盾构隧道管片接缝内外双道密封垫防水性能试验研究

为探究螺栓孔防水对内外双侧布置双道密封垫防水体系的影响,依托某超大直径盾构隧道工程,自主设计新型双道密封垫防水性能测试装置,开展考虑螺栓孔构造的内外双道密封垫防水体系耐水压测试。研究结果表明:1)螺栓孔对内外双侧布置双道密封垫的整体防水性能具有一定的控制作用,当螺栓孔防水能力不足时,其存在将成为内外双道密封垫防水体系的薄弱环节,可能早于内道密封垫发生渗漏,由此降低内外双道密封垫防水性能较单道密封垫的提升水平;2)当螺栓孔防水性能达到要求后,与单道密封垫相比,内外双侧布置双道密封垫防水体系的防水能力大幅提升;3)对于超大直径盾构隧道,当管片接缝采用内外双侧布置双道密封垫时,应确保螺栓孔防水性能满足双道密封垫间的协同防水要求。

应用油水井联动测试优化不稳定注水参数方法研究

随着油田开发时间的延长,常规注水波及范围相对固定,技术适应性逐渐变差,采用以注水量增减或注水井停开的周期注水是一种有效的提高采收率的方法。本文提出通过对多个周期注水的井组开展油水井联动测试,即在注水量周期性变化或停注开注过程中,监测注入井和采出井井底流压变化,以此来对不稳定注水的波动幅度和波动周期进行优化。该方法操作简单,受外界因素影响小,适用于不同不稳定注水油藏参数优化。

基于钻孔信息的含水分层定位与富水区分析

针对煤系地层含水层组中含水层位与富水区精细分析问题,开展地质钻孔信息深度挖掘研究。理论分析了多种钻孔数据因素蕴含的富水信息,以东欢坨矿北二采区ⅣA含水层组为对象,开展了底板含水层组内岩性对比与含水分层定位,划定了富水区域。结论认为:充分利用地质钻孔信息,弥补抽水试验孔不足的缺陷,基于岩性、厚度与连续性、被上下隔水层限制的情况、岩芯裂隙与溶隙描述、泥浆漏失量是否偏大及是否抽水试验层段等钻孔信息,能够划定含水分层且更准确划定富水区,为疏放水钻孔的终孔目标层位及设孔位置选择提供具有实际意义的指导。

一种高温高压井用小直径切割器设计及性能研究

针对高温高压小水眼油气井下管柱切割问题,设计了一种外径为Φ36 mm的小直径切割器,首次采用切割器两端同时起爆方式对钻杆进行切割,对其作用过程进行了仿真,并通过地面试验和井下试验对切割器的切割效果进行了验证。结果表明:该切割器能够在压力为95 MPa、温度为160℃的井下进行切割作业,实现对水眼大于等于Φ41 mm的多种规格钻杆的切割,且一次性切断钻杆,切割后切割装置接头无粘连、翻边小。本研究可为工程测井和油气资源的深层勘探开发提供技术支持。

白象山选矿厂提高产能优化实践

白象山选矿厂为了进一步提高生产效率和产能,针对精矿产品质量、生产作业率等指标进行了生产流程优化,提高设备利用率,采用先进生产设备等研究。通过循环使用淘洗机尾矿溢流水,减轻了尾矿大井负荷,提高了磁选机的选别效果,同时优化湿式筛分预选工艺筛孔尺寸,提高了选厂处理能力;通过优化高压辊辊缝及频率等参数,使用新型侧挡板,延长了高压辊辊面的使用寿命,提高了设备利用率;通过使用凿岩台车、深孔钻机等智能采矿设备,改善了选厂给矿状况。现场生产实践表明,通过上述措施优化,有效提高了白象山选厂的产能。

大埔县茶阳镇堤防工程防渗加固施工工艺研究

针对高压旋喷注浆对地质要求较高且返浆量大的问题,研究依托大埔县茶阳镇堤防工程进行防渗加固施工工艺设计,引入钻灌一体技术与高压旋喷结合,提出一种无返浆高压旋喷的方式。研究显示,加固桩芯样检查以及载荷试验结果均符合相关规范要求,承载力超过140kN。加固桩桩径为61.2~70.5cm,渗透系数均小于5.0×10^(-5)cm/s。结果表明,研究提出的无返浆高压旋喷方式在茶阳镇堤防工程的防渗加固施工中具有可行性和可靠性,在防渗加固领域具有一定的应用价值。

煤岩体水射流破碎机理

假设非均质岩体微元的弹性模量和抗压强度均服从Weibull分布,用愈渗理论推导了非均质岩体的水射流破坏准则和水射流破碎非均质岩体的门槛压力;数值模拟了水射流在非均质煤层中的连续钻孔过程;并进行了水射流的破煤实验.研究表明,在水射流作用下,煤岩体中强度较弱的一系列微元首先破坏,形成裂隙.进入裂隙空间的水射流对裂隙发生的水楔作用,使裂隙尖端产生拉应力集中,导致裂隙迅速发展和扩大,裂隙与裂隙连通后使得大块的煤岩体脱落,形成破碎坑.当水射流压力为60 MPa时,煤体破碎距离达到0.5 m以上.

