微型水力压裂模拟教学实验装置开发

为有效实施基于CDIO工程教育模式的微型项目驱动教学法,参考国内科研用大型真三轴水力压裂模拟实验装置结构,设计了一种微型水力压裂模拟教学实验装置。该装置具有微型化、结构紧凑、节省实验经费、实验操作简便安全的特点,不仅适用于学生实验课堂的实践操作,激发学生兴趣,提高水力压裂实验的教学效果,同时可方便精确地开展页岩等非常规储层岩心的体积压裂模拟科研实验。     

压裂支撑剂运移和铺置虚拟仿真装置的应用

压裂支撑剂运移和铺置虚拟仿真装置优化整合了压裂实验仿真平台,可让学生进行综合设计型和"前瞻后拓"型实验项目的实验,并借助中国石油大学国家级实验教学示范中心的"杠铃式"双向教学体系,以及"开放式、分散式、预约式、自助式"于一体的实验教学模式,促成了压裂理论学习、室内实验与矿场实践有机结合,真正程度上建立了产学研的深度融合。此实验装置有助于培养、锻炼学生建立起立体化的工程实践思维,也有助于教师进行科研与技术创新。目前该套实验装置已在本科生实验教学和实习、实训、实践环节中得到充分应用,收效明显。     

3D影像在微生物学实验教学中的应用探讨

微生物实验基本操作是生物类专业学生非常重要的学习内容之一,但实验内容多,学时有限,传统实验教学模式难于达到教学目标。为提升教学质量,提高学生实践综合能力,本教学团队围绕微生物实验基本操作技术拍摄制备3D图片和3D微视频应用于实验辅助教学实践,取得良好教学效果。     

大型复杂裂缝支撑剂运移铺置虚拟仿真装置的开发

为满足行业新技术教学科研工作、工程实践锻炼以及创新能力培养的需求,基于非常规油气藏体积压裂技术理念,开发设计了一套大型复杂裂缝支撑剂运移铺置虚拟仿真装置。该装置创新性地实现了对于不同走向、倾向和倾角的分支裂缝、不同裂缝壁面粗糙度、不同壁面滤失速率、不同缝宽和水平井压裂的模拟,拓宽了裂缝规模尺度和施工参数的选择范围,装置功能和自动化程度大幅提升,可有效开展多种水力压裂工艺条件下的支撑剂运移铺置实验模拟。该装置进一步完善了相关技术领域的实验教学和科研手段,提供了更加丰富的实习、实训和实践环节,有助于师生开展科研创新,指导现场实践,也为"科研辅助翻转课堂"教学模式的探索提供了有效的平台。     

基于GNS3的网络虚拟实验平台

工程实践是提高计算机专业和网络工程专业学生动手能力的重要途径,将虚拟实验平台引入计算机网络的实验教学中,可以弥补网络实验室由于资金、设备数量等方面的不足,大大提高实验开出率和实验的效果.为此,介绍了基于GNS3的网络虚拟实验平台环境,然后以一个较大规模的OSPF网络为例展示了GNS3的强大功能.通过在教学中将GNS3虚拟实验平台与真实设备实验相结合的实践表明,可以达到较理想的教学效果.     

水力压裂增透技术的应用分析

采用水力压裂增透技术,是为了增加煤层的透气性,增强瓦斯的流动,提高低透气性煤层钻孔瓦斯抽采量,保障抽采钻孔的抽采效果;通过实践对比,采用水力压裂技术,增大了煤层透气性及瓦斯涌出量,大大提高了钻孔的有效抽采半径,增加抽采浓度和抽采量,最大程度上消除瓦斯危害。     

三轴压缩砂岩水力压裂力学特性试验

采用RLW-2000M微机控制煤岩流变仪,以砂岩为研究对象,重点分析三轴压缩条件下水压-应变-水压体积曲线演化规律,从水压、应变和水压体积三者关系反映水力压裂过程的力学特征;结合断裂力学观点分析了砂岩的水力压裂裂缝形态及破坏类型.实验结果表明:岩石在水力压裂过程的变形演化规律可分为四个阶段,揭示了孔隙裂隙的注水阶段、弹性变形阶段、体积膨胀阶段和贯通破裂阶段的特征;利用乘幂负指数拟合方程,能较好地模拟ε1-t与P-Vp曲线演化规律且精度较高;孔隙在有效围压剪切、水压挤压张裂和合力的拉伸作用下导致裂缝的发生、发展和贯通.     

穿层钻孔水力强化抽采瓦斯关键技术及应用

穿层钻孔水力强化抽采瓦斯是煤与瓦斯突出矿井进行区域瓦斯治理的一项关键技术,包括钻孔布置方式、水力强化方式选择、水力强化泵注作业和效果评价方法。不同的煤体结构,选择不同的水力强化方式,其增透机理不同。对于硬煤,选择常规水力压裂和吞吐压裂,目的是在煤层中形成裂缝体系增透;对于软煤,主要通过水力喷射压裂和冲洗出部分软煤或软煤分层,使煤层卸压增透。软煤穿层钻孔水力强化在焦煤中马村矿成功试验,其良好的抽采瓦斯效果充分证明该技术在煤矿的应用价值。     

化学实验教师C3H3素养

强化实验教师C3H3素质培养,既是提升教师科学素养的重要方法,又是推进素质教育的重要途径,对提高教师的整体素质起着至关重要的作用。本文结合教学实践,就实验教师如何培养C3H3素养作了一些探讨和尝试。     

基于有限体积法的射孔围岩水力压裂起裂数值模拟方法（英文）

目的：建立射孔围岩水力压裂起裂数值模型,提出基于有限体积法的射孔围岩水力压裂破裂数值模拟方法,从而得到流体压力分布和起裂压力等相关参数及其规律。创新点：1.运用坐标转换和叠加原理,推导出考虑孔隙度演化的射孔围岩应力分布;2.提出基于有限体积法的射孔围岩水力压裂破裂数值模拟方法。方法：1.考虑初始地应力、流体渗流和温度传热对射孔围岩的影响,运用坐标转换和叠加原理得到射孔围岩应力分布。2.考虑围岩渗透率和孔隙率的应力敏感性,采用有限容积法对所提出的方程进行解耦确定射孔围岩的流体压力和温度。3.在水力压裂射孔围岩破裂准则的基础上,提出射孔围岩水力压裂破裂数值模拟方法。结论：1.随着射孔方位角的上升,需要更多的注入时间和更高的流体压力才能达到裂缝的起始;井壁不可渗时的起裂压力更高。2.当井壁不可渗时,流体压力在射孔前呈椭圆形分布,且流体压力从射孔到远处逐渐减少。当井壁是可渗时,流体压力的分布沿着井筒向外扩散。3.渗透率和孔隙度的应力敏感性增加了井周区域的流体压力和渗透率,导致流体流动范围更广,且起裂压力和时间都有所降低。