基于高频水击压力页岩气井暂堵效果评价

高频压力监测技术是一种实时、简单、低成本的压裂监测方法,压裂顶替结束后,地面泵车快速降低排量,在井筒中产生水击波。通过高频采集和分析施工过程中激发的水击压力波,正演获取井下压裂改造进液深度,对段内裂缝起裂位置、暂堵转向效果、桥塞机械封隔等进行有效评估,从而辅助评价压裂施工效果,指导现场施工决策,实现资源合理配置,保证页岩气藏综合开发效益。本文通过在长宁某页岩气水平井暂堵压裂中应用高频压力监测技术,对暂堵转向效果及桥塞机械封隔效果进行评估。同时,根据水击压力波的衰减特性评估了井下裂缝的复杂程度。最后,对比了其在长宁某井和基于暂堵前后压力增的压力曲线暂堵判定法的诊断效果,高频压力监测技术对暂堵转向效果识别能力更强,识别率从45%提升至75%,诊断效果更佳。高频水击压力监测的应用能辅助页岩气水平井压裂工艺参数优化,助力国内页岩气藏高效开发。

高频破碎锤冲击作用下礁石损伤特性及影响规律

为研究长江航道环境敏感区高频破碎锤水下破礁特征,采用理论分析和数值模拟方法,分析高频破碎锤冲击作用下礁石的损伤特性及影响规律。结果表明,冲击钎杆周边岩体以剪切破坏为主,远离钎杆处岩体则以拉破坏为主。凿入深度、破碎深度及破碎宽度随工作压力与冲击频率的增大而增大,随礁石强度的增大而减小,高频破碎锤不宜破碎强度太高的礁石;大于临界冲击频率时,破碎参数改善不显著。工作压力是影响高频破碎锤破礁效果的主控因素,其次是冲击频率,最后是礁石强度。建立了钎杆凿入深度与岩体破碎体积的数学关系,提出了高频破碎锤破礁工效计算方法。研究成果对优化高频破碎锤破礁参数、提高破礁效率具有参考价值。

高频液压振动锤打桩的应用概况与研究进展

高频液压振动锤有很多技术优势,可应用于沉桩和拔桩。但当前还是缺乏规范性的指导方法来解决使用高频振动技术打桩可打入深度的确定问题和高频振动打入桩的承载力计算。分早期研究、试验研究和数值分析三个方面对高频振动打桩的研究概况进行了综述。分别从力学、运动学、能量守恒方程和运动规律积分方程等方面阐述了国外各种高频液压振动锤打桩的可打入性模型的相应原理、假设条件、判断方法。指出了若干有待进一步研究的几个问题,包括在高频振动打桩下桩周土的强度变化、可打入性及打入桩的承载力等等。

高频液压振动锤沉桩的打入性状分析

采用数值方法对高频液压振动锤沉桩进行轴对称动力分析。在不考虑孔隙水压力情况下模拟沉桩的贯入过程,分析打桩力作用下应力的传播以及在桩体与土层的值与分布,并且考虑对高频振动沉桩影响因素,包括振动锤、桩体、土体的各种参数。

全套管大直径振动取土灌注桩施工新技术

介绍了全套管大直径振动取土灌注桩的施工机械及施工原理。并结合实际工程应用情况,详细阐述了该施工技术的工艺流程、存在的问题以及处理方法。工程检测和实践效果表明,该桩型具有工效高、质量可靠及环境影响小等优点。

液压高频振动沉桩的饱和土超静孔压及单桩静载特性试验研究

为解决常规锤击、电动中低频振动法进行桩基施工时引起较为严重的噪声、振动和增大电网负荷等问题,发达国家已在应用液压高频振动施工技术,但沉桩的土动力学机理以及单桩静力荷载–沉降特性等尚缺乏深入的室内外试验研究。利用大吨位液压高频振动锤,在某深厚饱和软土场地对直径500 mm、长度26～29 m的预应力管桩进行了沉桩施工试验,观测了邻近地基土超静孔压随沉桩深度而上升及其后续消散的过程;在休止期满后进行了单桩竖向静载荷试验,并将实测极限承载力与其它常规施工方法的进行了比较分析。试验结果对推广应用液压高频振动沉桩新技术,具有重要的学术和应用参考价值。

高频液压振动锤打桩的可打入性分析模型

分别从力学、运动学、能量守恒方程和运动规律的积分方程等方面进行阐述,总结了国外各种高频液压振动锤打桩的可打入性模型的相应原理、假设条件、判断方法及应注意的问题,最后指出了欲进一步预测高频振动锤打桩的可打入性应考虑的几个问题。

