煤矿主要运输大巷砂质泥岩地层现场取样,在实验室进行不同围压的三轴压缩试验,结果表明:泥岩的峰后应变行为具有明显软化特征,并存在残余变形阶段,更适合采用三折线型应变软化模型进行分析。通过对FLAC中的双线型应变软化模型进行fish修正实现该模型的数值应用,验证模型表明该三折线型应变软化模型更符合泥岩的变形特征,通过对泥岩巷道施工稳定性分析并借助软化度指标进行评价,表明泥岩巷道因最大软化度和软化深度不断增加,使得锚喷支护作用下围岩变形的控制效果并不明显,锚杆轴力先增加后降低失去支护作用。     

小口径绳索取心钻进在砀山地区深厚泥岩地层中的施工技术

本文介绍了小口径绳索取心钻进工艺在安徽省砀山县北部地热资源调查ZK01孔中的实践经验。厚度达600多米的水敏性泥岩地层遇水后表面水化,出现缩径和套管内壁结成虚厚泥皮现象,导致泥浆循环不畅、出现憋泵持压。根据小口径绳索取心钻进工艺特点,分析了该孔缩径特征、套管内壁结泥皮原因后,采用了液控扩孔钻头和无固相乳化抑制泥浆体系等技术取得了很好的效果。文中介绍了液控扩孔钻头原理、扩孔作业注意事项、无固相乳化抑制泥浆的维护和配制。其中液控扩孔钻头是首次在小口径绳索取心钻进工艺中采用,为后续施工类似地层提供了很好的借鉴作用。     

泥岩孔裂隙分布特征及其对吸水性的影响

基于泥岩样品的扫描电镜测试和液氮等温吸附试验,系统研究煤系泥岩的显微孔裂隙形态特征和分布规律,进而探讨孔裂隙分布特征对其吸水软化崩解性的影响规律。主要研究成果为：① 泥岩孔裂隙类型有粒间孔、层间孔、粒缘收缩孔、气胀孔、溶蚀孔、矿物铸模孔及裂隙等;② 孔裂隙的发育程度及相互间的连通性差,自然状态下,多以隐裂隙的形式存在,肉眼很难辨别;③ 孔裂隙以所含黏土矿物微集聚体间孔隙和构成泥岩骨架的大颗粒间孔隙为主,其中构成泥岩骨架的大颗粒间孔隙体积占泥岩总体积的20%以上;④ 泥岩吸水软化崩解是在宏观结构破坏或扰动的基础上,由微孔裂隙吸附效应引起的,受其物质组成不同的影响,自然吸水率和软化崩解机理存在明显差异。     

地层钻井井塌、井漏、缩径成因及预防措施

本文着重分析了由于地层结构、地层的物理特性、地质构造等因素引起的井塌、井漏、缩径等井内复杂情况,分析了其形成原因及对钻井施工的影响,并根据其不同的表现形式,提出了相应的预防措施,以指导和服务于钻井生产。     

钻孔液浸泡下煤矿膨胀性泥岩钻孔缩径实验研究

针对煤矿井下膨胀性泥岩钻孔遇水缩径问题,探讨了聚胺钻孔液在煤矿膨胀性泥岩钻孔水力排渣系统中的应用。在线膨胀实验和单轴压缩实验的基础上,研究了不同钻孔液浸泡对泥岩膨胀和强度特性的影响;通过理论计算并结合相似模拟实验,分析研究了不同钻孔液对煤矿膨胀性泥岩钻孔缩径变形的影响。研究表明:聚胺钻孔液能较好地降低泥岩含水率,减小水化膨胀,抑制泥岩膨胀变形;在钻孔液中添加铝盐络合物等封堵剂可以大幅度改善泥岩力学性质,降低水力排渣过程对泥岩强度的弱化作用;聚胺钻孔液体系能够有效地抑制泥岩钻孔缩径,缩径率降低21%。     

泥岩风化影响下露天矿采场陡帮顺倾边坡稳定性分析

煤层剥离后煤层底板泥岩易风化,强度明显降低,对陡帮顺倾边坡稳定性影响很大,非常有必要进行此方面的研究。以某露天矿采场南帮典型剖面为例,进行了露天矿开采过程中边坡的稳定性分析,得到了受泥岩风化影响的露天矿边坡稳定性特征,进行了露天矿采场陡帮顺倾边坡稳定性评价,对露天矿安全开采及陡帮顺倾边坡治理具有重要的指导意义。     

