用钻机带动的深井拉桿泵介绍

在水文地质勘探工作中,为了了解岩石的渗透性能,常需进行抽水试验,在钻孔直径较小,地下水位埋藏很深而其单位涌水量又较大时,选择适当的设备就成为抽水工作的难题,而且一般抽水设备多是复杂而沉重的机械,既不方便又不经济,下面介绍一种由钻场基本设备——钻机、套管、钻杆等装置而成的拉杆水泵,     

全应力应变过程中碳酸盐岩渗透性研究

长期以来 ,石油地质和水文地质工程地质专家鉴于岩石渗透性对油气藏开采 ,地下水资源开发和工程岩体稳定性的重要作用 ,一直在探索 ,完善岩石渗透性的研究方法。传统的方法如达西定律仅用于松散层渗透性测试 ,现场抽水试验反映了全部裸孔段的综合渗透性特征 ,无法了解不同孔段渗透性的差异性。在较早的文献中 ,多把岩石中水的渗透系数定义为常数在 渗流场或应力场—渗透场耦合分析中 ,渗透系数也多被当作常数处理。然而地下深部储集层和各种地下工程岩体都是处在一定的应力状态和应力水平之下的 ,不同应力状态下 ,其渗透率也将有很大变化。 …     

基于水—力耦合理论的超深隧道围岩渗透性预测

涌水预测是特长超深隧道勘测设计及许多中面临的重要问题之一。围岩渗透性是涌水预测的基础，对于超深隧道，不能通过大规模抽水试验来获得渗透性参数。以水为耦合理论为基础，该文提出了一种超深隧道围岩渗透性预测方法。其主要思想是，首先确定近地表岩体的渗透张量；根据地应力实测资料进行地应力场的量级反演；选择适当的裂隙开度－应力模型，预测不同深度的裂隙开度；在裂隙网络结构不随深度变化这一假定的基础上，计算隧道标高的围岩渗透性。     

基于裂隙连续方法的三维裂隙岩体渗流传热数值模拟

模拟裂隙岩体渗流传热的主要困难在于岩体各种尺度上的非均质性。为了兼顾裂隙岩体渗流传热过程模拟的效率和精度,将二维裂隙连续方法拓展到三维问题中,应用深度优先搜索算法挑出对网格块渗透性有贡献的有效裂隙,综合考虑有效裂隙和岩石基质作用给出网格块的等效渗透率张量,采用Matlab对COMSOL Multiphysics有限元软件进行二次开发,生成由不同渗透率网格块组成的三维裂隙连续模型。数值模拟结果表明：裂隙连续模型结合了随机连续介质模型和离散裂隙模型的特点,既能避免处理裂隙网络的复杂性,又能考虑岩体渗透率的空间变异性,兼顾了模拟效率和精度;当岩石基质渗透率与裂隙渗透率比值的数量级在10^-4～10^-6范围内时,有效裂隙网络模型的流量计算误差会超过5%。     

基于野外水力试验的玄武岩渗透性及尺度效应

在金沙江溪洛渡水电站坝区玄武岩中,进行了3种水力试验,探讨玄武岩渗透性及其尺度效应。平硐渗水试验的试验尺度为1～2 m,渗透系数为10-4～101 m/d,非常离散;地下水示踪试验的尺度为70～145 m,渗透系数为10-0.5～100.5 m/d,非常集中;压水试验的试验尺度为4～7 m,渗透系数值10-2～100 m/d。试验结果显示渗透系数随着试验尺度的增加而增大,笔者认为产生尺度效应的原因在于非均质性。小尺度试验常作用在局部基质段或单条裂隙上,而大尺度试验常穿越几条大裂隙,所获得的渗透系数值要大于前者。在进行裂隙岩体地下水渗流研究时,针对不同尺度的研究对象,应选择不同尺度的野外水力试验来求取渗透系数。     

蒲石河抽水蓄能电站上水库裂隙岩体渗透张量的确定

本文提出了一种既能反映裂隙岩体的渗透特性,又相对准确的确定裂隙岩体渗透张量的方法。首先通过裂隙在空间展布状况的测量,用统计学方法初步确定裂隙岩体的渗透张量,获得渗透主值及主方向,然后根据野外压水试验得到的岩体透水率,利用巴布什金公式计算各试段岩体的渗透系数,求出修正系数,从而得到研究区裂隙岩体的修正渗透张量。并运用上述方法对蒲石河抽水蓄能电站上水库坝址区裂隙岩体的渗透张量进行了计算。结果表明,该方法能较好地刻画裂隙岩体渗透性的各向异性特征,可为岩体渗透性分区及防渗帷幕的优化提供科学依据。     

脆性岩石全应力-应变过程渗流特性试验研究

为了探讨岩石在整个变形过程中渗透性变化特点,取三峡永久船闸高边坡花岗岩与山西万家寨水电站高边坡灰岩试样分别进行不同围压条件下全应力-应变过程渗流试验。试验结果表明：岩石在破坏前后不同变形阶段渗流特性具有明显不同;岩石变形过程渗透性与变形破坏形式密切相关。在试验基础上进一步探讨了岩石全应力-应变过程渗流特点之机理,为研究水电工程节理裂隙岩体应力场与渗流场耦合问题提供有价值的支持。     

