期刊文献+
任意字段
题名或关键词
题名
关键词
文摘
作者
第一作者
机构
刊名
分类号
参考文献
作者简介
基金资助
栏目信息
共找到175篇文章
< 1 2 … 9 >
每页显示 20 50 100
已选择0条
导出题录 引用分析
参考文献
引证文献
 统计分析
检索结果
已选文献
显示方式：
基于穿层钻孔声波远探测有限元方法的煤岩界面成像
1
作者 徐宏阳 翟成 +6 位作者 夏济根 孙勇 董兴蒙 来永帅 余旭 徐吉钊 丛钰洲 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期118-129,共12页
小型地质构造是造成煤与瓦斯突出事故的主要因素,小构造的精准探测是亟需解决的关键问题。煤岩界面高精度探测是查明小构造,实现透明工作面的基础。声波远探测技术具有探测范围大、分辨率高、可成像等优点,能够实现对煤岩界面的精准识... 小型地质构造是造成煤与瓦斯突出事故的主要因素,小构造的精准探测是亟需解决的关键问题。煤岩界面高精度探测是查明小构造,实现透明工作面的基础。声波远探测技术具有探测范围大、分辨率高、可成像等优点,能够实现对煤岩界面的精准识别。为此,提出了基于穿层钻孔声波远探测的煤岩界面探测技术,通过在井下穿层钻孔内布置声波远探测仪,采集孔周煤岩分界面产生的阵列波形,并利用反射波信息反演获得煤岩界面成像图,进一步结合钻孔群,实现工作面的整体勘察。首先,利用COMSOL Multiphysics软件构建出煤系单极远探测数值模型;然后通过模型正演分析全波信号与波场快照的全时空变化规律;最后对远探测声波数据进行反演实现煤岩界面的偏移成像。正演结果表明:模型中煤层的纵波波速比顶底板岩层慢1.2 km/s左右,声波在煤层中传播时能量衰减得更快,同时声波穿过煤岩界面时会出现主频的漂移;当测点趋近于仪器从底板岩层向煤层过渡的位置时,直达波的变化特征为幅度的骤降与声时的增大,而界面反射波的特征为时间-深度域中倾斜同相轴的斜率改变。对采集到的波形数据进行滤波、波场分离、反射波增强、偏移成像四个步骤完成模型反演,成像结果与原始模型相似度高,煤岩界面倾角误差0.6°、煤厚误差0.212 m,穿层钻孔远探测声波有限元方法可以有效地反演出煤岩界面的位置和形态特征。该研究可为声波远探测技术应用于穿层钻孔煤岩界面识别提供基础理论支撑。 展开更多
关键词 声波远探测 煤岩界面成像 煤层小构造 穿层钻孔
下载PDF
基于底板岩巷全生命周期瓦斯治理技术研究 被引量：1
2
作者 翟成 唐伟 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第6期95-103,167,共10页
对于缺乏开采保护层条件的矿井,底板岩巷条带预抽煤层瓦斯是主流瓦斯治理方法。分析指出底板岩巷在实际应用中存在空间层位选择差异较大、穿层冲孔致煤巷围岩稳定性差、底板岩巷掘进造价高且利用效率低等问题。以底板岩巷为基础,考虑整... 对于缺乏开采保护层条件的矿井,底板岩巷条带预抽煤层瓦斯是主流瓦斯治理方法。分析指出底板岩巷在实际应用中存在空间层位选择差异较大、穿层冲孔致煤巷围岩稳定性差、底板岩巷掘进造价高且利用效率低等问题。以底板岩巷为基础,考虑整个煤炭生产过程中的瓦斯问题,提出了基于底板岩巷全生命周期瓦斯治理技术,形成了“层位优选-穿层冲孔-穿层注浆-采动抽采-矸石回填”五位一体的瓦斯综合治理模式。以首山一矿为例,通过测定采煤工作面地层的岩石力学性质,基于数值方法分析了巷道掘进和工作面回采条件下底板岩巷的稳定性,根据围岩损伤特征和采动围岩应力分布,确定了将底板岩巷布置在采煤工作面运输巷下部16 m、与上部运输巷内错1 m位置。对底板岩巷穿层水力冲孔钻孔布置进行优化,设定了组间距6.4 m、每组按单双号交错打孔的方案,通过测定水力冲孔钻孔残余瓦斯压力得出水力冲孔有效影响范围超过4 m,钻孔瓦斯浓度较高、衰减较慢,条带预抽效果良好。通过穿层注浆技术改善上部破碎煤体性质,钻孔窥探显示经过穿层注浆加固后的煤体强度提高、破碎程度降低,巷帮变形量监测结果表明巷道围岩整体稳定性较好、煤层强度提高,钻屑量监测结果表明注浆加固范围超过5 m,有效降低了巷道掘进的突出危险性。通过底板岩巷穿层钻孔,对工作面回采期间采动卸压瓦斯进行抽采,发现采动有效影响范围为采煤工作面前方50 m,采动影响区内瓦斯抽采效果良好,采煤工作面风流瓦斯体积分数降低至0.45%以下,有效降低了采煤工作面瓦斯浓度。回采结束后,设计了底板岩巷矸石回填方法,以降低矸石出井成本,提高巷道利用效率。 展开更多
