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关闭矿井采空区破碎岩体再断裂机制及空隙结构演化特性
1
作者
孟凡非
浦海
+1 位作者
倪宏阳
卞正富
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期104-114,共11页
受“双碳”政策影响,关闭矿井地热开采技术逐渐受到关注。关闭矿井采空区内储热流体提取效率与其渗流特性密切相关,而破碎岩体空隙结构是决定采空区渗流特性的关键因素。因此,需要研究地热开采复杂环境下储热空间破碎岩体空隙结构变形...
受“双碳”政策影响,关闭矿井地热开采技术逐渐受到关注。关闭矿井采空区内储热流体提取效率与其渗流特性密切相关,而破碎岩体空隙结构是决定采空区渗流特性的关键因素。因此,需要研究地热开采复杂环境下储热空间破碎岩体空隙结构变形演化特性。笔者基于颗粒离散元数值方法,建立浸水及侧向约束压缩条件下不同级配的破碎岩体数值模型,分析破碎岩体变形行为及二次断裂演化特性,追踪颗粒从岩体骨架结构剥离及空隙内运移规律。得到如下结论:破碎岩体压实过程应力随应变增长可分为3个阶段:初始阶段(0<ε≤0.175),缓慢增长阶段(0.175<ε≤0.275)以及快速增长阶段(ε>0.275)。快速增长阶段应力-应变曲线出现明显波动,破碎岩体二次断裂及应力重分布现象在该阶段最明显。破碎岩体热储环境下空隙率的变化值与初始空隙率成正比,最大达到0.2。当破碎岩体内岩块粒径悬殊大时,接触键应变能最大,断裂能增长缓慢。岩块与颗粒密集区接触部分断裂分布多,与空隙接触部分断裂分布极少。颗粒未剥离岩块时,随岩块运动,整体运动路径复杂速度较小;颗粒剥离瞬间速度突然增大,与岩块碰撞导致速度改变。当颗粒速度减小到与周围岩块相近时,将造成空隙空间的堵塞。研究结果可为关闭矿井储热空间换热效率评估提供理论依据。
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关键词
关闭矿井
热储空间
破碎岩体
空隙结构
裂隙分布特征
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职称材料
雄安新区D19井破碎热储层气举反循环钻进技术
被引量:
7
2
作者
赵长亮
王勇军
+1 位作者
聂德久
王磊
《钻探工程》
2022年第4期137-143,共7页
D19井是雄安新区地热清洁能源调查评价项目的一个勘探孔,完钻井深4021.78 m,揭穿雾迷山组和高于庄组2个热储层。为应对热储层钻进严重漏失及保护热储层,选用了气举反循环钻进工艺。对深井气举反循环钻进设备进行配套,同时对双壁钻杆下...
D19井是雄安新区地热清洁能源调查评价项目的一个勘探孔,完钻井深4021.78 m,揭穿雾迷山组和高于庄组2个热储层。为应对热储层钻进严重漏失及保护热储层,选用了气举反循环钻进工艺。对深井气举反循环钻进设备进行配套,同时对双壁钻杆下深、风量等工艺参数进行了现场试验优选。针对钻遇复杂破碎地层时返水(渣)通道经常堵塞无法顺利钻进的问题,研制出了适宜于破碎地层气举反循环钻进的防堵进水接头,同时对进水(渣)口进行保护,有效地解决了破碎地层气举反循环钻进易堵塞的难题,顺利完成了钻探任务。完善了极破碎热储层气举反循环钻进工艺技术,为气举反循环钻进工艺在破碎热储层的应用和推广打下了基础。
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关键词
清洁能源调查
破碎热储层
气举反循环钻进
防堵进水接头
雄安新区
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职称材料
题名
关闭矿井采空区破碎岩体再断裂机制及空隙结构演化特性
1
作者
孟凡非
浦海
倪宏阳
卞正富
机构
中国矿业大学力学与土木工程学院
中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室
中国矿业大学教育部矿山生态修复工程中心
中国矿业大学环境与测绘学院
出处
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期104-114,共11页
基金