裂隙岩体渗流应力耦合研究现状与展望

裂隙岩体渗流应力耦合是岩石力学及工程领域研究的热点和难点问题。首先系统地阐述了裂隙岩体渗流应力耦合的试验、数学模型研究现状,归纳了常用数值分析方法及其应用情况,然后总结了研究热点和工程应用状况。通过对流固耦合研究现状分析,提出几点建议：（1）以往研究多集中在渗透性与法向应力之间的关系上,应多开展剪切应力和三维应力条件下裂隙岩体渗透性与应力之间的关系研究;（2）鉴于传统数值方法模拟裂隙扩展的困难,发展能考虑裂隙产生及扩展的新兴数值方法,如无网格法、数值流形元和混合有限元离散元分析方法等（3）考虑岩石特性、特殊环境下的多场耦合机理与应用研究,如非均质性、流变特性、高温低温、化学腐蚀等;（4）现有模型与实际情况虽有差距,但也应充分利用以使实际工程的设计与分析更加合理。     

多种高压压水测试方法在某抽水蓄能电站的应用研究

常规的岩体裂隙渗透性测试方法无法满足抽水蓄能电站工程设计的需要,为研究在高水头压力下岩体裂隙的透水特性,针对某抽水蓄能电站不同工程利用部位的岩体承载特性,进行了不同方法的高压压水测试,分别为变压力长时程高压压水、四循环高压压水、多阶段高压压水及逐级加压至岩体裂隙张开试验。这些试验方法的应用,不仅真实反映了该电站裂隙岩体在不同加压载荷下的渗透特性,而且可以评价岩体的各类结构面抵御水头压力的能力,为工程设计提供合理的依据。     

多种高压压水测试方法在某抽水蓄能电站的应用研究

常规的岩体裂隙渗透性测试方法无法满足抽水蓄能电站工程设计的需要,为研究在高水头压力下岩体裂隙的透水特性,针对某抽水蓄能电站不同工程利用部位的岩体承载特性,进行了不同方法的高压压水测试,分别为变压力长时程高压压水、四循环高压压水、多阶段高压压水及逐级加压至岩体裂隙张开试验。这些试验方法的应用,不仅真实反映了该电站裂隙岩体在不同加压载荷下的渗透特性,而且可以评价岩体的各类结构面抵御水头压力的能力,为工程设计提供合理的依据。     

煤炭开采对煤层底板变形破坏及渗透性的影响

煤层底板变形破坏除受地质因素控制外,还受开采因素影响。通过试验和理论分析,系统研究了煤炭开采对回采工作面底板应力、应变和破坏及渗透性的影响。研究结果表明,不同岩性岩石的渗透性在全应力-应变过程中为应变的函数,在微裂隙闭合和弹性变形阶段,岩石的原生孔隙和裂隙容易被压密,岩石的渗透率随应力的增加由大变小明显,当应力增大至极限强度时岩石试件破坏形成贯穿裂隙,岩石的渗透率迅速增大至最大,不同岩性岩石存在一定差异性;随着回采工作面推进,煤层底板岩层在横向上划分为原岩应力区、超前压力压缩区、采动矿压直接破坏区和底板岩体应力恢复区4个区。煤层底板岩体的渗透性随着煤炭开采底板岩体变形破坏而呈规律性变化。     

裂隙渗透性及其各向异性对形成酸性喷发岩中热液铀矿化的作用

在普查热液铀矿床时,研究岩石裂隙渗透性是很重要的,因为它是分散晕和成矿作用的决定性因素。对现代火山作用的观察证明,热液大部分是通过裂隙渗透性较高的地带而排出的。岩石的强烈热液改造作用发生在裂隙连通的有广泛水动力相互作用的地区。而在普查热     

煤系沉积岩应力–应变与应变–渗透率特征

通过对济宁三号煤矿岩样进行现场采取和室内试验分析,探究对开采有威胁的3煤层顶板砂岩和红层的渗透率特征。试验结果表明,中粗砂岩的渗透率最大,泥岩样的渗透率相对较小;应力对岩石的渗透率有很大的影响,主要体现在节理的法向闭合和剪胀效应,其中应力剪胀能显著地改变岩石节理的渗透性;岩石应变渗透率曲线,表现出渗透率峰值"滞后"的特点;在岩石处于弹塑性阶段时候,渗透率的变化剧烈且具有不可预测性,然而岩石渗透率与体积应变有很好的一致性。通过对实验结果的归纳总结,本文将岩石在全应力应变过程中渗透率变化划分成5个阶段:微裂隙压密闭合阶段、微裂隙随机扩展阶段、裂隙扩展贯通阶段、裂隙错动充分发育阶段和裂隙二次闭合阶段。     