试析供水水源井对竖井冻结施工的影响

该文针对淮南新集二矿厚层第四系流砂层条件下井筒冻结施工的经验 ,从理论及实践角度阐明供水水源井对冻结施工的影响。     

煤岩应变软化特性与地下硐室稳定性分析

文章讨论了煤岩峰值强度破坏的特征，提出了描写这种破坏变形的方程，分析了稳定、非稳定的物理概念，并采用能量准则给出煤岩变形体非稳定临界状态判别准则，对圆形硐室受静水压力的稳定性作了具体分析。     

深部地热钻探中硬塑性泥岩地层钻头应用研究

深部地热钻探中,通常会钻遇硬塑性泥岩,严重影响钻探施工效率。以雄安新区深部地热钻探工程实例为基础,深入分析硬塑性泥岩机械钻速低的原因,研究制定钻头的优化改进方案。实践应用证明：针对地层岩性特征设计的个性化PDC钻头配合螺杆钻具,可以有效提高硬塑性泥岩地层机械钻速;使用三棱形非平面复合片和三角形复合片等异形复合片可以有效提高PDC钻头的抗冲击能力、提高钻头在含砾石地层的使用寿命,同时也可以提高硬塑性泥岩地层机械钻速。探索出了一套适宜于深部地热钻探中硬塑性泥岩地层钻进的钻头应用方案。     

Analysis of the mechanical property of mudstone/shale in paralic coal measures and its influence factors

The mechanical property of mudstone/shale in coal measures is a key factor of engineering mechanics that influences the development of shale gas. A rock mechanics test was performed in order to analyze the complete stress-strain mechanic characteristics and influence factors of mudstone/shale in paralic coal measures, from the Carboniferous-Permian periods in a coal field of Northern China. The relationship between the mechanical properties of mudstone/shale in coal measures, and its chemical component, water content are established, and their models are constructed. Research results show that mudstone/shale has low mechanical strength, low elastic modulus and a high Poisson’s ratio. The complete stress-strain curve has apparent elastoplastic deformation characteristics, and after reaching peak strength, it exhibits obvious strain softening characteristics. The uniaxial compressive strength of mudstone/shale and its elastic modulus increases exponentially with the increase of SiO₂ content, and as the ignition loss increases, the uniaxial compressive strength and elastic modulus of mudstone/shale will decrease according to the law of power function. The compressive strength of mudstone/shale and its elastic modulus will decrease with the increase of water content in mudstone/shale.     

考虑应变软化及剪胀的井壁稳定统一解

基于统一强度理论和弹脆塑性软化模型,考虑岩石应变软化和剪胀特性,对井壁围岩进行弹塑性应力和位移分析,推导出井壁围岩缩径问题的弹性极限荷载、井眼压力和井壁位移统一解,并给出了井眼压力、井壁位移与塑性软化区半径之间的关系.进一步分析统一强度理论参数、应变软化特性参数和剪胀特性参数对统一解的影响,克服了以往基于Mohr-Coulomb强度准则或双剪强度理论的理想弹塑性解的不足,所得统一解可适用于不同强度理论的各类岩石材料的弹塑性分析.以井壁位移或变形作为控制条件的工程,不能不考虑剪胀的影响.     

锚杆支护参数对围岩稳定性的影响

以九鼎山铜钼矿为例,利用3D-σ软件对锚杆支护的不同方案进行数值模拟,通过数值模拟结果分析锚杆支护参数对围岩稳定性的影响。     

六边形进路开采围岩稳定性的多因素影响分析

针对大屯锡矿进入深部开采后巷道围岩稳定性差的问题,为了保证矿山安全高效开采,本文采用数值模拟的方法分析了采场埋深、六边形矿房跨高比和侧压系数对围岩稳定性的影响。研究表明：（1）各影响因素对围岩的位移和应力均有影响,且各影响因素之间存在显著的交互作用;（2）采场埋深和侧压系数对采场围岩位移的影响较跨高比更加显著;（3）六边形矿房宽度大于高度时,两帮应力呈线性增长,跨高比对围岩应力的影响大于采场埋深和侧压系数。据此,当确定采场埋深和侧压系数后,改变六边形矿房的尺寸可以提高围岩的稳定性,研究结果对开采设计具有一定的参考价值。