碳酸盐岩酸化压裂力学性质劣化效应试验

为了模拟井下压裂作用下胶凝酸和清洁酸作用时的碳酸盐岩破裂机制,了解两种酸液体系作用后的强度劣化效应,进行了拟三轴岩石力学试验以及3-D扫描。试验结果表明:与胶凝酸反应后,碳酸盐岩弹性模量、泊松比和抗压强度均呈降低趋势,其中泊松比降低幅度明显,酸蚀90 min时,降幅达到18.15%;与清洁酸反应后,碳酸盐岩弹性模量、抗压强度在酸蚀初始阶段小幅提高,当酸蚀时间达到90 min后,两者降幅分别为21.04%及23.55%,泊松比降幅为4.36%,岩石力学性质劣化效应明显,脆性指数升高12.09%;与胶凝酸反应90 min后,碳酸盐岩的脆性指数提高58.56%,破裂压力呈下降趋势;与清洁酸反应后,裂缝壁面粗糙程度明显降低,裂缝导流能力呈降低趋势。酸压后的力学性质劣化特征可为酸化压裂设计及参数优化提供基础数据。     

深层油气低渗岩石气体渗透性-水力压裂一体化测试装置

水力压裂是提高深层低渗岩石油气资源开采效率的重要技术手段,掌握深层低渗岩石水力压裂前后渗透性测试技术及裂纹起裂、扩展规律对于学生创新能力的培养至关重要.为满足行业特色教学科研需求,提高学生工程实践创新能力,基于瞬态压力脉冲法和水力压裂技术,自主研制了深层油气低渗岩石气体渗透性-水力压裂一体化测试装置.该装置可物理模拟深...     

巷道赋存灰白砂岩力学性质试验研究

对于承受四面来压荷载、服务年限较长的巷道工程,获取岩石的物理力学性质具有十分重要的理论及现实意义。通过对南山煤矿现场取样,随后将岩样加工成标准试件进行单轴压缩试验,在常规试验工作的基础上,研究了该矿赋存灰白砂岩的物理力学性质。试验研究结果表明：（1）单轴压缩试验条件下,灰白砂岩抗压强度、弹性模量和泊松比分别为40.55-85.39 MPa、23.6-40.6 GPa、0.22-0.32,并表现出较大差异性;（2）灰白砂岩在单轴压缩试验条件下其破坏形式以竖向劈裂为主,并出现有试样整体破碎现象。该研究结果为巷道工程的掘进、设计及维护提供了有力的基础依据。     

页岩气藏缝网压裂力学分析

采取岩石力学分析法,计算页岩气藏中天然裂缝张开压力和延伸后沟通压力,分析层理对岩石强度的影响,并给出层理薄弱面形成剪切裂缝的力学条件。结果表明:以前的设计所需井底压力较高,当考虑地层中天然裂缝的张开和延伸沟通后,在较低的井底压力下,就能够形成复杂的裂缝网络;页岩层理会降低岩石的整体强度,在一定的井底压力下,岩石发生破碎,有利于形成缝网;页岩层理薄弱面在较低的压力下容易产生剪切裂缝,这是页岩气藏形成复杂缝网系统的重要基础。因此,对于天然裂缝和层理比较发育的页岩气藏,可以不需要达到以往的较高设计和施工压力就能形成缝网。     

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。     

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。     

劈裂荷载下孔隙结构对砂岩宏观力学性质的影响

为了解决砂岩内部孔隙结构对砂岩宏观力学性能的影响机理问题,以砂岩为研究对象,利用统计学原理和图像处理技术,建立了砂岩孔隙结构的三维重构模型。在此模型的基础上,利用数值模型方法开展了孔隙岩石劈裂数值模拟实验,分析了孔隙结构参数(孔隙大小、形态及孔隙率)对砂岩在劈裂荷载下的变形、应力分布和破坏连通区特征等宏观力学性质的影响,揭示了孔隙砂岩变形破坏的力学机理。研究结果表明:孔隙形态对砂岩应力分布和变形破坏有显著的影响;随着孔径的增大,砂岩从拉伸破坏和剪切破坏变成单一的拉伸破坏,破坏时的变形和最大拉应力均减小;孔隙率越大,砂岩更易破坏,且破坏时的变形和最大应力拉应力也越大,但影响程度随着孔径的增大而减弱。研究结果可为分析孔隙结构对岩石宏观物理力学性能的影响机理提供了一定的理论依据和参考。     

不同封隔器管柱在水力压裂轴向变形分析

本文首先应用弹性力学理论,对封隔器坐封前后影响油管柱轴向变形的主要因素如油管自重、温度效应、浮力和横向效应等做了详细分析,得出油管总轴向变形量的计算公式。实例表明,封隔器坐封前油管柱的总轴向变形量与油管柱长度的平方成正比,其比例系数与油管的线密度、内外径、弹性模量、泊松比、热膨胀系数、压井液密度和地温梯度有关。对于压裂施工中由于鼓胀效应、螺旋弯曲效应以及压裂液的冷却作用导致油管柱的轴向应变也进行计算,并针对不同类型的封隔器管柱的影响程度进行了论证。     

砂岩弹性模量三轴实验研究

弹性模量是工程材料重要的性能参数,可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标。通过研究砂岩弹性模量,对不同掺量、不同围压对砂岩的弹性模量进行实验分析,找出其规律和特征,为岩土工程的结构安全提供技术指导。     

水力压裂综合增透技术研究与实践

采取先压裂、后冲孔增透措施,使钻孔周围煤体产生更多的裂隙,孔内保持畅通,增大钻孔的卸压范围,使煤层的地应力和瓦斯压力重新分布,增强煤层内瓦斯的流动性,增大低透气煤层的透气性能,提高瓦斯抽采效果,最终使煤体中的高应力变形区和高瓦斯压力区得以消除。     