关键词 底板岩巷 全生命周期 瓦斯综合治理 条带预抽瓦斯 穿层水力冲孔 穿层注浆 采动抽采 矸石回填
下载PDF
不同燃爆载荷作用下页岩破裂特性及孔裂隙结构改性规律
3
作者 翟成 王宇 +3 位作者 刘厅 徐吉钊 唐伟 罗宁 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期4269-4283,共15页
页岩储层甲烷原位燃爆压裂是一项新型无水压裂技术,不同燃爆载荷下井周的破裂特性及孔隙结构改性规律尚不明确,无法为关键工艺参数的确定提供依据。自主搭建耐压100 MPa燃爆管道,对?55 mm×55 mm筛管完井页岩试样进行不同燃爆载荷... 页岩储层甲烷原位燃爆压裂是一项新型无水压裂技术,不同燃爆载荷下井周的破裂特性及孔隙结构改性规律尚不明确,无法为关键工艺参数的确定提供依据。自主搭建耐压100 MPa燃爆管道,对?55 mm×55 mm筛管完井页岩试样进行不同燃爆载荷的冲击压裂实验,实验过程中采集爆炸压力-时程曲线,取样表征页岩破裂形态随燃爆载荷的变化规律,通过典型裂缝面分析燃爆压裂致裂机理,通过?1 000 mm×1 000 mm页岩相似材料燃爆压裂实验,阐明燃爆载荷压裂储层的主控因素,基于压汞法表征不同燃爆载荷下页岩孔裂隙结构的演化规律,主要结论如下:(1)提升燃爆混合气体的初始压力能够显著提升燃爆峰值载荷和压力上升倍数,增强燃爆威力;(2)随着燃爆载荷的提高,井周由单一主裂缝转变为多条径向裂缝协同起裂,但燃爆载荷过大容易在井周产生粉碎性破坏,本研究中最佳爆炸压力为71 MPa;(3)燃爆冲击波和爆轰产物气楔扩缝效应是导致裂缝起裂-扩展的主控因素,燃爆压裂有利于构建粉碎区范围小、裂隙区范围大的裂缝体系;(4)燃爆冲击波主导页岩大孔和微裂隙体积随燃爆载荷升高而显著提升,动态冲击和高温热效应的双重控制机制导致微孔呈先降低后升高的变化规律。本研究通过实验室及大尺度燃爆压裂实验阐明了燃爆载荷对井周储层破裂特性和孔裂隙结构改性的控制机制。 展开更多
关键词 页岩气储层 甲烷原位燃爆压裂 爆炸冲击 破裂特性 孔裂隙结构
下载PDF
燃爆冲击载荷对页岩储层孔裂隙系统的改造作用特征 被引量：6
4
作者 陈尚斌 罗宁 +6 位作者 翟成 林威 翟潇航 张瑛堃 张宇航 王阳 刘厅 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期869-878,共10页
燃爆压裂是近年提出的一项针对页岩气储层压裂的变革性技术,研究燃爆冲击载荷的改造作用可为燃爆压裂法的应用提供基础依据。选取川南泸州区块龙马溪组一段页岩样品,采用自制的燃爆冲击载荷试验系统开展燃爆冲击实验,用计算机断层扫描仪... 燃爆压裂是近年提出的一项针对页岩气储层压裂的变革性技术,研究燃爆冲击载荷的改造作用可为燃爆压裂法的应用提供基础依据。选取川南泸州区块龙马溪组一段页岩样品,采用自制的燃爆冲击载荷试验系统开展燃爆冲击实验,用计算机断层扫描仪(μ-CT)扫描燃爆前后样品,通过数字图像处理技术提取孔隙并重构,统计孔隙数据获取孔径分布,研究燃爆冲击载荷作用前后孔裂隙系统的变化特征。结果表明:(1)瞬时升温产生的热应力破坏页岩中层理弱介质,使其内部微裂缝失稳、扩展乃至贯通;受燃爆冲击载荷作用影响,页岩中心位置应力集中,应力波冲击使页岩形成多条裂缝,产生大量孔隙;(2)燃爆冲击载荷作用对页岩储层孔裂隙系统的改造显著受层理和微裂缝的影响;层理和微裂缝越发育,改造后形成的裂缝网络越复杂;受黏土矿物等塑性矿物的约束性降低,储层应用范围更广;(3)瞬时升温和燃爆冲击载荷作用对页岩复杂缝网的形成和扩展均有显著促进作用;燃爆冲击载荷作用更加有效地改造页岩储层孔裂隙系统并产生大量连通性孔裂隙,连通性孔隙增加约67%。这一研究从微观层面证实燃爆冲击载荷作用能有效改造页岩储层。 展开更多
关键词 孔裂隙系统 页岩储层 燃爆压裂 燃爆冲击载荷实验 计算机断层扫描(μ-CT)
下载PDF
瓦斯非均衡赋存煤层精准冲孔增透技术及应用 被引量：2
5
作者 刘厅 林柏泉 +2 位作者 赵洋 翟成 邹全乐 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期217-231,共15页
