气液两相段塞流在裂隙中流动规律实验

针对储层裂隙中段塞流流动规律认识不清、控制因素不明确的问题,利用气液两相运移产出微观流动模拟实验装置,研究了段塞流在裂隙中的流动规律,分析了裂隙直径、气液两相流量等对段塞流流动关键参数的影响及流量波动特征。研究表明:气液两相段塞流在裂隙中呈现周期性特征,从形成到消失可分为气塞形成、气塞扩大、气塞主导3个阶段;裂隙直径与段塞频率呈线性负相关,与气液相流量波动幅度呈线性正相关;当液相流量为15.00、20.00、25.00、30.00 cm^(3)/min时,随着气相流量的增加,段塞频率的变化速率分别为0.130、0.012、0.009、0.007,持液率变化速率分别为1.503、1.175、0.918、0.820。该研究结果对煤层气开发过程中段塞流机理研究具有指导意义。

ZYL-17000D型履带式全液压定向钻机在大直径裂隙带定向长钻孔施工中的应用

华晋焦煤沙曲一号煤矿是煤与瓦斯突出矿井,4502工作面为沙曲一矿首个智能化综采工作面,针对瓦斯治理提出了更高的要求。在本工程中提出了采用ZYL-17000D型履带式全液压定向钻机配随钻测量装置施工长度超过600m,终孔直径达到203mm的顶板定向长钻孔抽采技术,应用孔底定向钻技术、回钻扩孔的水排渣工艺在大直径裂隙带施工钻孔进行采空区瓦斯抽采技术。ZYL-17000D型履带式全液压定向钻机是国内目前扭矩最大的履带式全液压定向钻机,我们总结了一套适用于在大直径裂隙带钻孔瓦斯治理的施工方法,保障了工作面安全、高效回采。

基于热红外响应的岩体单裂隙埋藏深度探测方法

探测岩体内部裂隙的埋藏深度是揭示岩体内部结构状态的重要环节。基于一维热传导理论,提出了一种通过岩体表面温差获取裂隙埋藏深度的探测方法,并结合室内试验和数值模拟分析了热流密度、裂隙直径、裂隙埋藏深度对含单裂隙岩体传热特性及裂隙埋藏深度探测结果的影响。结果表明:裂隙对岩体中的热流传递造成了阻碍,利用红外热成像技术可以有效识别直径较大、埋藏深度较浅的内部裂隙;裂隙投影区与完整岩石表面温差受热流密度、裂隙埋藏深度和裂隙直径的影响,热流密度较大,识别效果较好,且加热过程中最大温差与热流密度、裂隙直径成线性关系,与裂隙埋藏深度成对数正态分布关系;裂隙埋藏深度的计算误差主要受加热时间的影响,当加热时长为计算深度变化率最小值所对应时刻时,产生的误差较小,模拟试验中的最小误差仅为0.6%;使用2000 W·m^(-2)的热流密度,加热20 min可探测埋藏深度为6 cm内的裂隙,延长加热时间和增大加热功率均可提升裂隙埋藏深度的探测能力。因此,利用红外热成像技术探测浅层裂隙埋藏深度具有较高的可行性,对于岩体结构敏感性较强、有特殊使用需求的岩体工程将体现重要的应用价值。