水泥环参数和套管形状参数对套管强度的影响

目前,国内外均面临着严重的套管损坏问题,因此研究套管强度的影响因素是必要的.通过建立套管和水泥环的三维有限元模型,并利用Ansys有限元分析软件研究了水泥环参数、套管偏心率和椭圆度对套管强度的影响.模拟结果表明,只有水泥环的弹性模量超过一定值,增加水泥环的厚度、弹性模量才能提高套管的强度,否则还会增加套管内壁的等效应力,并且得出了水泥环对套管强度的增幅效果是套管径厚比的函数;此外套管的强度随着套管偏心率和椭圆度的增加而大幅度降低,容易引起套管屈服破坏.     

水泥环对套管外载的影响规律研究

油气井完钻后，套管与水泥环连为一体，套管外载的大小与水泥环的力学性质有关。针对水泥环对套管卸载的问题，不同学者有不同见解。为此，建立了水泥环、套管组合体受均匀外压的弹性力学模型，推导出了水泥环、套管组合体的刚度和套管外载表达式，研究了水泥环弹性模量、泊松比及其厚度对套管外载的影响规律。研究表明，在均匀地应力下，水泥环不能减轻套管外载，反而致使套管受力恶化，加速套管损坏。研究成果与某些油田的实际情况吻合，可用于指导固井设计。     

钢纤维掺量对水泥基材料抗压强度和弹性模量影响的试验研究

为了研究钢纤维掺量对水泥基复合材料轴心抗压强度和弹性模量的影响,进行了6组不同钢纤维体积掺量下水泥基复合材料棱柱体试件的轴心抗压强度试验。试验结果表明:随着钢纤维掺量的增加,轴心抗压强度出现先增大后减小的趋势,当钢纤维掺量为2.0%时轴心抗压强度达到最大值,试块的轴心抗压强度随着弹性模量的增大而增大。     

非均匀椭圆载荷下套管抗外挤能力分析

目前大多数油井套管的损坏很大程度上是由非均匀载荷引起的,外载荷的非均匀性等因素大大降低了套管的承载能力,为此,揭示这些因素对套管抗挤能力的影响具有重要的实际意义。根据非均匀椭圆载荷作用下套管的受力特点,利用材料力学理论建立了理想套管的环向应力计算模型,分析了套管的应力分布规律,结果表明:套管承载的危险点为圆周方向与最大水平地应力成90°夹角的内壁上,与有限元数值模拟结果有着很好的一致性。并以危险点应力状态为依据,得到了套管在不同的非均匀载荷下的等效外挤压力计算的新公式。计算结果表明,椭圆载荷中的非均匀部分对套管等效外挤压力影响极大;外载荷非均匀度越大,径厚比越大,套管承受外挤载荷能力越差,越容易发生挤毁失效。     

偏心环空旋转套管流场及对注水泥顶替效率的影响

利用流体力学理论推导了幂律流体在楔形区域中的流动方程，利用这一方程，分析研究了旋转套管时，水泥浆及泥浆在偏心环空中形成的流场。     

新型矿井套管-水泥环变形与渗漏试验研究

油页岩注蒸气开采过程中,套管-水泥环在高温条件下受热应力作用,发生膨胀变形,会给组合体密封性带来严重影响。基于弹性力学和热力学理论,设计了套管-水泥环渗漏试验装置,分析了套管-水泥环组合体在不同温度不同气压下的密封性。     

套管-水泥环界面水力封隔能力室内实验研究

为了评价套管-水泥环界面水力封隔能力,建立了水泥环水力封隔评价装置。通过该装置模拟了井下的实际工况,得到了地层物性是影响水力封隔能力的重要因素。同时通过改善水泥浆体系,能够提高套管-水泥环界面水力封隔能力。     

论水泥新标准的实施对产品质量的影响

介绍了水泥新标准的主要内容，分析 新标准的实施对水泥厂产品质量的影响，提出水泥厂应采取的措施。     

温度对砂岩弹性模量影响的试验研究

对鹤壁六矿煤层顶板砂岩在经历不同高温后测试其纵波波速，并计算出砂岩的动弹性模量，应用力学常规压缩方法直接测试计算砂岩的静力弹性模量，分析了经历不同高温后砂岩的纵波波速、动静弹性模量的变化规律。结果表明，经历高温后砂岩随加热温度的升高，动弹性模量的变化幅度远大于静弹性模量的变化幅度，这说明经历高温后物理性质的变化比力学性质的变化更剧烈。     

试件厚度对铜渣-水泥基复合材料吸波性能的影响

铜渣为炼铜的工业副产品,将30%体积掺量的铜渣代替砂子,制备不同厚度的铜渣-水泥基复合材料试件,在2~18 GHz微波频段内,采用弓形反射法测试其微波反射率,同时测试其力学性能,并用扫描电子显微镜(SEM)分析其微观结构。结果表明:在2~18 GHz微波频率范围内,随着材料厚度的增加,微波反射率逐渐增加,当厚度为10 mm时,最小反射率为-22.17 d B,低于-10 d B吸收峰的累积有效带宽(吸波材料的工作频带宽度越大越好)为2.6 GHz。掺加铜渣后,水泥正常水化,复合材料力学性能无明显降低。铜渣可应用于具有吸收微波功能要求的水泥结构物。     