为实现瓦斯非均衡赋存煤层的精准卸压增透,基于理论建模、数值模拟和现场试验的方法研究了水力冲孔关键工艺参数的判定准则和优化方法。构建了卸压煤层多场耦合模型,分析了冲孔最优出煤量的判定指标体系,提出了冲孔最优出煤量的判定准... 为实现瓦斯非均衡赋存煤层的精准卸压增透,基于理论建模、数值模拟和现场试验的方法研究了水力冲孔关键工艺参数的判定准则和优化方法。构建了卸压煤层多场耦合模型,分析了冲孔最优出煤量的判定指标体系,提出了冲孔最优出煤量的判定准则及方法,绘制了水力冲孔关键工艺参数优化图谱,提出了瓦斯非均衡赋存煤层梯级精准增透强化抽采技术。结果表明:(1)抽采时间一定时,随着冲孔出煤量的增加,煤层残余瓦斯含量逐渐降低,而由于孔间应力集中程度的升高,残余瓦斯压力先降低后升高;(2)冲孔最优出煤量的判定准则包括瓦斯抽采达标约束和巷道失稳风险和施工成本最小化约束,当残余瓦斯含量和压力均小于临界值时,认为抽采达标,在满足抽采达标的前提下,应尽量减小冲孔出煤量以保证煤巷稳定、降低工程成本;(3)冲孔最优出煤量随地应力的升高而降低,随黏聚力、瓦斯压力和钻孔间距的增大而升高。对于给定煤层,冲孔出煤量存在最大值,抽采达标时间存在最小值;(4)综合考虑煤层瓦斯压力、出煤量、钻孔间距及抽采达标时间之间的关联关系,绘制了冲孔关键参数的优化图谱,提出了瓦斯非均衡赋存煤层梯级精准增透强化抽采技术,融合煤层瓦斯赋存特征和冲孔关键参数的优化图谱,确定不同瓦斯赋存区域对应的冲孔工艺参数,实现瓦斯非均衡赋存煤层的精准卸压增透。 展开更多
关键词 水力冲孔 最优出煤量 判定准则 多场耦合 卸压增透
下载PDF
循环冲击层理煤岩动力学行为及破坏规律研究 被引量：3
6
作者 罗宁 索云琛 +4 位作者 张浩浩 柴亚博 翟成 屈喆 白桂智 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期39-52,共14页
为研究复杂地况下含特征层理煤岩的动态力学行为,采用50 mm分离式霍普金森压杆实验系统,对含层理(0°、30°、45°、60°、90°)煤岩进行动态三轴循环冲击实验研究,并结合3D轮廓扫描仪量化其断裂界面,分析层理效应... 为研究复杂地况下含特征层理煤岩的动态力学行为,采用50 mm分离式霍普金森压杆实验系统,对含层理(0°、30°、45°、60°、90°)煤岩进行动态三轴循环冲击实验研究,并结合3D轮廓扫描仪量化其断裂界面,分析层理效应和围压效应对煤岩动态力学特性及其损伤破坏规律的影响。研究表明:围压的施加使煤岩应力-应变曲线出现弹性后效现象;较无围压状态,抗压强度提高3.9~4.2倍,失效应变增大2.59~3.05倍。随着层理角度的增大,煤岩的动态抗压强度、弹性模量和能量透射率均呈现先降低后升高的U形分布,在层理角为45°时均达到最小值;能量吸收率和断面粗糙度呈现先增大后减小的∩形分布,损伤变量呈现N形分布,在层理角为45°时达到最大值。煤岩的损伤破坏特征随层理角度的变化可概括为张拉破坏(0°)-剪切破坏(30°、45°和60°)-劈裂破坏(90°)的演变过程,所得特征规律可为实际复杂环境下煤层气资源安全高效开采提供理论支持。 展开更多
关键词 煤岩 分离式霍普金森压杆 动态三轴压缩实验 层理效应 3D轮廓扫描
下载PDF
不同强度煤岩组合体单轴加载破坏特征研究 被引量：2
7
作者 李延河 翟成 +1 位作者 陈爱坤 张弘 《煤炭工程》 北大核心 2023年第6期108-112,共5页
强弱耦合防突技术是一种以水力冲孔弱化吸能与注浆加固强化抵抗协同控制防止煤与瓦斯突出的有效方法,为了研究不同强度组合强弱耦合结构的力学特性,对9种强度组合的煤岩组合体试样进行了MTS单轴力学加载实验,利用声发射监测系统进行了... 强弱耦合防突技术是一种以水力冲孔弱化吸能与注浆加固强化抵抗协同控制防止煤与瓦斯突出的有效方法,为了研究不同强度组合强弱耦合结构的力学特性,对9种强度组合的煤岩组合体试样进行了MTS单轴力学加载实验,利用声发射监测系统进行了加载过程监测。结果表明:岩体强度的增加能够有效提升煤岩组合体整体承载能力,提升强化区抵抗残余能量的能力;煤体强度增加能有效降低试样整体形变量,缩短压密阶段持续时间,降低煤体部分破碎程度。研究结果对强弱耦合防突技术优化设计方案具有重要意义。 展开更多
