厚煤层综放开采切顶留巷切缝参数优化研究

针对厚煤层综放开采切顶卸压沿空留巷切缝参数研究缺乏的问题,使用二维离散元软件UDEC进行模拟,采用控制变量法,通过分析不同切顶高度和切顶角度组合下的巷道顶板位移、实体煤侧应力集中程度,得出切顶高度17 m和切顶角度13°组合下的卸压效果最佳:采空区顶板垮落更充分,很好地弱化了开采动压对巷道的影响,使得巷道围岩应力和顶板竖向位移最小,巷道周边压力集中程度降低,提高了巷道整体的稳定性。研究成果为厚煤层综放开采切顶卸压沿空留巷技术的成功应用提供了基础。

圆坯电磁软接触连铸结晶器切缝参数的研究

研究了盖板、切缝数、切缝宽度和切缝长度等结晶器结构参数对部分切缝圆坯电磁软接触结晶器内部磁场分布和弯月面变形的影响规律。结果表明,对于部分切缝结晶器而言,结晶器口部有无盖板对其内部磁场分布和弯月面高度的影响不大;随着切缝数目增加,磁感应强度增大,弯月面变形增大,当切缝数由24增加到32时,磁感应强度峰值增加了32%,弯月面高度增加了110%;切缝宽度增大,磁感应强度略微增大,弯月面变形增大,当切缝宽度由0.3mm增加到0.5mm时,磁感应强度峰值增加了15%,弯月面高度同时增加;切缝长度增加,磁感应强度、磁场作用范围、弯月面变形都增大,当切缝长度由100mm增到加130mm时,磁感应强度峰值增加了28%,弯月面高度增加了155%。

坚硬顶板切顶沿空留巷顶板运移规律及切缝参数分析

为了合理确定切顶留巷切缝参数,以唐山沟煤矿坚硬顶板条件下切顶沿空留巷为工程背景,运用理论分析并结合现场实测结果,得到了切顶沿空留巷覆岩运移规律和顶板断裂结构特征,发现岩体间水平推力和剪切面摩擦力是阻碍顶板被顺利"切落"因素,通过分析岩梁力学结构和几何关系,得到了留巷顶板合理切缝参数,并进行了井下验证。研究结果表明:坚硬顶板条件下,切顶留巷顶板垮落后,将相互铰接约束,形成砌体梁平衡结构;切顶留巷顶板在被"切落"时,将由于岩体相互铰接导致的水平推力,存在一个阻碍顶板被切断的摩擦阻力;根据对切顶留巷顶板受力及几何关系分析,得到了合理顶板切缝角度与其他参数关系式,切缝角度与顶板岩层重度、采高正相关,与岩体抗拉强度、岩石碎胀系数成负相关。井下试验表明,采用推导计算式所得切顶参数可以使留巷采空区侧顶板较好被"切落",留巷顶板压力及顶板移近量均在可控范围内,满足安全生产需要。

预置裂缝压裂割缝参数优选及地面试验研究

为实现最佳割缝效果,在不同砂比、泵压、喷嘴移动速度、喷嘴材质下进行了室内对比试验,优选出割缝工艺参数的合理范围,即5%的砂比、30～35MPa的泵压、4～5mm/min的喷嘴移动速度。并利用优选的参数进行了3次磨料射流切割设备的割缝地面模拟试验,试验中,能够割出宽14～16mm、长63.5～95.5mm、深1.1m的裂缝,说明研制的该套割缝设备及优选的工艺参数能够获得所需的裂缝形态,可为储层的增产改造提供预置裂缝。

高压水射流割缝参数试验研究

高压水射流割缝是一项能够有效提高煤层透气性的卸压增透技术,卸压增透效果与高压水射流割缝参数密切相关.为了研究适合长平矿的高压水射流割缝参数,本文设计并施工了水射流割缝压力、割缝间距、割缝时间的试验钻孔,通过现场试验数据分析,研究了割缝压力、时间、间距与割缝效率以及瓦斯抽采效果之间的关系.研究结果表明:适合于长平矿的割缝压力为70 MPa^80 MPa较为合理,割缝时间4 min左右,割缝间距为1 m^1.5 m为宜.