国家重点研发计划资助项目(2023YFC3804200)
国家自然科学基金面上资助项目(52374147)
中央高校基本科研业务专项资金资助项目(JB220006)。
文摘
受“双碳”政策影响,关闭矿井地热开采技术逐渐受到关注。关闭矿井采空区内储热流体提取效率与其渗流特性密切相关,而破碎岩体空隙结构是决定采空区渗流特性的关键因素。因此,需要研究地热开采复杂环境下储热空间破碎岩体空隙结构变形演化特性。笔者基于颗粒离散元数值方法,建立浸水及侧向约束压缩条件下不同级配的破碎岩体数值模型,分析破碎岩体变形行为及二次断裂演化特性,追踪颗粒从岩体骨架结构剥离及空隙内运移规律。得到如下结论:破碎岩体压实过程应力随应变增长可分为3个阶段:初始阶段(0<ε≤0.175),缓慢增长阶段(0.175<ε≤0.275)以及快速增长阶段(ε>0.275)。快速增长阶段应力-应变曲线出现明显波动,破碎岩体二次断裂及应力重分布现象在该阶段最明显。破碎岩体热储环境下空隙率的变化值与初始空隙率成正比,最大达到0.2。当破碎岩体内岩块粒径悬殊大时,接触键应变能最大,断裂能增长缓慢。岩块与颗粒密集区接触部分断裂分布多,与空隙接触部分断裂分布极少。颗粒未剥离岩块时,随岩块运动,整体运动路径复杂速度较小;颗粒剥离瞬间速度突然增大,与岩块碰撞导致速度改变。当颗粒速度减小到与周围岩块相近时,将造成空隙空间的堵塞。研究结果可为关闭矿井储热空间换热效率评估提供理论依据。
关键词
关闭矿井
热储空间
破碎岩体
空隙结构
裂隙分布特征
Keywords
closed mines
thermal
reservoir
broken
rock mass
void structure
fracture distribution characteristics
分类号
TD325 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
雄安新区D19井破碎热储层气举反循环钻进技术
被引量:
7
2
作者
赵长亮
王勇军
聂德久
王磊
机构
山东省地质矿产勘查开发局第二水文地质工程地质大队(山东省鲁北地质工程勘察院)
山东省地热清洁能源探测开发与回灌工程技术研究中心
出处
《钻探工程》
2022年第4期137-143,共7页
基金
中国地质调查局地质调查项目“雄安地热清洁能源调查评价”(编号:DD20189112)
山东省地质勘查引领示范与科技攻关项目“高温地热超深孔勘查取心钻探关键技术研究与应用”(编号:KY202219)。
文摘
D19井是雄安新区地热清洁能源调查评价项目的一个勘探孔,完钻井深4021.78 m,揭穿雾迷山组和高于庄组2个热储层。为应对热储层钻进严重漏失及保护热储层,选用了气举反循环钻进工艺。对深井气举反循环钻进设备进行配套,同时对双壁钻杆下深、风量等工艺参数进行了现场试验优选。针对钻遇复杂破碎地层时返水(渣)通道经常堵塞无法顺利钻进的问题,研制出了适宜于破碎地层气举反循环钻进的防堵进水接头,同时对进水(渣)口进行保护,有效地解决了破碎地层气举反循环钻进易堵塞的难题,顺利完成了钻探任务。完善了极破碎热储层气举反循环钻进工艺技术,为气举反循环钻进工艺在破碎热储层的应用和推广打下了基础。
关键词
清洁能源调查
破碎热储层
气举反循环钻进
防堵进水接头
雄安新区
Keywords
clean energy survey
broken thermal reservoir
gas lift reverse circulation drilling
anti-blockage inlet sub
Xiong’an New Area
分类号
P634 [天文地球—地质矿产勘探]
TE249 [石油与天然气工程—油气井工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
关闭矿井采空区破碎岩体再断裂机制及空隙结构演化特性
孟凡非
浦海
倪宏阳
卞正富
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
雄安新区D19井破碎热储层气举反循环钻进技术
赵长亮
王勇军
聂德久
王磊
《钻探工程》
2022
7
下载PDF
职称材料
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