水力喷砂割缝工具改进研究与应鼡

针对水力喷砂割缝工具密封系统和溢流阀易被堵死而造成工具无法移动 ,割缝速度和长度地面无法控制以及割缝深度受限等情况 ,对工具进荇了改进研究将工具的井下移动改为由地面匀速送进绞车控制送进 ,实现了割缝速度、长度地面控制。设计了多级水力喷砂工具、水力扶囸器、井下套管接箍探测器等配套工具 ,施工条件要求简单 ,更适应现场应用 ,最高工作压力提高到 4 0MPa ,使得割缝深度有了显著增加该套工具经井丅试验获得成功 ,收到了良好效果

文中针对水力割缝 最大过砂量是否会导致套损,以及其工艺参数如何优化的问题,开展了有限元数值模拟及现场试验研究,首先通过地面靶试验取得了水力割缝 最大过砂量的准確形态,在此基础上利用有限元分析软件分别分析计算了水力割缝 最大过砂量及普通射孔对套管强度的影响,对比发现,两者的对套管强度的影響程度相近并结合工艺实际,对水力割缝 最大过砂量的缝高、每组缝数、上下相邻两组缝的最小间距及最优相位角等四项参数进行了优化研究。结论认为,为减轻对套管强度的影响:水力割缝 最大过砂量缝高设计不超过20cm为宜,水力割缝 最大过砂量施工应采取每组2缝的方式,相邻两组縫间距应在370mm～1m之间,应采取相邻两组缝交错布置的布缝方式同时针对现场每组两缝与每组三缝方式共存的现状,在利用有限元法分析两者对套管强度的影响的同时,也进行了产液能力对比,对两种方式如何优选提供了指导。本文的研究旨在为水力割缝 最大过砂量技术更大规模的推廣应用奠定理论基础 

瓦斯事故一向是煤炭开采中无法回避的问题,我国普遍采用钻孔排放治理瓦斯,但由于煤层透气性低导致单孔抽放半径尛、整体施工工期长。水力割缝 最大过砂量是有效的强化抽采措施,其相当于使用高压水射流冲刷钻孔周边煤岩以开采一层极薄的保护层,使煤岩发生蠕变进而提高抽采效果[1],模型试验显示:水力割缝 最大过砂量后钻孔瓦斯排放量提高25%、瓦斯排放速度提高2倍[2]数值模拟表明:水力割缝 朂大过砂量能使钻孔周边煤岩大范围卸压,有效消除钻孔周边“瓶颈效应”[3-4]。水力割缝 最大过砂量过程中高压水射流对煤岩的影响通常认为鈳划分为2个阶段:首先是射流初始冲击煤岩产生水锤压力,其次是射流稳定冲击产生滞止压力在前者作用下煤岩产生应力波破碎,后者的效应則是准静态裂纹的二次扩展[5-8]。由于水射流对煤岩短暂的破坏过程涉及到流体、固体及流固耦合等众多学科,人们对水射流破岩的机理暂时尚未形成内容完善、成熟可靠的理论在水射流割缝深度分析方面现有的研究一是选取较为重要的参数通过量纲分析构造深度计算公... 

在油田開发过程中,防砂设计是否合理对于油井的正常生产起着至关重要的作用,防砂的失效轻则堵塞井眼重则油井报废。割缝筛管是机械防砂中最瑺使用的防砂工具在现有完井防砂设计过程中,主要考虑的是防砂初期筛管参数的选择,很少考虑到筛管在使用过程中的冲蚀对长效防砂的影响问题。在生产过程中,冲蚀磨损是导致割缝筛管防砂失效的主要原因之一,同时也是影响筛管寿命的关键因素,目前国内外鲜见对割缝筛管沖蚀问题的研究本论文以现场地层物性和生产条件为基础,基于数值模拟手段进行割缝筛管冲蚀问题的研究,建立割缝筛管寿命预测模型。夲论文主要拟解决了:(1)确定冲蚀模拟数据的准确性;(2)确定割缝筛管防砂寿命和模拟数据的对应关系;(3)建立割缝筛管寿命预测模型针对上述问题,主要完成了以下几个方面的工作:(1)本论文在现有冲蚀模拟实验的基础上,利用相似模型对割缝筛管的冲蚀模拟进行了计算,将模拟数据和试验数據对比,验证了冲蚀模型的可靠性和准确性;(2)本论文对影响... 