关键词 煤岩组合体 强弱耦合 煤与瓦斯突出 单轴压缩 声发射
下载PDF
高温-动态冲击作用下页岩微纳米孔隙结构演化特征
8
作者 余旭 王宇 +3 位作者 翟成 刘厅 徐吉钊 孙勇 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期137-146,共10页
为阐明甲烷原位燃爆压裂载荷对页岩储层的微观改性特征,开展高温-动载协同作用下页岩微纳米孔隙结构的演化特征研究,选取典型页岩样品,综合应用3D轮廓测量、原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD),分析高温-动态冲击作用后... 为阐明甲烷原位燃爆压裂载荷对页岩储层的微观改性特征,开展高温-动载协同作用下页岩微纳米孔隙结构的演化特征研究,选取典型页岩样品,综合应用3D轮廓测量、原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD),分析高温-动态冲击作用后的页岩碎块的宏微观粗糙特性、孔裂隙结构及矿物组分随高温的变化特征。结果表明:随温度升高,页岩断面毫米级粗糙度先略有降低后急剧升高。随温度升高,页岩有机质纳米孔减少,石英中出现复杂裂缝,碳酸盐矿物产生气孔,黏土矿物层间结构破坏,页岩体孔隙度由常温的1.488%逐渐上升至700℃的1.997%。不同高温下页岩物性组成差异显著,XRD定量分析结果显示,石英的质量占比升高,方解石和白云石总占比降低,从微纳米尺度说明燃爆载荷对页岩储层有改性效果。 展开更多
关键词 高温热效应 动态冲击 页岩 微纳米 孔隙结构 演化特征 燃爆压裂 粗糙度
原文传递
深部水平主应力方向对煤巷围岩稳定性影响规律研究
9
作者 李延河 翟成 丁熊 《煤炭工程》 北大核心 2023年第2期86-92,共7页
为了保证深部巷道掘进过程中围岩稳定,深入分析巷道布置方向和深部水平主地应力分布之间的关系,以首山一矿为工程背景,利用理论计算方法求出最优角度,使用数值模拟方法分析煤巷布置轴向与最大水平主地应力σH不同夹角时模型的塑性区分布... 为了保证深部巷道掘进过程中围岩稳定,深入分析巷道布置方向和深部水平主地应力分布之间的关系,以首山一矿为工程背景,利用理论计算方法求出最优角度,使用数值模拟方法分析煤巷布置轴向与最大水平主地应力σH不同夹角时模型的塑性区分布,最大主应力差变化和围岩变形特征。结果表明:煤巷掘进后从煤巷壁面到围岩深部围岩的最大主应力差大致可以分成“增长-降低-稳定”三区;当作用在煤巷两帮的水平法向应力σn与垂直主地应力近似相等时水平地应力对煤巷布置掘进稳定性影响最小,根据对现场数据的理论计算和模拟结果的分析,巷道轴向与σH夹角大小为30°左右时巷道较为稳定。 展开更多
关键词 深部巷道 巷道掘进 主应力差 巷道布置 围岩稳定性
下载PDF
液氮冷冲击煤的作用范围及力学损伤机理 被引量：2
10
作者 丛钰洲 翟成 +4 位作者 余旭 徐吉钊 孙勇 郑仰峰 唐伟 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期2484-2497,共14页
低温流体液氮对煤冷冲击的作用范围、煤内部因温差形成的热应力变化规律及其对煤形成损伤的力学作用机理,均是液氮在煤岩增透领域应用中亟待研究的关键问题。利用非接触式全场应变测量装置、红外温度场测量装置和热电偶温度测量装置,测... 低温流体液氮对煤冷冲击的作用范围、煤内部因温差形成的热应力变化规律及其对煤形成损伤的力学作用机理,均是液氮在煤岩增透领域应用中亟待研究的关键问题。利用非接触式全场应变测量装置、红外温度场测量装置和热电偶温度测量装置,测得开放环境下液氮冷冲击煤样钻孔后,钻孔周边煤体温度场及应变场随冷冲击时间的变化规律。通过建立包含弹性模量、泊松比、热膨胀系数、测点温差及测点所在半径参数的热应力模型,设计实验测得模型各参数并代入其中求解,计算得到煤岩内部不同位置处的热应力及其随冷冲击距离和时间的变化规律,并针对3类不同变质程度煤的上述规律进行对比。研究结果表明,在液氮冷冲击过程中,3类煤样内部各测点处的温度均呈现出快速降低—缓慢降低—稳定的变化规律,各测点处的热应力均经历了快速增长—缓慢增长—无增长3个阶段。距离冷冲击钻孔越近,相邻测点间的温度相差越大,所产生的热应力越大。液氮冷冲击1 800 s后,3类煤样各测点处的热应力均基本达到稳定阶段,距离冷冲击钻孔1 cm处所产生的热应力均≥1.84 MPa。液氮冷冲击能够使煤内部产生4类变形进而对煤造成损伤,其中“因压致拉”所产生的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类变形及3者相互组合的复合型变形,是煤体形成损伤产生复杂裂缝的根本原因。然而,液氮冷冲击对不同煤的降温及变形范围虽存在差异,但总体作用范围有限,仅能够在钻孔周边产生损伤,因此,液氮冷冲击技术建议结合压裂工艺进行应用,冷冲击所产生的损伤可用于降低起裂压力,并使压裂裂缝更为复杂。 展开更多