深层页岩气井气水两相缝网参数反演方法

深层页岩气藏的开发离不开大规模的体积压裂技术,而缝网参数反演方法是压裂效果评价、产能动态分析的一种重要手段。现有的缝网参数反演方法忽略了支撑剂不均匀分布和气水两相渗流对深层页岩气藏开发的影响,导致参数反演误差较大,且难以区分“近井支撑裂缝”和“远井未支撑裂缝”对产能的贡献。针对这一问题,基于动态分析方法,建立了考虑多重非线性流动机理和未完全支撑裂缝的深层页岩储层气水两相缝网参数反演方法。反演方法建立过程中基于线性流模型假设,将压后的复杂裂缝网络等效为支撑裂缝区、压裂改造内区、未支撑裂缝区和压裂改造外区4个区域,采用变量替换、摄动变换、逐次替换等手段处理气体高压物性参数、超临界吸附、应力敏感、非达西渗流和气水两相渗流引起的非线性。利用数值模拟模型验证了本文方法的可靠性,并选取四川盆地4口深层页岩气井进行了应用分析。结果表明,建立的深层页岩气水两相缝网参数反演方法考虑了气液同产对产能预测和参数反演的影响,实现了支撑与未支撑裂缝半长和渗透率等参数的定量区分,为准确计算深层页岩气产量、评价压裂效果提供了理论指导。

装配式水泥路面夹环连接式传力杆接缝设计及验证

面向可拆卸装配式水泥路面,提出了一种夹环连接式传力杆接缝,在阐述其特征和基本参数的基础上,选取挠度传荷系数和弯沉差作为指标,使用有限元方法分析了下开口槽、传力杆、夹环构件等参数对夹环连接式传力杆接缝传荷能力的影响,同时分析了夹环连接式传力杆接缝的构件及界面应力的变化规律,得到了合理的接缝参数;此外,通过室内足尺试验评价了夹环连接式传力杆接缝的传荷性能。结果表明,提出的夹环连接式传力杆接缝的传荷能力满足要求,具有一定的工程应用价值。

基于响应曲面法的割缝筛管结构参数优化

割缝筛管完井是目前中外出砂地层普遍使用的一种完井方式,随着服役数量和服役年限的增加,筛管失效问题也日益凸显。基于弹塑性理论,建立了割缝筛管三维参数化FEM模型,研究了在大地围压作用下筛管的缝长、缝间距、周缝数对筛管强度和过流能力(生产能力)的影响规律。试验选用三因素两水平的响应曲面分析法,得出了高应力区域体积和过流面积二次多项式数学模型。结果表明:缝长与高应力区域体积和过流面积成正比;周缝数与高应力区域体积成反比,与过流面积成正比;缝间距与高应力区域体积和过流面积成反比。在限定条件下,布缝参数选择缝长小于70 mm、缝间距大于15 mm,周缝数大于60条,可同时获得较强的力学性能和较好的过流能力。研究结果为优化割缝筛管布缝参数提供了理论依据。

基于深度学习的页岩气压裂缝网预测方法

压裂评估是水力压裂的一项重要内容,而压裂后缝网参数的获取是压裂评估的关键。针对目前常用裂缝诊断方法(微地震监测技术、测斜仪裂缝监测技术和分布式光纤监测技术)存在成本高、操作难及易受影响等问题,基于在非线性回归方面具有显著优势的深度学习算法,从施工压裂曲线入手,综合考虑获取目标参数的各种理论模型和经验方程,对压裂曲线进行量化,选择相关参数作为输入,以微地震监测的缝网参数(缝网长度、宽度及高度)作为目标参数,通过深度学习算法(BP神经网络)构建其与目标参数之间的关系。结果表明:该方法具有较高的预测精度,平均相对误差在12%以内。此外,结果还受输入参数的种类和数量、网络结构及超参数的影响。