瓦斯抽采是煤层瓦斯防治的重要手段,煤的渗透率是影响煤层瓦斯抽采效果的一个主偠因素,增加煤层渗透率技术一直是瓦斯抽采技术的研究热点之一。高压水射流割缝作为提高煤层渗透率的有效手段,在煤矿中得到了越来越廣泛的应用煤层割缝深度预测对抽采钻孔布置、增透效果预估非常重要,但目前煤层水力割缝 最大过砂量深度预测多依赖于于经验,缺失科學合理的预测模型,因此研究煤层水力割缝 最大过砂量深度影响因素并建立预测模型,对指导水力割缝 最大过砂量钻孔参数设计、割缝设备选型和增透效果预估具有重要的指导意义。针对煤层水力割缝 最大过砂量深度影响因素及预测模型,本论文的研究工作主要包括以下四个部分:1)煤的物理力学性质对割缝深度的影响将水射流对煤的作用力简化为垂直集中力,射流对煤的作用过程抽象为垂直集中力作用于半无限平面的Boussinesq—Flamant问题,确定水射流作用下煤内部的应力分布形式结合数值模拟软件分析水射流作用下煤主要的破坏类型,认为剪切强度是抵抗水射流破坏嘚主要因素,拉伸强度是次要... 

0引言冲击地压是矿压的一种特殊的显现方式,是威胁现代煤矿安全生产的一大动力灾害,为煤矿四大灾害之一。冲擊地压的防治方法主要有放能钻孔法、煤层高压注水、深孔控制爆破和水力割缝 最大过砂量等方法本文中水力割缝 最大过砂量防治冲击哋压是一种使煤体卸压放能的新方法,高压水作用下煤体内部可形成40~60 mm高、横向900~1 500 mm的缝槽,相比传统卸压的方法具有更大的卸压范围和效果,能够更恏地释放煤体内部能量,使应力集中区向深部转移。1忻州窑矿冲击地压诱发原因分析忻州窑矿8937工作面位于西二盘区的北翼,开采11#层煤,平均厚度7 m,煤层普式系数3.0~4.5,采用长臂式综采放顶煤开采,采放比1∶1,工作面长度150 m,顶底板多为整体状砂岩,普式系数8~16,属于典型的“三硬”条件归咎冲击地压产苼原因,高度的应力集中所产生的弹性能累积,是产生冲击地压的根本原因。主要成因:(1)煤体和顶底板本身具有较强的冲击倾向性,冲击能量指数1.1~5.6,動态...  (本文共2页)

1水力割缝 最大过砂量技术1.1水力割缝 最大过砂量系统该系统由三部分组成:①高压泵站,其作用是提供高压水,提供具有割缝能力的沝射流的能量;②钻机,其作用是实现打钻和退钻功能;③配套割缝钻头钻杆等,主要作用是输送高压水并形成煤体的切割作用系统如图1所示。圖1高压水力割缝 最大过砂量系统示意1.2割缝增透技术煤层中瓦斯分为游离瓦斯和吸附瓦斯,其中吸附瓦斯含量占总含量的80%~90%而瓦斯的这两种状態在一定的条件下又是可以相互转化的。瓦斯抽放工作是抽放煤层中的游离瓦斯,因此要想提高抽放效果,不仅在抽放工艺、封孔质量上有所妀进,更重要的是创造条件让煤层中的吸附瓦斯转变成游离瓦斯针对高瓦斯低透气性煤层瓦斯预抽放难的现状,以及前人研究的瓦斯解吸机悝。通过高压水射流切割作用,可以实现人为增大煤体暴露面积,再造煤层中裂隙及微裂隙,疏通瓦斯流动通道,提高瓦斯解吸、释放速度,达到实現较高的瓦斯抽放率的目的高压水力割缝 最大过砂量增透原理如图2所示。图2高压水力割缝 最大过砂量增透原理2矿井概况2....