关键词 煤岩 液氮冷冲击 力学损伤 热应力 煤岩增透
下载PDF
循环冲击载荷作用下页岩动力学响应及能量耗散特征 被引量：3
11
作者 王宇 翟成 +1 位作者 唐伟 石克龙 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期74-87,共14页
采用Φ50 mm分离式霍普金森杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)实验系统开展页岩循环冲击实验,研究不同循环冲击载荷作用下页岩动力学响应及损伤演化特征,同时揭示了控制入射总能量不变条件下,不同气压梯度循环冲击页岩能量演化规... 采用Φ50 mm分离式霍普金森杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)实验系统开展页岩循环冲击实验,研究不同循环冲击载荷作用下页岩动力学响应及损伤演化特征,同时揭示了控制入射总能量不变条件下,不同气压梯度循环冲击页岩能量演化规律。随着冲击气压升高,试样破裂所需的冲击次数呈线性减少,峰值应力随循环冲击次数的增加先升高后降低,极限应变先减小后增大,试样在循环冲击下表现出先压密后损伤的力学机制。基于Weibull分布的统计损伤模型表明,升高循环冲击气压,试样损伤破坏形式由缓慢劣化逐渐转变为骤然破坏。入射总能量恒定的情况下,通过控制循环入射能量梯度能够产生不同的损伤效果,降压冲击和升压冲击下的能量吸收比均大于恒压冲击下的,且气压梯度的绝对值与能量吸收比呈现正相关性。 展开更多
关键词 页岩 SHPB实验 循环冲击 损伤演化
下载PDF
聚能射流侵彻页岩储层损伤裂隙形成机制 被引量：2
12
作者 牟恭雨 罗宁 +3 位作者 申涛 梁汉良 柴亚博 翟成 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期83-99,共17页
为研究药型罩对聚能射孔弹侵彻页岩储层的射孔和损伤致裂效果的影响机理,建立了射孔弹-空气-页岩三维模型,设置药型罩的锥角分别为50°、60°、70°和80°,壁厚分别为0.5、1.0和1.5 mm,材料分别为铜、钢、钛和钨。利用A... 为研究药型罩对聚能射孔弹侵彻页岩储层的射孔和损伤致裂效果的影响机理,建立了射孔弹-空气-页岩三维模型,设置药型罩的锥角分别为50°、60°、70°和80°,壁厚分别为0.5、1.0和1.5 mm,材料分别为铜、钢、钛和钨。利用ANSYS/LS-DYNA软件进行数值计算,分别从射流速度与形态、页岩射孔效果及页岩孔裂隙形成规律特征等进行系统性分析。研究结果表明:在射孔弹结构中,随着药型罩锥角的减小,射流速度提高、杵体速度降低、侵彻深度增大同时开孔孔径减小。在一定范围内,适当减小药型罩的壁厚,可以提高射流速度、减小杵体质量、增大侵彻深度和开孔倾斜度。药型罩材料对射流速度、杵体结构和页岩射孔效果均有显著影响,其中钨药型罩射孔弹的侵彻深度最大但开孔孔径最小,钛药型罩射孔弹的侵彻深度最小但开孔倾斜度最大,铜比钢药型罩射孔弹的侵彻深度略大但开孔孔径略小。通过研究不同对照组的页岩孔裂隙形成规律特征发现,页岩孔裂隙发育主要发生在杵体对页岩的再扩孔阶段,减小射流初始扩孔孔径、增大杵体直径、提高杵体速度,可以促进页岩孔裂隙发育程度。 展开更多
关键词 聚能射孔 页岩储层 药型罩 裂隙扩展 射孔弹-空气-页岩三维模型
下载PDF
煤层钻孔内注入液氮过程中的传热传质规律及煤损伤分析
13
作者 丛钰洲 翟成 +5 位作者 丁熊 余旭 徐吉钊 孙勇 郑仰峰 唐伟 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期3128-3137,共10页