70m箱梁高性能海工耐久混凝土弹模及容重控制的研究

混凝土的弹性模量高低及其容重的大小对提高混凝土的耐久性及减少混凝土徐变有着较大的影响,本文着重对影响混凝土弹性模量及其容重的几个因素进行分析,并对如何控制进行了阐述。     

新安煤矿三级套管深孔注浆治水技术研究

在近水巷道掘进中,潜在的水患是影响矿井安全生产的关键因素之一。为封堵掘进巷道前方导水裂隙及溶岩通道,新安煤矿通过施工探放水孔确定前方水害分布情况并通过下放三级套管固孔深孔注浆方法来确保掘进期间的安全工作。通过对新安煤矿14230工作面中部底板岩巷三级套管注浆前后效果的比对,表明三级套管深孔注浆技术能够实现定向封堵并提高封堵效果的目的,为水害防治工作提供一种参考办法。     

车辆荷载作用下露天矿采空区顶板安全厚度研究

采空区的存在对露天矿的安全生产构成极大威胁,而顶板是决定空区稳定性的重要因素。针对弓长岭露天矿已探明采空区进行了顶板安全厚度分析。建立了车辆荷载作用下的采空区顶板的力学模型,推导了顶板的振动方程,获得了其安全厚度计算式。结合弓长岭露天矿采空区实际情况,分析了车速、车质量、顶板厚度和跨度对顶板岩梁动态响应的影响规律,计算了不同顶板抗拉强度、跨度组合和不同车质量时的顶板最小安全厚度值,并据此分析了安全厚度的变化规律,对该矿区的安全生产具有重要意义。结果表明：顶板岩梁中的动弯矩与车速、车质量以及顶板跨度近似呈线性关系,且随顶板厚度增加而减小,顶板厚度越小,动弯矩减小幅度越大;顶板最小安全厚度随其抗拉强度增大而减小,随其跨度、车质量的增大而增大。     

复杂地层跟管钻进套管强度的有限元分析

针对复杂地层的跟管钻进技术进行研究,分析了跟管钻具的受力情况,并对易损部件进行有限元分析,对实践过程中出现的问题进行改进以及对套管螺纹结构的优化设计,提出了改进方案。     

不同风化程度岩体弹性模量的确定方法研究

岩体弹性模量的确定是国内外岩石力学界研究的热点课题。采用损伤力学、声波测试方法与Monte-Carlo模拟技术,从理论上推导出估算不同风化程度岩体弹性模量的方法,并将该方法应用于贵州省鱼简河水库拱坝地基弹性模量估算中。通过与原位试验结果对比分析,说明利用该方法所确定的弹性模量比较接近岩体的实际弹性模量。结果表明,对于一些大型工程的初步研究阶段,当需要对岩体弹性模量作出初步判断时,可以利用Monte-Carlo模拟技术与室内岩块试验的方法估算不同风化程度岩体的弹性模量。     

浮石粉对水泥复合土改性效果的试验研究

将天然浮石粉作为外掺剂应用于水泥土改性研究,以粉质黏土为原料,首先对水泥质量分数16％、土体原始含水量为击实试验最佳含水量时的试件进行了不同龄期(7d、28d、60d)、不同浮石粉掺量(4％、8％、12％、16％)的无侧限抗压强度试验,结果表明,随着龄期增长,浮石粉水泥土强度增大,随浮石粉掺量增加,强度先增大后减小,浮石粉最佳掺量为8％.其次对水泥质量分数为16％、浮石粉质量分数为8％、土料原始含水量分别为14％、19％、24％、29％的试块进行无侧限抗压强度试验,结果表明,浮石粉可明显改善原始含水量较高土体的强度,当原始土料含水量高于最优含水量达到19％时,浮石粉水泥复合土强度平均提高了18.3％.     

添加海盐石膏对水泥增强研究及预测模型

将海盐石膏掺加于硅酸盐水泥熟料中,实验考察了它在不同煅烧温度下对水泥强度的影响,并采用线性回归进行拟合,确定了由水泥的3d强度对其28d强度进行预测的模型(R2=0.88～0.96).结果表明,添加800℃煅烧海盐石膏时水泥强度提高幅度最大;煅烧海盐石膏可替代天然石膏作为水泥增强剂.     

岩石锚杆合理预张荷载确定方法研究

 岩石锚杆支护是稳定围岩的有效手段之一,地下工程中锚杆通过托盘施加一定的预张荷载,可以改善锚杆受力,提高锚杆的支护能力。为了能够充分发挥锚杆的支护效果,因此确定锚杆所承受的合理预张荷载具有重要的工程价值。基于围岩变形,结合弹性理论和锚杆拉拔荷载传递规律,推导出了岩石锚杆在预张荷载作用的应力分布公式,并提出了岩石锚杆合理预张荷载的确定方法,在合理预张荷载的作用下,锚杆所受的剪应力及轴力趋于均匀化,锚固强度得到提高。     

基于小波模极大值的煤厚信号奇异性检测

信号的突变性或奇异性通常携带有最重要的信息,小波变换为信号的多尺度瞬态分析提供了最合适的方法。阐述了基于小波变换模极大值的奇异信号检测理论,并将其应用在煤厚探测信号的奇异性检测中,通过计算机语言编程,对实测信号奇异点进行定位,从而判断出煤层的厚度,为煤层厚度探测提供了一种新颖的方法。