浅论地面钻孔开采煤层甲烷的完井方法

本文综述了开采甲烷的关键技术一完井方法。目前为止，完井工艺主要有三种方法：①裸眼完井；②套管下到井底采用射孔和水力压裂完井；③割管或花管完井。对不同完井方法的适用范围和有关质量指标作了一些比较。

钻孔水力开采提升设备实验分析

以石英砂模拟井下工况,对钻孔水力开采提升设备气举装置中影响扬砂特性因素进行了实验研究。实验结果表明:气举装置的吸口与矿床间存在最优间距;在供气量相同的条件下,浸入率越大,扬砂量越大;不同气流喷嘴安装角度影响气举的扬砂特性,本实验中喷嘴轴心线方向与提升管内壁切线方向间的夹角为10°时,提升效果最佳;气流喷嘴安装数目影响到气举装置的扬砂量,存在最佳喷嘴安装数;搅拌喷嘴是否安装有时是决定能否完成提升的关键因素。

地下矿产钻孔水力开采技术及其应用

介绍了用于地下矿产钻孔水力开采的脉冲射流-气举系统的工作原理,分析了自激振荡脉冲射流破碎器的性能和气举提升效率的影响因素,表明脉冲射流破碎器具有很强的水下破碎和疏松能力,能促进矿粒向气举吸头快速移动。钻孔水力采矿的实际应用表明该系统简单、安全、高效、具有较高的综合技术经济性能。

钻孔水力开采用气力提升装置的实验研究

为阐明进气方式对气力提升特性的作用规律,以普通河沙模拟井下矿层,利用小型输沙系统实验研究在恒定浸入率和供沙量下气孔数量与进气角度对扬水量、扬沙量及总效率的影响。结果表明:任一进气方式下扬水量、扬沙量及总效率并不随气量值增加呈现单调特性,前两者峰值所处位置大致接近,且较总效率峰值对应点右移。气孔数量和进气角度对扬水量及扬沙量影响较小,对总效率影响程度稍大。就整体而言,对应气孔数量和进气角度分别为4和90°时其扬沙量与总效率较其它进气方式上扬。另外,实验测得最高扬沙效率所对气相佛汝德数大致相同,约为2.5,且最佳扬沙效率所对应的气相佛汝德数随管径递增。

钻孔水力开采用气力提升系统性能研究

采用与实际作业相近的槽内供砂方式并引入水射流喷嘴研究了钻孔水力开采用气力提升系统的性能变化规律。结果表明:水射流喷嘴达到一定数量(N)即可消除槽底压持效应,起到提高颗粒质量流量与提升效率的目的;水射流喷嘴分布的非均匀性过高与过低均不利于增强气力提升性能;水射流喷嘴在气举头埋入砂层后(即气举头底部至砂床表层距离H<0)可显著增加颗粒质量流量与提升效率。

碳硅泥岩型铀矿床钻孔水力开采相似律及相似材料研究

碳硅泥岩型铀矿床采用常规方法不易开采。依据钻孔水力开采工艺特点,结合二连盆地某碳硅泥岩型铀矿床的工程地质条件,在模型试验相似理论基础上进行了碳硅泥岩型铀矿床钻孔水力开采模型相似研究。基于所推导的模型试验相似准则,通过理论分析及试验,实现了模型试验的几何条件、边界条件、高压水射流荷载及材料相似。研究结果可为碳硅泥岩型铀矿床水力开采提供依据和试验基础。

棘爪机构伸缩式钻孔水力开采装置的设计与试验

钻孔水力采矿由于安全系数高、工程效益和生态环境保护好等优点在国外一直被研究和使用。我国相关的科研院所也正在开展研究。本文在分析研究国外钻孔水力开采装置的基础上,研制了具有自主知识产权的棘爪机构伸缩式钻孔水力开采装置。该装置利用机械式伸缩水枪的方式扩大水力开采矿层的范围,创新性地采用棘爪机构固定水枪的伸出角度,从而提高单孔开采量,降低开采成本。初步野外实验结果表明,该装置结构设计合理、工作可靠性高,可有效进行开采,达到了预期的目标。