低温流体液氮向煤层钻孔内注入过程中的传热传质规律及煤损伤分析,是目前液氮在煤层增透领域应用中亟待研究的关键问题。通过利用流量计、内视镜、热电偶、质量天平和超声探测仪,可视化分析了液氮注入过程中煤钻孔内液氮的初始累积过程... 低温流体液氮向煤层钻孔内注入过程中的传热传质规律及煤损伤分析,是目前液氮在煤层增透领域应用中亟待研究的关键问题。通过利用流量计、内视镜、热电偶、质量天平和超声探测仪,可视化分析了液氮注入过程中煤钻孔内液氮的初始累积过程和液位状态变化,探究了不同注入速率下钻孔内液氮的实际液位、净液位和注入效率随注入时间的变化规律,并对3个不同时刻下的煤体进行超声损伤检测。研究发现,液氮初始累积时会在钻孔底部煤的交界面处形成明显的莱顿佛洛斯特效应,随着钻孔底部煤温的不断降低,辐射换热系数不断减小,进而蒸汽膜厚度随之降低。不同注入速率下,1 m长钻孔内液氮的净液位最大增加量均为35 cm左右,这意味着,向长钻孔内注入液氮时,应实施分段注入,仅增加液氮注入时间会造成液氮的浪费。实际液位与净液位比值的变化规律均为先降低然后趋于稳定,稳定状态下2者的液位比相近。不同注入速率下液氮注入效率随注入时间的变化规律,均为降低—升高—稳定—降低。低速注入速率下的液氮注入效率更高,提升注入速率后单位体积液氮所相变的氮气,在钻孔内换热时间更短、向钻孔外排出温度更低,进而增大了液氮损耗,使注入效率变低。超声波测试结果表明,液氮能够渗入裂缝内部,使裂缝两侧在冷冲击的作用下冻缩,增加原有的裂缝宽度并使缝尖受到裂缝两侧冻缩力的作用拉伸扩展变形,形成新的裂缝。 展开更多
关键词 煤层钻孔 液氮注入效率 液位变化 传热传质 煤损伤
下载PDF
自支撑条件页岩裂缝的压缩特性分布及各向异性演化
14
作者 黄婷 翟成 +5 位作者 刘厅 孙勇 郑仰峰 陈爱坤 徐宏阳 来永帅 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期4336-4351,共16页
甲烷原位燃爆压裂技术是利用页岩原位解吸甲烷与氧气协同燃爆产生的高温、高压气体冲击压裂页岩储层,具有广泛的应用前景。燃爆过程中会在压裂裂缝周围产生页岩碎屑颗粒,对裂缝通道形成一定的自支撑作用。其中,页岩碎屑颗粒作用下页岩... 甲烷原位燃爆压裂技术是利用页岩原位解吸甲烷与氧气协同燃爆产生的高温、高压气体冲击压裂页岩储层,具有广泛的应用前景。燃爆过程中会在压裂裂缝周围产生页岩碎屑颗粒,对裂缝通道形成一定的自支撑作用。其中,页岩碎屑颗粒作用下页岩压裂裂缝的压缩闭合行为及裂缝开度演化是亟待研究的关键问题。以平行层理无支撑(PBU)、平行层理自支撑(PBS)、垂直层理无支撑(VBU)和垂直层理自支撑(VBS)4种试样为研究对象,利用非接触式全场应变测量装置探究了应力加载过程中自支撑颗粒和层理对页岩裂缝压缩变形行为及各向异性演化特征分布的影响。结果表明,所有试样沿着加载方向均可划分为4个特征区域:裂缝区、近基质区、远基质区和无影响区,各区域垂直位移沿加载方向均呈线性下降趋势,且对应下降速率依次减小,在无影响区接近0。自支撑颗粒改善了层理方向对裂缝压缩特征沿裂缝走向分布差异的影响。自支撑裂缝的开度可压缩分量、不可压缩分量及可压缩分量占比分别为无支撑裂缝的47~56倍、11倍和4~5倍。引入层理各向异性系数(I_(BA))定量化分析自支撑颗粒对页岩裂缝变形各向异性演化特征的影响。应力加载过程中,各试样的I_(BA)均依次经历了:I_(BA)下降区、I_(BA)陡增区、I_(BA)震荡区和I_(BA)平稳区。自支撑颗粒缩短了I_(BA)震荡区范围(1~5 MPa),提高了I_(BA)平稳值(5.6),消除了不同层理间的I_(BA)平稳值差异。 展开更多
关键词 页岩裂缝 压缩特性 各向异性 自支撑颗粒 裂缝开度 燃爆压裂
下载PDF
循环冲击载荷作用下页岩孔隙结构演化特征
15
作者 王宇 翟成 +2 位作者 邵昊 唐伟 石克龙 《特种油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期154-160,共7页