S115井承压堵漏及盐膏层钻井液技术

塔河油田古生界石炭系地层存在膏盐岩层,埋深为5175-5304m,厚度达130m。该膏盐岩层纯而且集中,钻井过程中极易发生溶解、膨胀、井眼缩径、井壁坍塌,造成起钻遇阻、下钻遇卡等现象。决定采用欠饱和盐水钻井液和配套的钻井技术措施。钻进盐膏层时,保持钻井液性能稳定,控制钻井液密度,以平衡地层压力,抑制盐青层的蠕变;及时检测Cr-含量。将Cl-含量控制在160000-175000mg/L之间,保证适度溶解盐膏层井壁,防止缩径发生复杂情况;对于漏失层采用全井分段间隙式堵漏工艺,每次泵入量不宜太多,泵速不宜太高,按照“少量多次”的原则进行憋压。现场应用表明,该钻井液体系和配套的钻井技术措施,满足了盐膏层钻进,保证了盐膏层上部地层的稳定,井眼无坍塌现象,盐膏层钻进顺利,无阻卡现象,5次电测均一次到底,下套管、固井施工顺利。

小井眼环空压耗的室内试验研究

小井眼环空水力学与常规井区别很大。在室内小井眼环空实验架上对小井眼环空压力损失进行了试验研究。模拟环空钻井液返速、钻柱旋转速度、钻柱偏心弯曲程度、钻井液性能和钻具接头等对压耗的影响，取得上千组试验数据。试验结果表明：随环空返速增加，小井眼环空压耗增加很快；在转速较低时随转速增加压耗反而有所下降，但下降幅度很小，在转速较高时钻柱旋转时压耗的影响很大；随偏心度增大，环空压耗降低；随环空间隙减小，压耗对钻柱旋转变得更为敏感；随钻井液幂律流性指数增加，环空压力损耗增大；随宾汉塑性粘度增加，环空压耗增加；随钻井液密度增加，环空压耗增大；钻具接头对小井眼环空压耗的影响很显著。

降低地层坍塌压力增加幅度的钻井液技术

用现有钻井液钻井时多数都要增加地层坍塌压力,不同体系引起的地层坍塌压力增加幅度不同。通过研究地层岩石与钻井液作用前后力学性质及强度的变化和它们对地层坍塌压力的影响,对羊塔克地区现用的普通聚合物/聚磺钻井液,通过加入5%～7%的KCl和1%～3%的EP-1/EP-2进行改进,研究出了能明显降低地层坍塌应力增加幅度的改进钻井液配方。应用改进钻井液的YT1-7井,与使用普通钻井液的邻井相比,钻井液密度大幅度降低,而且井壁稳定,机械钻速显著提高。

高压水射流扩孔技术的研究

从高压水射流的理论基础和煤岩的失效机理 2个方面 ,对高压水射流扩孔的机理进行了研究。介绍了高压水射流扩孔技术的装备和工艺。对研究开发的高压水射流扩孔技术和装备进行了现场试验研究 ,取得了好的效果。

井下增压超高压射流钻井技术研究进展

随着浅层油气资源勘探开发程度越来越高,深层油气资源成为中国油气资源战略接替的重要领域。而深井、超深井钻井勘探过程面临钻速慢,成本高等亟待解决的问题。应用超高压喷射钻井技术来提高深井超深井钻井速度是一种行之有效的方法,而实现超高压射流最主要的工具是井下增压器。通过国内外文献调研,主要介绍了国内外井下增压器工艺和增压机理以及超高压射流辅助破岩机理的研究进展,指出了前人研究的不足或尚未完善之处,在此基础上指出了井下增压器及其超高压射流辅助钻井破岩机理的研究方向。

防塌与保护气层的钻井液技术

利用X-射线衍射、电镜扫描、岩心流动、表面张力测定等试验,对胜利油田孤北区块中生界及上古生界易塌地层的矿物组构、理化性能以及气层损害主要机理进行了分析。在分析易塌地层井眼失稳与气层损害机理的基础上,依据化学-力学耦合井眼稳定理论,针对易塌地层特点,确定了“强化封固井壁-强化抑制降高温高压滤失-合理密度力学支撑井壁-合理的钻井水力参数”钻井液协同防塌技术。利用优选的高效防塌剂和新研制的气层专用保护剂,开发出了一套防塌与保护气层的钻井完井液体系,并进行了2口井的现场试验。2口试验井均未发生井下复杂情况,与邻井相比,井眼稳定性明显提高,气层保护效果较好,钻井液维护处理较简单,基本形成了一套与地层匹配、防塌、气层保护效果较好的钻井完井液技术。

