渤海I27H井φ406.4 mm大尺寸井眼对扣打捞技术

钻具落井是石油行业典型的井下事故,一般需要耗费较多的时间和人力、物力来处理,直接影响着油井的命运。通过细致的钻具探伤、检查,保证入井钻具状态良好是预防事故发生的主要手段。但是由于一些客观因素的影响,钻具落井事故仍时有发生。渤海油田某井表层φ406.4 mm井眼钻井过程中发生的底部钻具脱扣落井便是此类事故的典型。在对该井基本情况和事故发生的经过做了简单介绍的基础上,对中浅层大尺寸井眼钻具落井的打捞难点做了说明,给出了可行的打捞方案,最终成功打捞出了落井钻具。     

φ89 mm等壁厚螺杆钻具实验分析

等壁厚螺杆钻具与现有常规螺杆钻具相比具有长寿命、大扭矩、适用范围更广的特点。目前等壁厚螺杆钻具相关的研究工作都还停留在理论分析的阶段。本文系统地介绍了螺杆钻具的理论特性和实际工作特性,并结合室内实验及现场应用分析了等壁厚螺杆钻具的性能特点,验证了φ89 mm等壁厚螺杆钻具的理论性能,建立了等壁厚螺杆钻具容积效率、转速、扭矩、功率的计算模型。可以为等壁厚螺杆钻具设计及现场钻进参数优化、钻具选型提供指导和参考。     

轴向间隙对φ89 mm涡轮钻具性能的影响分析

涡轮钻具中涡轮定子、转子设置合理的轴向间隙,可以保证转动系自由转动,避免定转子相互碰撞而损坏。轴向间隙对钻具寿命非常重要,但是受零件加工误差和受压变形等因素干扰,定转子轴向间隙难以确定一个最优定值,只能处于一个范围内。为了分析验证轴向间隙对φ89 mm涡轮钻具的性能影响,采用理论分析和数值模拟计算相结合的论证方法,对效率和性能参数计算进行了理论分析,并采用计算流体力学软件对不同轴向间隙的单级φ89 mm涡轮性能进行数值模拟。分析结果表明,在合理范围内,轴向间隙变化对φ89 mm涡轮钻具性能影响细微,可以忽略。     

金刚石绳索取心钻杆接头上扣扭矩的有限元分析

在分析S71绳索取心钻杆接头结构参数的基础上,建立了其上扣扭矩计算公式。给出了利用ANSYS对钻杆接头进行上扣扭矩影响分析的实现方法。所得结果与实际情况相符,可用于最佳上扣扭矩的计算及钻杆接头螺纹参数的优化研究。     

高位主关键层破断失稳及微震活动分析

基于板壳理论建立了两邻边固支、两邻边简支条件下高位主关键层的力学模型,利用瑞利-里兹法,推导出高位主关键层弯曲挠度函数的近似解析式和应力分布表达式,求解出高位主关键层破断跨度的计算式,并分析了该条件下的破断规律。根据现场微震监测,研究了高位主关键层破断运移与微震活动之间的关系。研究结果表明：该边界条件下主关键层破断前的最大挠度点靠近两简支边侧;主关键层破断失稳过程中,当破断前悬跨系数大于1时,主关键层沿倾向固支边上表面首先发生破断,当悬跨系数小于1时,主关键层沿走向固支边上表面首先发生破断,且主关键层破断跨度a与倾向悬露长度b的关系曲线呈W型。高位主关键层破断运移时诱发大能量微震事件,其破断步距和形式的分析结果与强微震活动规律相一致。     

薄基岩采动破断规律与安全开采分析

首先分析了研究区煤矿山西组煤层剖面和水文地质特征,针对薄基岩的工程地质特征,采用工程地质力学模型实验、数值模拟计算相结合的综合研究方法,对煤层开采薄基岩破断规律进行了分析,计算了薄基岩条件下不同采煤厚度垮落带与导水裂隙带的发育高度,得出采厚大于3.5m时,导水裂隙带会不同程度地触及第四系底部含水层,并且底部粘土层出现裂隙,将对煤层安全开采产生影响,并针对性地提出了相应的防治水措施。经过开采验证,避免了地质灾害的发生。     

煤巷断层区顶板破断机制分析及支护对策研究

针对断层区煤巷顶板破断问题,分别建立了正断层和逆断层构造区的顶板弹性深梁力学模型,研究了顶板应力分布规律,并以Mohr-Coulomb破坏准则为判据,分析了不同顶板压力、支护强度、跨高比等因素下的顶板破断机制。理论分析表明,顶板深梁最大有效剪应力随跨高比增大而增大;其随跨高比不同而呈现出3种不同破断模式;穿越断层的巷道在断层区域应尽早使用强力支护系统,提高支护强度;穿越正断层的巷道在断层面附近应当提高护表效果。根据理论分析结论提出,在煤巷断层区使用让压型锚索箱梁支护系统,可对顶板围岩进行及时强力支护,实现“先控后让再抗”,既能有效发挥支护系统作用,又能充分发挥围岩自承能力。上述支护对策应用于巨野矿区断层区煤巷支护方案设计中,有效防止了顶板事故的发生,验证了理论分析的正确性。     

直径67mm内丝钻杆及接头螺纹断裂分析及改进

直径６７ｍｍ内丝钻杆及接头螺纹断裂分析及改进济南钢铁总厂水文公司王继新济铁矿山大帷幕堵水工程Ｄ２８号孔，钻杆母扣、接头蘑菇头母螺纹断裂后处理时间占该孔钻进时间的８．４７％，严重影响了钻进效率。如何减少和消灭钻杆、接头螺纹的折断事故，是该工程钻探生产中...     

深部变面长采场顶板破断演化的力学机制分析

不规则煤层开采容易引发顶板应力集中、矿压显现异常等问题,为探究变面长采场顶板破断规律与结构演化特征,针对工作面斜长由小变大的突变型采场不同开采阶段的几何特征与力学成因,运用小挠度薄板弯曲理论依次建立并解析4种边界条件的顶板结构模型。根据变面长采场顶板矿压分区显现特征,采用MATLAB与FLAC^3D数值模拟方法分析顶板破断规律与宏观力学响应。通过系统分析与总结归纳,构建了变长工作面“三场三区三结构”的覆岩结构传递演化模式,提出了“两场两规律”的顶板分区破断效应。并通过典型工程案例的矿压实测进行应用验证。结果表明：变面长采场分为小面采场、变面采场和大面采场,小面采场顶板为缓压型结构,发生的是传统“O-X”形破断;变面采场顶板为突变型结构,顶板断裂产生的延长形与漂移形“O-X”破断裂隙与大面采场增压型结构顶板的裂纹发育特征较为相似,故将二者整合为全大面采场;全大面采场顶板发生的是“X-O”形破断,裂纹继续发展产生延长形破断,形成“两场两规律”的顶板破断理论。研究结论为探明变面长采场的覆岩运移本质,加强深部复杂煤层赋存条件下的顶板灾害防控提供了重要依据。     

对隔水底板破断突水机制的突变理论分析的认识——兼对潘岳教授等提问的答复

作者发表于《岩土力学》2010年第8期的文章"动力扰动诱发承压底板关键层失稳的突变理论研究"一文[1],引起了潘岳和李爱武两位老师的关注和质疑。作者十分感谢潘岳教授等对本文的指正,并十分愿意和两位老师就此问题展开讨论,这对于我们深入认识动力扰动诱发承压底板关键层破裂失稳引起突水的机制大有裨益。