为研究循环冲击载荷作用下页岩气储层孔隙结构演化规律,以四川省长宁县五峰组页岩为研究对象,基于霍普金森压杆实验系统与微米CT系统,分别获取低速、中速和高速循环冲击载荷下页岩的动力学响应特征,并对冲击前后页岩孔隙结构进行分析。... 为研究循环冲击载荷作用下页岩气储层孔隙结构演化规律,以四川省长宁县五峰组页岩为研究对象,基于霍普金森压杆实验系统与微米CT系统,分别获取低速、中速和高速循环冲击载荷下页岩的动力学响应特征,并对冲击前后页岩孔隙结构进行分析。研究表明:动态冲击应力-应变曲线显示,低速循环冲击岩样动态弹性模量随循环冲击次数的增加不断升高,承载能力逐渐增强;中速及高速循环冲击岩样则呈现先压密后损伤的力学响应特征;提高循环冲击载荷,页岩连通裂隙的表面积、体积及分形维数升高,绝对渗透率上升,表明提高循环冲击载荷可使岩样形成复杂孔隙网络,具备更好的渗流能力;中速及高速循环冲击导致岩样内部孔隙扩展贯通,中速循环冲击岩样的孔隙度较原始岩样提升一倍,孔隙分布的空间离散性增强。该研究可为页岩气储层多级脉冲燃爆压裂工艺的相关研究提供理论支持。 展开更多
关键词 页岩 压裂 孔隙结构 循环冲击载荷 微米CT 多级脉冲燃爆压裂
下载PDF
基于微胶囊技术的瓦斯抽采钻孔密封材料研究
16
作者 张超 范富槐 +4 位作者 李树刚 翟成 江丙友 杨朴超 曾祥真 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期72-79,共8页
煤矿瓦斯抽采钻孔密封材料的性能在改善钻孔密封质量、提高瓦斯抽采效率等方面起着至关重要的作用。为了改变传统水泥基钻孔密封材料在水化初期发生无效膨胀的问题,采用理论研究、物理试验与测试相结合的方式,提出了利用微胶囊技术延缓... 煤矿瓦斯抽采钻孔密封材料的性能在改善钻孔密封质量、提高瓦斯抽采效率等方面起着至关重要的作用。为了改变传统水泥基钻孔密封材料在水化初期发生无效膨胀的问题,采用理论研究、物理试验与测试相结合的方式,提出了利用微胶囊技术延缓密封材料膨胀时间的方法。实验确定了以乙基纤维素(EC)作为囊壁材料、蒙脱石(MMT)为囊芯材料,以相分离法制备延迟膨胀微胶囊,并通过单因素实验与响应曲面分析法(RSM)得出各关键参数之间的交互作用,结果表明各关键参数对包封率的影响程度大小排序为:搅拌速率>芯壁比>聚乙烯(PE)用量。此外,根据Design-Expert软件得出微胶囊制备的最优参数为:芯壁比为0.8,PE用量为1.5%、搅拌速率为400 r/min。最后,通过自主设计的模拟钻孔密封性能实验表明:延迟膨胀密封材料相较于普通膨胀材料具有更好的密封性能,其有效密封时间可提高60%左右。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 钻孔密封 密封材料 微胶囊 响应曲面试验
下载PDF
松软煤层水力压裂钻孔失稳分析及固化成孔方法 被引量：55
17
作者 翟成 李全贵 +2 位作者 孙臣 倪冠华 杨威 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1431-1436,共6页
分析了煤矿井下松软突出煤层钻孔失稳变形机理,指出巷道围岩应力和钻孔二次应力是煤层施工压裂钻孔后孔壁弱结构易产生破坏失稳、易塌孔和成孔难的主要根源。提出了一种有效的区域固化成孔方法,模拟分析了松软煤层和采用高强度材料固化... 分析了煤矿井下松软突出煤层钻孔失稳变形机理,指出巷道围岩应力和钻孔二次应力是煤层施工压裂钻孔后孔壁弱结构易产生破坏失稳、易塌孔和成孔难的主要根源。提出了一种有效的区域固化成孔方法,模拟分析了松软煤层和采用高强度材料固化后钻孔周围应力场和位移变化。结果表明:松软煤层中钻孔位移变形量和塑性区范围大,钻孔易发生失稳破坏;对封孔段采取固化成孔措施后,浆液渗透填充到煤岩体的裂隙中,起到加固、充填密实裂隙作用,增强孔壁围岩的强度,钻孔变形量和塑性区范围减小,有效防止了钻孔发生失稳破坏,提高了成孔率。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 水力压裂 钻孔失稳 固化成孔 松软煤层
下载PDF
我国煤矿井下煤层气抽采利用现状及问题 被引量：50
18
作者 翟成 林柏泉 王力 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期23-26,共4页