基于蜗轮蜗杆伸缩方式的钻孔水力开采钻具设计

钻孔水力开采技术具有建矿周期短、环保、采矿费用低、工作深度大等优势,在我国贫矿、深部矿等资源的开发利用方面,有广阔的应用前景。本文总结了传统水力开采钻具的工作特点,分析了固定式喷嘴对开采效率的影响,介绍了本课题组的研究成果,并在此基础上研制了具有自主知识产权的基于蜗轮蜗杆伸缩方式的钻孔水力开采钻具,该钻具实现了水力喷射装置的伸缩运动,实现了靶距的可控调节,从而增加了单孔采矿区域,提高了开采效率。

吉林油页岩开采的新模式

常规油页岩开采方法,由于受诸多因素限制成本较高。基于吉林省油页岩埋藏条件及其物理力学性质,可采用高压水射流技术在地下破碎油页岩矿石,在浸水条件下油页岩短时间内能够快速崩解。对国外钻孔水力开采技术的分析表明,从基本理论到物质装备以及国内若干开采滨海石英砂的成功案例,国内进行钻孔水压力开采技术研发的各项条件已经成熟。给出了需要考虑的若干钻孔水压力开采技术参数及其计算方法。

钻孔水力采矿中气举模型的建立

为得到在钻孔水力开采关键设备中气举(气力提升装置)设计所需要的压降参数,建立了气举提升管内的气-液-固三相流压降数学模型。该模型基于压力能量消耗最小原理,得出了在环状流态时具有相对稳定的流动状态。针对在此流动状态下,通过对修正后的气-液和气-固两相流压降数学模型的叠加,得到了适合于对小颗粒、均匀粒径矿砂开采时,工作状态下的气举内气-液-固三相流压降数学模型。模型求解与实验结果表明,该模型计算结果与实验数据比较吻合。

油页岩开采模式

随着世界石油市场高油价时代来临,原来高成本的油页岩生产变得经济,油页岩已成为非常重要的替代能源。由于受诸多因素限制,常规油页岩开采方法成本较高。基于我国油页岩埋藏条件及其物理力学性质,分析国内外非常规油页岩开采以及相关的试验,提出了2种开采模式——油页岩原位开采与钻孔水力开采。

砂岩铀矿床钻孔水力冲采模拟试验研究

针对中国北方大量胶结、低渗透砂岩铀矿资源难以采用常规方法和地浸方法开采的技术难题,提出钻孔水力开采的新思路。根据钻孔水力开采工艺技术特点,并结合某砂岩型铀矿床实际地质条件,对水力冲采过程中的高压水射流破岩机制进行探索,通过水力冲采模型试验相似率研究,建立了水力冲采试验模型。为了分析矿岩强度、水射流工作压力、喷头作业形式与水力冲采效率的关系,进行了三因素三水平正交试验,并采用极差分析法及方差分析法进行了分析,确定了较优的水力冲采工作条件,以期为砂岩铀矿床钻孔水力开采现场试验提供依据和试验基础。

书讯

此书是莫斯科《矿产》出版社1988年出版的。

钻孔水力采矿装置的研究

国内某些矿区水文地质条件复杂,具有溶洞裂隙水丰富和矿坑涌水量大等特点,传统的采矿方法难以实施,钻孔水力开采是目前解决此问题的最佳方案之一。通过对钻孔水力开采装置工作原理的分析及结构的研究,提出其关键部件——气力泵方案的设计。为得出气举工作时运行参数,建立小型室内模拟装置,以河沙为测试颗粒,研究进气量和浸入率对排液量及排沙量的影响规律。结果表明,排液量和排沙量随气量值增加均出现一极大值与之对应,且前者峰值所处位置在不同浸入率下较为接近,但后者峰值所处位置随浸入率升高而显著左移。另外,排液量和排沙量随浸入率升高而递增。

矿用浆料气力泵的设计与研究

传统的采矿方法难以开采具有溶洞裂隙水丰富、矿坑涌水量大等水文地质条件较为复杂的矿区,以及处于深海底部的矿区。钻孔水力开采作为一个新而重要的发展技术方向,无疑是解决该问题的可行性方案。介绍了钻孔水力开采关键性部件气力泵的设计,根据实际工况,设计出一种适合海洋采矿的气力泵,其需考虑的主要问题是海水对泵体材料的腐蚀性以及矿浆流体对泵体的磨损。

在兄弟刊物上

振动给料机隔振系统的理论和设计 介绍了振动给料机隔振方法和设计参数的选取,并对振动给料机的隔振理论进行了详细的分析。王 东.中国矿山工程,200(4)采矿新技术--钻孔水力开采技术 介绍了钻孔水力开采技术的工作原理以及该技术的国外发展现状,评价了该技术的优缺点。