高压闸门水力特性试验研究与应用

结合工程实际对高压闸门水力特性研究与应用进行述评 ;提出高压闸门防止空蚀及振动措施 ;并对窄缝门槽水流流态及脉动压力作试验研究 ,认为窄缝门槽防蚀防振性能较好     

新型一体化反应器的氧增加与衰减特性及水力学特性试验研究

中心岛式一体化OCO反应器是在传统氧化沟和OCO工艺基础上发展而来的一种新型反应器。以清水和混合液作为研究对象,对其溶解氧（DO）的增加与衰减特性进行了研究,并以清水作为研究对象对其水力学特性进行了研究。研究结果表明：以清水和混合液作为研究对象时,好氧区DO从0mg/L增加到2．0mg/L左右,需要的时间分别为30min和90min,装置内DO衰减直至稳定,需要的时间分别为15min和10min;水力学特性试验表明一体化OCO反应器水力混合特性趋于全混流,全混流的比例为96．8％。     

复合材料力学压缩性能实验教学研究与探索

复合材料力学压缩性能实验与金属材料力学压缩性能实验不同,由于其影响因素多、实验实施过程复杂等原因,实验比较难以得到准确数据而且实验教学效果也不好。文章针对复合材料力学压缩性能实验教学中存在的问题进行了分析与研究,结合国内外复合材料压缩性能试验的现状与自身教学实践,探索性地给出了复合材料力学压缩性能实验教学中问题的解决方法,并通过自身实验教学验证取得了比较好的效果。     

石灰岩扩容过程中的物理参数实验研究

利用三轴实验对石灰岩扩容过程中物理参数的实验结果进行分析表明:岩石存在裂纹稳定性传播与裂纹的非稳定性传播和宏观破裂过程;在前期研究三轴实验中横波速度极大值作为岩石应力门槛值的基础上,增添了横波的衰减系数的最小值,即品质因子的最大值作为新的判据;提出了裂纹稳定性传播阶段与裂纹的非稳定性传播阶段分界的特征是:横波的衰减系数、横波损伤因子、泊松比、体积应变曲线在该分界处出现拐点。将其归属于裂纹从局部微裂到宏观贯通时破裂的特征,该分界点处在岩石的应力门槛值与抗压强度之间。此项研究结果具有其广泛的应用价值。     

蚀变岩在三向应力状态下的力学及变形特性研究

实际工程中的岩体总是处于三向应力状态下,研究三向应力状态下岩体强度和变形特性,对于岩土工程的设计施工具有重要意义。此次研究以某水电站工程项目为依托,对水电站左右坝肩的蚀变岩做了大量的常规三轴压缩试验。在此基础上,经过分析处理,得出了蚀变岩的抗剪强度指标与围压的相关关系,建立了应力-应变关系曲线的分阶段本构模型。在蚀变岩的力学特性研究方面进行了有益的探索,为工程设计和稳定性分析提供了重要的技术支撑。     

机电液综合实验的过程管理及评价体系

自主开发机电液综合实验装置平台,将机械设计、液压与气压传动、机电传动控制、微机原理及应用等多门机械类专业基础课程有机结合。以PLC、微机、工控机等多种控制方式为手段,以机械传动、液压传动、气压传动装置为主体,实现对实验主体的过程和动作控制,具有创新性、综合性、先进性和开放性特点,为本科学生提供3周的综合实训,提升学生的综合应用和创新能力培养力度。本文阐述了机电液综合实验的过程管理是确保机电液综合实验顺利实施和学生能力培养的有效手段,通过机电液综合实验可有效提高应用型机械本科人才的创新能力等综合能力及素质,并在此基础上提出了机电液综合实验的成绩评价体系。     

大骨料混凝土在双轴压应力状态下的变形和强度试验研究

利用大连理工大学自行研制改造的液压伺服静、动态三轴试验系统对不同骨料级配和尺寸的混凝土试件在双向压荷载作用下的变形和强度特性进行了试验研究.试验所用试件有3种:采用大坝原级配最大骨料粒径为80 mm的立方体试件以及相应的湿筛混凝土试件,尺寸分别为250mm×250mm×250 mm,150 mm×150 mm×150 mm和100 mm×100 mm×100 mm.试验过程中,测得了所有试件两个加载方向的应力和应变,以及未加载方向上的侧向变形,并根据试验结果,系统地探讨了不同级配混凝土的双轴抗压强度、极限变形、应力-应变曲线以及破坏形态的变化规律,发现大骨料混凝土在双轴压作用下的极限强度和变形能力要比相应的湿筛小骨料混凝土提高的更多,最后分别在主应力空间和主应变空间建立了不同级配混凝土的破坏准则,这为水工大体积混凝土按多轴强度理论进行设计提供了试验依据.     

Experimental Study on Mechanical Properties of Micro-Structured Porous Silicon Film

Mechanical properties of micro-structured porous silicon film (PS) were studied combining X-ray diffraction with micro-Raman spectroscopy. The micro-structured porous silicon samples with different porosities ranging from 30.77% to 96.25% were obtained by chemical etching. Lattice parameters of the samples were measured using X-ray diffraction and its maximal change is up to 1.0%. This lattice mismatch with the bulk silicon substrate may introduce residual stress to the porous film. The residual stress measurement by micro-Raman spectroscopy reveals that the maximum of tensile residual stress has reached GPa level in the porous film. Moreover, the lattice mismatch and its corresponding residual stress are increasing with the porosity of PS, but average elastic modulus is about 14.5 GPa, one order of magnitude lower than that of substrate Si. The mechanical properties of PS have aclose relation with its micro-pore structure.