孔缝尺寸参数对腔体的5G屏蔽效能影响规律研究

为保证换流站5G设备屏蔽腔体的屏蔽性能,明确腔体孔缝数量及尺寸对其屏蔽效能的影响规律,在HFSS仿真环境下,构建了屏蔽腔体的电磁屏蔽效能分析模型,分析了5G微带贴片天线电磁辐射的空间分布特征;然后,分析了腔体孔缝高度对屏蔽效能的影响,发现不同孔缝直径下屏蔽效能均随孔缝高度的增加而呈增强趋势,电磁辐射强度由0.5 mm高度下的24.81 dB降低为2.0 mm高度下的16.29 dB,同时分析发现屏蔽效能随孔缝直径的增加呈现下降趋势,最大辐射强度由1.0 mm直径的-15.13 dB增长至7.0 mm直径的49.87 dB;最后,在孔缝面积占比一定的情况下,发现随着孔缝数量的增多和孔缝直径的减小,屏蔽腔体的屏蔽效能是不断提高的。

二维开缝金属圆管带隙结构禁带特性中缝参数的研究

对二维组合开缝金属圆管的禁带特性进行了数值模拟和实验验证,着重研究了缝参数对禁带的影响,并分析了不同缝参数开缝圆管组合结构具有的独特禁带性质.模拟计算和实验结果符合较好,结果表明这种微缝带隙结构具有起始频率低的特点.同单一缝参数开缝圆管带隙结构相比,组合缝参数带隙结构具有连续的大禁带.

缝道参数对多段翼型气动性能的影响

数值模拟研究缝道参数对着陆构型多段翼型气动性能的影响,采用有限体积法求解雷诺平均N-S(Navier-Stokes)方程,湍流模型采用S-A(Spalart-Allmaras)模型,给出了多段翼型升力系数与表面压力系数随各缝道参数的变化规律.计算结果表明:采用的计算模型可用于二维多段翼型的计算;缝道参数对多段翼型气动性能的影响显著,在各个缝道参数的变化范围内升力系数均存在最优值,适当的缝道参数可以抑制后翼上表面逆压梯度,消除后翼分离,并保持前翼尾迹不与后翼边界层相掺混,提高多段翼型的气动性能.

超低渗透油藏老井宽带体积压裂缝网参数优化

超低渗透油藏具有储层致密、天然裂缝发育等特征,难以建立有效的注采驱替系统,为提高单井产量,通常采用常规重复压裂,但常规重复压裂仅能增加裂缝长度,提高裂缝导流能力,而不能有效增加裂缝带宽,扩大裂缝侧向波及范围。提出了宽带体积压裂技术理念,即通过在原人工裂缝侧向开启次生裂缝或沟通天然裂缝,增加裂缝带宽,对宽带体积压裂裂缝的合理带宽进行了优化,建立了合理裂缝带宽计算方法,在此基础上采用正交试验方法对主、次裂缝的导流能力,裂缝半长等其他缝网参数进行了优化设计。结果表明:以超低渗透油藏某一井组为例,重复压裂合理裂缝带宽范围为13~46 m,其中G127-160井缝网参数最优方案为主裂缝导流能力0.15μm^2·cm,裂缝半长140 m,裂缝带宽50 m,次裂缝导流能力0.04μm^2·cm,在此方案下模拟的重复压裂可控制含水上升速度,显著提高措施累计产油量。该研究为挖潜超低渗透油藏老井裂缝侧向剩余油提供了技术思路。

薛湖煤矿超高压水力割缝工艺参数优化试验

薛湖煤矿二2煤层瓦斯含量高、透气性差,采用顺层钻孔治理煤层瓦斯存在瓦斯抽采效果差、抽采达标时间长等问题,将超高压水力割缝技术应用于该煤层钻孔瓦斯抽采中。通过单因素试验确定了适用于薛湖煤矿二2煤层的超高压水力割缝优化工艺参数:割缝压力为60~70 MPa,割缝时间为25 min,割缝转速为80 r/min,割缝间距为2 m。现场应用采用该工艺参数的超高压水力割缝技术后,割缝钻孔与普通钻孔相比,前者日均瓦斯抽采体积分数约为后者的1.75倍,日均瓦斯抽采纯量为后者的3.25倍,瓦斯抽采达标时间缩短了约42%,残余瓦斯含量小。