高频液压振动锤沉桩引起的孔压增长性状分析

考虑高频振动沉桩过程引起地基中超静孔隙水压力增长情况,研究了孔压沿桩径方向与轴向的大小及分布规律,并同时对高频振动沉桩引起的孔压性状的主要影响因素进行探讨。研究结果表明:打桩过程中超静孔隙水压力的增长性状对其打桩的可打入性有很大的影响,有地下水存在时,高频振动沉桩引起孔压的增加有利于桩的贯入,因而桩的贯入位移大幅度增加。

具有高压蓄能器的液压打桩锤性能研究

高压蓄能器是氮爆式液压打桩锤液压系统中的关键部件之一,为深入研究高压蓄能器与主油路不同连接形式对液压打桩锤系统压力波动幅度、打击频率以及系统工作稳定性的影响,现以ZCY70液压打桩锤为例,采用MATLAB/Sim-ulink/Simscape基于原理图的物理仿真工具模块进行建模仿真。通过对有、无高压蓄能器时系统的对比仿真分析,得出高压蓄能器对减小系统压力波动幅度和直接提高打击频率具有积极作用;通过对有、无单向节流阀时系统的对比仿真分析,得出单向节流阀对提高系统工作稳定性具有重要作用。研究结果对更进一步研究液压打桩锤的工作机理,以及国产液压打桩锤整体性能的提升具有重要意义。

基于流固耦合的液压振动桩锤管系减振研究

基于振动桩锤液压管路的流固耦合计算模型,结合面向地基土的负载特性分析方法,并考虑油泵流量脉动因素的影响,采用ANSYS与CFX进行有限元联合仿真,研究沉桩过程中液压管路振动特性的变化规律,确定其发生强烈振动的原因。同时,通过卡箍的动力学优化设计,对液压管路的振动进行控制。研究结果表明:卡箍的固定位置、数量等设计参数是影响液压管路振动特性的重要因素,当增设1处卡箍时其一阶自振频率最大提高22.4 Hz,增设2处时最大提高56.6Hz,最终得到能有效避免管系共振发生的优化设计方案,仿真及试验结果验证了该新方法是可行的,其研究成果可为复杂输流管路的铺设安装与振动控制提供参考。

高频振锤薄壁板墙技术处理砂砾石堤基试验研究

高频振锤薄壁板墙技术在砂层堤基的垂直防渗施工中得到了广泛应用。为探索一种适用于洞庭湖区砂砾石堤基的垂直防渗施工方法,对高频振锤薄壁板墙技术的施工工艺、流程等进行了一些改进,实现了施工全过程的计算机控制。将改进后的工法应用到周家湾堤段试验工程中,并采用围井检测、钻孔取芯、测压管监测等手段检验了超薄防渗墙的成墙效果。结果表明,改进后的高频振锤薄壁板墙技术具有成墙连续、完整,防渗效果好、工效高、造价低等特点,是一种适用于处理砂砾石堤基的垂直防渗技术,可用于处理洞庭湖区及其他具有类似地质特征的堤防防渗工程。

现浇薄壁灌注桩在某基坑支护中的设计与应用

通过基于液压高频振动锤施工成形的大直径现浇薄壁灌注桩技术在某深厚软土基坑支护中的成功应用,分析比较了不同直径灌注桩排桩支护的经济与技术指标,提出了环形截面配筋计算方法和环形截面支撑桩与地下室楼(底)板结合处的构造处理方法,论证该桩型在沿海软土地基基坑支护工程中具有广泛的推广价值。

海上高桩承台基础斜桩吊打新工艺

为了推动高桩承台基础在海上风电工程的应用,克服传统打桩船施工移船驻位次数多,受风浪影响大的不足,文中提出了海上高桩承台基础斜桩吊打新工艺。研究了振动锤沉桩设备,设计了定位桩与限位导架,分析了施工关键技术,并在天津大神堂浅海活牡蛎礁独特生态系统保护与修复项目——海洋监视监控平台建设项目中应用成功。工程实践表明,该工艺具有施工速度快,沉桩质量高,施工费用低的特点。

