【摘要】：為揭示高壓水射流沖蝕作用下頁巖破壞機(jī)制,以四川龍馬溪組典型頁巖為研究對象,開展淹沒條件下水射流沖蝕破巖試驗(yàn),采用掃描電子顯微鏡和計(jì)算機(jī)斷層掃描(Computed Tomography,CT)圖像三維重構(gòu)技術(shù),分析巖石宏觀破壞過程和微觀破壞形貌特征,并進(jìn)行了砂巖對比試驗(yàn).結(jié)果表明,在相同試驗(yàn)參數(shù)條件下,高壓水射流沖蝕頁巖破壞模式與砂巖有明顯差別,頁巖平均沖蝕速率和最大沖蝕深度均不到砂巖的1/2.力學(xué)機(jī)制分析認(rèn)為,當(dāng)高壓水射流滯止壓力小于頁巖抗壓強(qiáng)度時,在初始破碎坑形成階段以拉伸破壞為主,出現(xiàn)巖塊崩落現(xiàn)象;在射流成孔階段,射流沖擊力不斷下降,難以產(chǎn)生拉張破壞或壓剪破壞,此時以射流剝蝕礦物破壞為主.研究結(jié)果可為水射流提高頁巖破碎效率提供理論指導(dǎo).
[Abstract]:In order to reveal the mechanism of shale failure under the action of high pressure water jet erosion, the typical shale of Longmaxi formation in Sichuan Province was studied. Using scanning electron microscope (SEM) and Computed Tomography CT (CT) image 3D reconstruction technique, the macroscopic failure process and microscopic failure morphology of rock are analyzed, and the sandstone contrast test is carried out. The results show that under the same experimental parameters, the failure mode of high pressure water jet erosion shale is obviously different from that of sandstone, and the average erosion rate and maximum erosion depth of shale are less than 1 / 2 / 2 of sandstone. The mechanical mechanism analysis shows that when the stagnation pressure of high pressure water jet is less than the compressive strength of shale, the tensile failure is dominant in the initial crashing pit formation stage, and the rock mass caving occurs, and the jet impact force decreases continuously at the stage of jet hole formation. It is difficult to produce tensile failure or compression shear failure, and the main destruction is jet erosion of minerals. The results can provide theoretical guidance for improving shale fragmentation efficiency by water jet.
【作者單位】： 中國石油大學(xué)(北京)油氣資源與探測國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國石油大學(xué)(北京)石油工程學(xué)院;中國石油大學(xué)(華東)石油工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(編號:51490652) 中國石油大學(xué)(北京)青年拔尖人才項(xiàng)目(編號:2462014YJRC048)聯(lián)合資助
【分類號】：O358;TE311

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本文編號：2168587