發(fā)布時(shí)間：2017-05-05 18:16

  本文關(guān)鍵詞：高壓水射流破煤巖實(shí)驗(yàn)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高壓水射流技術(shù)的鉆進(jìn)速度快,成本低,鉆進(jìn)過(guò)程中無(wú)火花,可以有效解決我國(guó)煤層氣開采中成本高、對(duì)儲(chǔ)層污染嚴(yán)重等難題。目前高壓水射流煤層鉆孔的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用比較多,但是關(guān)于高壓水射流破煤巖效率的影響因素方面的研究仍不夠完善。這是由于煤巖非均質(zhì)性較強(qiáng),容易發(fā)生垮塌,因此利用真實(shí)煤巖進(jìn)行高壓水射流煤層鉆孔室內(nèi)物理模擬方面的研究成果較少,而且絕大部分是利用水泥、沙、煤粉按一定比例配制成的型煤進(jìn)行的研究,所配制成的型煤與真實(shí)煤巖差距大,難以準(zhǔn)確的反映高壓水射流煤層鉆孔的真實(shí)情況。另外,磨料射流技術(shù)雖然目前也被應(yīng)用到了煤層的鉆孔中,但是沒(méi)有學(xué)者對(duì)磨料濃度這一關(guān)鍵射流參數(shù)對(duì)煤層鉆孔的影響規(guī)律作深入的研究。 針對(duì)上述問(wèn)題,本文在前人研究成果的基礎(chǔ)上,基于高壓水射流技術(shù)理論,綜合利用石油與天然氣工程、機(jī)械工程、工程流體力學(xué)、巖石力學(xué)等領(lǐng)域的知識(shí),對(duì)高壓水射流破煤巖過(guò)程進(jìn)行了仿真,且研制出了適合于室內(nèi)模擬高壓水射流破煤巖的實(shí)驗(yàn)裝置,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)多因素影響條件下高壓水射流煤層鉆孔深度和孔徑進(jìn)行了分析。主要取得了以下成果： (1)模擬出了破碎坑形成的演化過(guò)程,弄清了煤巖體的破碎過(guò)程及導(dǎo)致其破碎的主要原因。 (2)研制出了適合于室內(nèi)模擬高壓水射流破煤巖的實(shí)驗(yàn)裝置,提高了前混式磨料射流系統(tǒng)的控砂精度。 (3)得到了高壓水射流在煤層中所形成孔的形態(tài)特征,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)井壁支撐工具下入的參數(shù)設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)意義。 (4)得出了各因素對(duì)高壓水射流破煤巖效率的影響規(guī)律,并以孔徑和孔深為目標(biāo)函數(shù)得到了一組最佳射流參數(shù)組合,為現(xiàn)場(chǎng)高壓水射流煤層鉆孔的施工參數(shù)設(shè)計(jì)提供了設(shè)計(jì)依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：水射流 煤層鉆孔 仿真 實(shí)驗(yàn)研究
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TD231.6
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 緒論7-12
• 1.1 研究目的與意義7-8
• 1.2 高壓水射流破煤巖國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-10
• 1.2.1 高壓水射流數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀8
• 1.2.2 高壓水射流在煤層鉆孔中研究現(xiàn)狀8-10
• 1.3 本文研究方法和思路10-11
• 1.4 本文主要完成內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)11-12
• 1.4.1 主要完成內(nèi)容11
• 1.4.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)11-12
• 第2章 高壓水射流破煤機(jī)理分析12-28
• 2.1 高壓水射流概述12-13
• 2.1.1 高壓水射流類型12-13
• 2.1.2 高壓水射流結(jié)構(gòu)特點(diǎn)13
• 2.2 高壓水射流破煤巖微觀機(jī)理13-15
• 2.3 高壓水射流破煤巖過(guò)程仿真15-26
• 2.3.1 有限元軟件LS-DYNA簡(jiǎn)介15-16
• 2.3.2 高壓水射流破煤巖仿真模型建立16-19
• 2.3.3 煤巖體破碎坑形成過(guò)程演化19-23
• 2.3.4 煤巖體損傷破碎機(jī)理分析23-26
• 2.4 本章小結(jié)26-28
• 第3章 高壓水射流破煤巖實(shí)驗(yàn)裝置研制28-45
• 3.1 現(xiàn)有高壓水射流室內(nèi)實(shí)驗(yàn)裝置28-30
• 3.2 整體流程設(shè)計(jì)30-31
• 3.3 噴射單元結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)31-34
• 3.3.1 噴頭組件31-32
• 3.3.2 進(jìn)給裝置32-34
• 3.4 動(dòng)力單元參數(shù)設(shè)計(jì)34
• 3.5 高壓膠管內(nèi)徑確定34
• 3.6 煤巖夾持單元研制34-37
• 3.6.1 設(shè)計(jì)思路34-35
• 3.6.2 各部件設(shè)計(jì)35-37
• 3.7 磨料供給單元研制37-43
• 3.7.1 磨料供給單元結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)37-39
• 3.7.2 磨料供給單元改進(jìn)39-43
• 3.8 本章小結(jié)43-45
• 第4章 高壓水射流煤層鉆孔實(shí)驗(yàn)研究45-59
• 4.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備及步驟45-47
• 4.1.1 設(shè)備與材料準(zhǔn)備45
• 4.1.2 煤樣制備45-46
• 4.1.3 實(shí)驗(yàn)操作步驟46-47
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)47-49
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>47
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)因素及水平數(shù)確定47-48
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)次序的正交設(shè)計(jì)48-49
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理與分析49-57
• 4.3.1 正交實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取49-50
• 4.3.2 孔的形態(tài)特征定性分析50-52
• 4.3.3 各表征參數(shù)的影響因素分析52-57
• 4.4 本章研究成果對(duì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的指導(dǎo)作用57-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 第5章 結(jié)論與建議59-60
• 致謝60-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果64

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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本文編號(hào)：346863