徐州市张集水源地裂隙岩溶水群孔抽水试验研究

基于徐州市张集水源地详勘阶段任务要求以及张集水源地具体的水文地质条件,提出了张集水源地裂隙岩溶水群孔干扰抽水试验的技术要求和工作方法。试验结果表明,根据该技术要求和工作方法所进行的抽水试验既满足了为水源地地下水资源评价而进行的数值计算要求,又适合农村电网及水井实际,并且节约了经费。结论对裂隙岩溶水大型水源地地下水资源评价与科学管理具有重要的参考价值。     

关于水电站工程区探硐封堵质量检测方法探讨与应用

水电站工程因前期勘察的需要,在坝址区、厂房区会布置一定数量的探硐,部分探硐与地下建筑物连通或穿越防渗帷幕线和坝基固结灌浆区。在施工过程中,所有探硐均需进行封堵,其中大坝建基面附近及帷幕防渗部分探硐封堵质量对工程安全质量尤其关键。因此,对关键部位探硐封堵质量的检测,是关系到整个水电站后期安全运行的重要因素。这里以溪洛渡水电站工区探硐封堵质量检测工程实践为例,根据帷幕灌浆区、固结灌浆区不同的设计要求,针对性运用钻孔压水、试验钻孔全景图像、钻孔单孔声波及芯样强度抗压试验检测方法进行质量检测。通过上述综合检测方法获取了硐室封堵段各项质量评价指标,从而进一步消除安全隐患,对类似工程问题具有借鉴意义。     

利用混合水位研究岩石渗透能力的探讨

研究岩石的渗透能力,往往是用分层抽水试验的方法来进行的。最近苏联专家阿加比也夫同志提出的利用含水层混合试验的方法研究岩石的渗透能力,无疑的对实际工作起着积极的效果,解决了试验工作中因分层试验所遇到的钻孔口径和套管的消耗的困难,同时,对混合试验在计算中所存在的问题,都得到了解决。但为了在试验过程中尽可能用较简便的方法,获得可能获得的资料,并对评价岩石渗透能力有所帮助,笔者提出利用混合水位来研究岩石的渗透能力的方法,与同志们共同讨论。     

高瓦斯煤的渗透性试验

煤岩体变形和强度以及流体在多孔隙裂隙煤中的渗流规律,是高瓦斯煤层开采中关注的问题。阐述了高瓦斯煤力学介质属性、微结构模型、渗透特性及其孔裂隙和破碎块度的分形特征;利用电液伺服岩石力学试验系统,以数控瞬态渗透法进行了煤样全应力应变过程的电液伺服试验,研究了全应力应变过程中煤样渗透性的变化特征。试验结果显示:煤样的力学性能与其微结构和微孔隙特征密切相关,渗透率变化与试样内部裂隙发展变化过程密切相关。     

印度半干旱地区基岩地下水资源开发与管理的水文地质研究

在印度半岛的半干旱地区分布着大面积的基岩。该地区的水文特征是降雨量小,降雨持续时间短和蒸发损失量大。地下水赋存于太古代的花岗岩质岩石的风化带和裂隙带中,粒玄岩岩脉广泛分布于太古代岩石中,由于岩脉的渗透性较风化的花岗质岩石的要小,故将该区划分为几个地下水子盆地。岩脉、坚硬块状岩石、风化带的风化强度和厚度以及裂隙破碎带的破碎程度和厚度控     

模拟水压致裂的另一种二维FDEM-flow方法

可考虑岩石本身渗透性的FDEM-flow方法充分利用原FEMDEM中节理单元和三角形单元独特的拓扑连接关系,将节理单元作为流体流动的天然通道,基于立方定律来表征流体在岩石本身及裂隙中的流动,而岩石本身渗透性则通过标定合适节理单元张开度来表征。用一个含解析解自由面稳态渗流算例初步验证了本文渗流算法及标定岩石本身渗透率方法的正确性。最后计算了一个水力压裂算例,验证了该FDEM-flow方法可同时考虑岩石本身的渗透性和裂隙的渗透性,用简单的纯裂隙渗流完成了对复杂问题的处理。研究结果表明:修改后的FDEM-flow方法能够很好地再现压裂过程中流体压力的分布及裂隙的扩展,可简洁地求解水力压裂这一复杂力学的问题,适用范围更广。为模拟页岩气开采、干热岩地热获取中的水力压裂问题提供新的求解工具。     

含双裂隙岩石裂纹演化机理的离散元数值分析

采用离散单元法探讨了预制双裂隙岩石的裂纹演化机理。用近期从试验资料提取的无胶结厚度含抗转动能力的岩石微观力学模型和相应的离散单元法商业软件,模拟了含不同预制倾角的双裂隙岩石试样在单轴压缩作用下裂纹的扩展与贯通规律,揭示了裂纹演化的宏微观机理。同时,将离散元法DEM岩石试样的裂纹的扩展和贯通规律以及强度特性与室内试验结果进行了比较分析。结果表明,预制裂隙之间以及端点处的拉应力集中是导致裂隙岩石破坏的主要原因,且DEM数值试验得到裂纹的演化规律与室内试验结果较为一致。含30°的预制裂隙的岩石试样最容易起裂,含75°的预制裂隙的岩石试样最困难起裂,造成此种现象的原因可能是裂纹在垂直于主应力方向上的长度不同导致试样受拉区域大小不同。