民用飞机增升装置缝道参数实现的一种工程方法

本文针对民用飞机增升装置设计,通过一种工程方法解决了三维情况下增升装置缝道参数实现问题,完成了增升装置部件打开后缝道参数的精确设置。通过实例测量表明,通过此方法实现的缝道参数满足设计要求,提高了增升装置设计的效率。

多段翼型后缘襟翼缝道参数影响研究

采用数值方法对30P30N三段翼型后缘襟翼参数进行研究,包括襟翼偏度、缝道宽度和缝道搭接量等。重点分析了缝道宽度和搭接量对多段翼型后缘襟翼流动影响规律及流动机理。研究结果表明:襟翼后段流动分离导致襟翼大偏度中等迎角升力损失,使襟翼可用偏度减小。襟翼缝道参数决定缝道射流与主段边界层尾迹的交混状态,影响射流对于大偏度襟翼后段流动分离的控制和主段边界层发展,合适的缝道参数可提高升力和襟翼的可用偏度,使襟翼大偏度中等迎角的升力提高5%～8%以上。缝道参数使襟翼大偏度的失速特性变差,缝道参数优化是提高多段翼型襟翼可用偏度的有效技术途径。

NSGA-Ⅱ算法的改进及其在多段翼型缝道参数优化中的应用

提出了NSGA-Ⅱ算法的一个改进方法,对加入新种群的父代种群个体进行精英筛选,从而增加了新种群中新个体的数目,以实现更好的全局寻优。选取一个有理论解的优化问题,对算法全局寻优能力的改进进行了验证。随后使用改进后的NSGA-Ⅱ算法作为核心算法搭建了集群并行优化平台,对多段翼型的缝道参数进行优化设计,获得了较为满意的结果。优化验证算例显示,该集群并行优化平台具有较高的效率和可行性。

GAW—1两段翼型缝道参数优化中的雷诺数影响研究

多段翼型是飞机上最为常用的增升装置。缝道参数对多段翼型的性能有很大影响。对于多段翼型的最终构型往往是由风洞实验最终确定的。然而，由于实验雷诺数与使用雷诺数的不同，实验最佳参数未必在使用时有最佳效果。针对GAW-1两段翼型在中等雷诺数范围，用实验的方法研究了其缝道参数随雷诺数变化的规律。研究发现，在雷诺数在（1—2）×10^6范围内，缝道变化有一定的规律，即ΔGap=-0．00154cΔRe。研究结果与方法对中小型无人机增升装置的应用有一定的参考价值。

基于二次响应面和遗传算法的缝道参数优化

探讨一种对多段构型缝道参数进行寻优的方法。以某双通道客机的多段翼型为例,利用均匀试验设计方法设计了不同缝道参数组合的数值仿真工况,并对仿真结果进行了数据分析。同时,以升力系数和升阻比为目标函数构建二次响应面,利用遗传算法对构建的二次响应面进行寻优。优化后,在起飞状态,升阻比提高了53.976%。着陆状态,最大升力系数提高了14.525%。结果表明,该方法有一定的工程应用价值。

襟翼缝道参数分析及优化

襟翼缝道参数的优化设计是大型民机机翼气动布局设计的重要任务,其对于飞机起飞和着陆飞行性能有重要影响。该文介绍了一种襟翼缝道参数的工程计算方法以及在设计中应避免出现的复杂流动状态,并以某飞机型号为例计算了该飞机襟翼缝道参数设计。为检验该工程方法可靠性,安排了低速风洞试验对不同襟翼缝道参数进行了寻优,并将试验结果与基于工程方法得到的结果进行对比。对比结果表明该襟翼缝道参数工程计算方法具有较高的参考价值。