卵石层中采用高频振动锤施打PHC管桩效果分析

以一高频液压振动锤施打PHC管桩的施工实例,说明在以卵石为持力层的场地中可采用高频液压振动锤进行PHC管桩的沉桩施工;通过对桩的施工顺序、入土深度和单桩静载试验结果的差异情况分析,表明高频振动对无粘结粒状土层的深层振实效果非常明显,振动后卵石层桩端阻力得到明显的提高,但会存在工后桩长差异较大的现象。

高频振动打桩对邻近基桩影响分析

为解决在城市里桩基施工引起的环境问题,国外开发并推广应用了高频液压振动锤技术。通过有限元软件Abaqus对高频振动打桩对邻近桩基影响进行模拟。模拟中桩轴线处建立半径为1mm的管,管土接触设为光滑,打桩时土管分离,桩随着管向下贯入,形成打入桩和周围土体之间的接触关系。打入桩和圆管采用刚体模拟,土体单元则采用摩尔库伦本构模型,建立高频打桩的三维模型,很好的实现高频液压振动沉桩整个过程的数值分析。贯入模拟过程表明打入桩桩尖深度处有应力集中现象;离打入桩越远,受到的影响越小。且分析表明高频振动打桩对邻近桩基的影响很小。

高频振动沉桩全过程数值模拟的方法与应用

通过有限元软件ABAQUS建立高频液压振动打桩的三维模型,研究高频打桩对周围土层性质的影响。为了更好的贯入,在桩轴线处建立半径为1 mm的管。采用Coulomb的本构接触摩擦模型,管土的切向摩擦设为光滑,桩土接触采用罚函数,法向均采用硬接触。打入桩和圆管采用离散刚体壳模拟,土体采用摩尔库伦本构模型,很好的实现不排水条件下高频液压振动沉桩整个过程的数值分析。贯入模拟过程表明桩尖周围土体的水平应力和竖向应力发生应力突变现象;静载力越小,激振力越大,影响越大;频率越大,贯入时间越长;土体越坚硬,影响越大;桩土摩擦系数越大,影响越大。

液压高频振动锤拔桩体系的振动特性分析

发达国家和我国使用逐渐增多的液压高频振动桩锤,是一种低振动噪音、机动性强的桩基施工新技术,对拔桩具有独特的优势。本文运用结构动力学理论,建立了基桩-振动桩锤-吊缆整体动力分析模型及其解答,由此分析了基桩、桩锤及吊缆相关参数的影响规律,初步总结了在振动拔桩施工中基桩获得有效激振而桩锤吊挂设备受振尽可能小的技术条件。研究表明,基桩振幅并非随着振动频率的升高而单调增大,应配备振动监测系统并由此优化调整桩锤的工作频率。本文成果对我国液压高频振动桩锤的设计和施工参数优化,具有较高的理论参考价值。

免共振沉桩原位试验研究

为解决传统桩基施工过程中存在的环境污染、挤土效应、效率低及能耗高等突出问题,以某高架桩基工程为例,基于免共振液压振动锤系统沉桩施工工艺,通过原位沉桩试验测试、现场振动测试,研究钢管桩沉桩过程中桩周土体、地铁运行期间桥墩变形特征及其振动变化规律。研究结果表明:钢管桩沉桩过程中桩周土体水平位移集中分布在近地表0~2/3 L(L表示桩长)范围内,地表以下0~1/4 L范围水平位移较大,土体水平和竖向位移最大值分别为2.37 mm和3.13 mm,桥墩倾斜0.4‰~0.7‰,分析发现沉桩过程中挤土效应不明显;现场振动测试结果显示,当无地铁经过时桥墩振动速度最大峰值为0.823 mm/s,有地铁经过时为1.90 mm/s,充分表明沉桩过程对周边环境影响程度弱;实现了对环境“低影响”的效果,为沉桩施工新技术的研发提供理论和实践指导。

长螺旋钻机在粘性坚硬地层中的应用探讨

以许昌市三国大剧院桩基工程为例,从普通长螺旋钻机、液压动力头钻机、利用变频技术的高自重大扭矩动力头钻机在坚硬地层钻进中遇到的问题和应对措施等几方面,论述了各款型长螺旋钻机对地层的适应性,为以后类似工程施工选择施工机械提供参考。

复杂地质条件下液压振动锤陆上打设大直径钢管桩

以委内瑞拉卡贝略新集装箱码头项目钢管桩施工为实例,对复杂地质条件下大直径钢管桩采用液压振动锤进行陆上施工的设备选型、施工方法、最终承载力复核及施工工序优化等进行了分析和探讨,施工工艺科学合理,极大提高了施工效率。