为了更好地利用井下煤层气资源,通过统计分析我国历年井下煤层气抽采情况,认识到:我国的抽采总量逐年增加,但抽采率低、抽采效果不佳;我国目前煤矿井下抽采煤层气利用情况为:井下抽采尚处于起步阶段,利用量小、利用率低,没有形成规模,... 为了更好地利用井下煤层气资源,通过统计分析我国历年井下煤层气抽采情况,认识到:我国的抽采总量逐年增加,但抽采率低、抽采效果不佳;我国目前煤矿井下抽采煤层气利用情况为:井下抽采尚处于起步阶段,利用量小、利用率低,没有形成规模,利用项目主要集中在瓦斯抽采量较高的国有重点煤矿区,尤其是45户安全重点监控企业。从客观和主观两个方面分析了抽采率低下的原因,并结合国内外的最新研究进展,最后提出了解决问题的对策:①在高产高效工作面试验、推广应用综合抽采煤层气的方法;②转变对瓦斯抽采的观念;③研究瓦斯抽采技术,提高瓦斯抽采水平;④加强瓦斯浓缩技术和储运技术的研究,消除矿井瓦斯抽采量和抽采浓度不稳定、储存和远距离输送成本高等不利因素的影响;⑤研究和开发瓦斯利用的新途径,扩大利用范围,瓦斯利用要适应瓦斯抽采的规模和浓度,最终在保障煤矿安全生产和尽可能扩大瓦斯利用上达到统一,确保瓦斯资源的充分合理利用。 展开更多
关键词 中国 煤矿 煤层气 抽采 产量 采收率 问题 对策
下载PDF
低场核磁共振技术在煤孔隙结构精准表征中的应用与展望 被引量：19
19
作者 翟成 孙勇 +7 位作者 范宜仁 杨培强 葛新民 吴飞 徐吉钊 余旭 刘厅 赵洋 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期828-848,共21页
煤的孔隙结构对于瓦斯、水等流体的运移起关键作用,煤储层资源评估和致裂效果评价均有赖于高效的测孔技术。在众多的测孔技术中,低场核磁共振是近年来应用广泛的煤孔隙结构无损、快速、精准测试技术。该技术通过检测多孔介质中的饱和含... 煤的孔隙结构对于瓦斯、水等流体的运移起关键作用,煤储层资源评估和致裂效果评价均有赖于高效的测孔技术。在众多的测孔技术中,低场核磁共振是近年来应用广泛的煤孔隙结构无损、快速、精准测试技术。该技术通过检测多孔介质中的饱和含氢流体(甲烷、水、油等)的核磁共振驰豫信号,反映孔隙结构及孔隙流体分布等信息。通过核磁共振弛豫谱分析可以得到煤的孔隙度、孔径分布、孔连通性、孔隙流体、润湿性和渗透率等物性特征,评价致裂增透效果;通过二维核磁共振可以区分水、甲烷等不同含氢流体及同一含氢流体的不同相态;通过核磁共振成像可以使煤内部的孔隙分布与流体运移可视化。高温高压核磁共振分析仪可以模拟深部原位煤层环境,实现水力压裂、注气驱替、瓦斯吸附/解吸、应力变形等过程煤心的实时分析与成像。介绍了核磁共振弛豫法和冻融法的测孔原理及相应的设备系统,总结了基于核磁共振的煤孔隙结构及流体特性分析体系,涉及了弛豫分布曲线到孔径分布曲线的转换、孔隙流体的划分、孔隙润湿性评价等关键问题,进而阐述了高温高压低场核磁共振测试系统在煤炭开发领域的最新应用进展,未来低场核磁共振技术将向着模拟原位煤层环境、结合大数据与机器学习以及煤矿现场应用的方向发展。 展开更多
关键词 煤 核磁共振 物理性质 孔隙结构 流体分布
下载PDF
煤层脉动水力压裂卸压增透技术研究与应用 被引量：186
20
作者 翟成 李贤忠 李全贵 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1996-2001,共6页
为了提高高瓦斯低透气性煤层瓦斯的抽采效率,提出了煤层脉动水力压裂卸压增透技术,进行了不同压力、频率条件下型煤试样的脉动水力压裂实验,分析了脉动水作用下煤体的疲劳损伤破坏特点及高压脉动水楔致裂机理。研究结果表明:煤体原生裂... 为了提高高瓦斯低透气性煤层瓦斯的抽采效率,提出了煤层脉动水力压裂卸压增透技术,进行了不同压力、频率条件下型煤试样的脉动水力压裂实验,分析了脉动水作用下煤体的疲劳损伤破坏特点及高压脉动水楔致裂机理。研究结果表明:煤体原生裂隙在强烈的脉动水压力作用下,会在缝隙末端产生交变应力,使煤体裂隙孔隙产生"压缩—膨胀—压缩"的反复作用,煤体将产生疲劳损伤破坏,煤体内部裂隙弱面扩展、延伸,形成相互交织的贯通裂隙网络。工业性试验结果表明脉动水力压裂比普通水力压裂卸压增透效果明显,钻孔瓦斯抽采浓度和流量均有较大幅度提高。 展开更多
关键词 脉动水力压裂 卸压增透 疲劳损伤 瓦斯抽采
下载PDF
已选择0条
导出题录 引用分析
参考文献
引证文献
 统计分析
检索结果
已选文献
上一页 1 2 … 9 下一页 到第 页
使用帮助 返回顶部