运输机襟翼压力分布飞行试验测量

为了飞行试验测量运输机襟翼压力分布,国内首次研制了测压带。提供了直接打孔法与测压带法的飞行试验比对测量结果,表明测压带法是准确适用的。在飞行试验中采用测压带测得了某后退双开缝襟翼起飞、着陆构型的压力分布,结果表明襟翼起飞构型的气动设计有待改进,襟翼着陆构型气动效率较高。测压带法适用于飞行试验空气动力学研究和飞机气动特性的演示验证。

水力加压装置的设计与现场试验分析

小眼井钻井、大斜度井和水平井钻井数量越来越多。在这类井中如何有效地向钻头施加钻压就成为人们普遍关注的问题。在转盘钻井和井下动力钻具钻井中一般都是靠钻柱重量向钻头施加钻压的。然而，在大斜度井和水平井钻井中，这种传统的加压方法存在一些缺陷：①由于钻柱重力在井眼方向的分量小或近似为零，很难满足预先设计的钻压；②由于钻柱自重对井壁的正压力大，因此增大管柱摩阻和转盘功率损失。摩阻问题又是制约大斜度井和水平井发展的重要因素之一。为此，研制了一种新型的利用钻井液压力为动力的加压装置———水力加压器。它可以平稳地对钻头施加钻压，可以减少钻头的振动传向水力加压器以上钻柱，减少钻铤和钻杆的疲劳破坏，可提高钻柱和钻头的使用寿命，降低钻井成本。现场试验表明其可靠性、安全性高，不仅能有效地解决大斜度井、水平井中钻压不易施加的问题，而且能较好地改变钻具受力。

下行穿层钻孔封孔测压技术的研究

煤层瓦斯压力是煤矿管理者开展瓦斯预测和防治工作的基本依据。文章针对下行穿层钻孔很难准确测定煤层瓦斯压力的问题,提出使用"分时分段封孔法"进行封孔。此法有效封堵了围岩裂隙水,为复杂条件下准确测定瓦斯压力提供了保障。经现场实践证明,取得了较好的效果。

层理发育硬煤层煤壁片帮机理及防治技术

为了分析层理发育硬煤层煤壁片帮机理,通过现场调研、试验室试验和理论分析的方法研究了煤体物理力学性质、节理裂隙分布对煤壁稳定性的影响,并提出了超高压注水防片帮技术。现场应用结果表明:横向层理发育硬煤层煤壁片帮发生在层理面,破坏形式以拉伸破坏为主;增大注水压力可增大硬煤湿润半径,缩短注水时间,增大注水孔距。应用过程中大块煤明显减少、开机率提高显著、煤壁片帮有效减缓,工作面推进速度得到提高。

零半径水射流径向钻井技术的研究与应用

新型水射流径向钻井技术以零半径(套管外)从现有井筒内径向钻入地层,可为老油田、边际油田、低渗透油气藏和煤层气开发提供一种能有效恢复或提高单井产量的经济手段。采用集成式井下工具的水力深穿透技术,水平钻孔长度可达2m,能有效穿透近井带污染区,用定向穿透辅助压裂可有效改造低渗透裂缝性油藏。采用分步作业方式的水射流钻径向分支井技术,利用连续管起下钻具,水平钻孔长度可达20～50m或更长。最后指出喷嘴的牵引能力和钻孔性能是对水平钻孔长度及适应地层范围影响最大的关键因素。

江苏新生代脆性泥页岩井眼稳定技术

针对江苏新生代脆性泥页岩破碎地层易引起井壁失稳的特点 ,在室内实验的基础上研制出了适合钻进该地层的钻井液体系。 6口井的现场实验表明 ,该钻井液体系有效地解决了江苏新生代脆性泥页岩破碎地层的井壁失稳问题 ,取得了显著的经济效益。

大柳树堤址松动岩体的渗透特性

根据大量的水利水电勘察资料和各方面的专题研究成果,证明大柳树坝址存在、大范围的松动岩体。这个问题的提出使得人们对大柳树复杂工程地质条件的认识有了一个质的飞跃。结构面张开、渗透性强烈是松动岩体的水文地质特征,它们将严重影响坝址防渗处理、高边坡开挖、渗透和渗漏稳定,将具有技术上高难度、经济上高投入、安全上难保证、决策上高风险等四大特点,所以要高度谨慎地对待松动岩体的渗透问题。