本文選題：水力壓裂 + 孔壁應(yīng)變��； 參考：《巖土力學(xué)》2015年08期

【摘要】：利用自行研制的煤巖體水力壓裂試驗系統(tǒng),開展了配比型煤與原煤水力壓裂試驗,測試并分析了水力壓裂過程中壓裂孔孔壁應(yīng)變-水壓曲線,并基于孔壁應(yīng)變的發(fā)展規(guī)律,分析了壓裂孔的三階段起裂特征。結(jié)果表明,在壓裂孔起裂過程中,鉆孔孔壁呈現(xiàn)拉伸與壓縮應(yīng)變兩種類型,并呈現(xiàn)拉伸破裂區(qū)與壓縮變形區(qū),其中壓縮型應(yīng)變具有較好的可恢復(fù)性,其應(yīng)變恢復(fù)比遠(yuǎn)大于拉伸型應(yīng)變;鉆孔起裂過程分為3個階段,即水氣作用誘導(dǎo)微損傷形成階段,孔壁內(nèi)形成氣流通道并產(chǎn)生初始損傷;局部損傷帶形成階段,孔壁形成拉伸破裂區(qū)和壓縮變形區(qū);試件失穩(wěn)破壞階段,裂縫不斷延伸直至試件破裂,拉伸破裂區(qū)依然保持拉伸變形并較好地保持殘余變形,而壓縮變形區(qū)則由于作用力轉(zhuǎn)向而得到一定程度恢復(fù)。研究成果對于揭示鉆孔起裂行為及能量的演化規(guī)律具有重要理論意義。
[Abstract]:The hydraulic fracturing test of briquette and raw coal was carried out by using the self-developed hydraulic fracturing test system of coal and rock mass. The strain-water pressure curve of pore wall in fracturing process was tested and analyzed, and the development law of pore wall strain was based on the development rule of pore wall strain. The three-stage fracture initiation characteristics of fracturing holes are analyzed. The results show that during fracture initiation, the borehole wall shows two types of tensile strain and compression strain, and the tensile fracture zone and compression deformation zone, in which the compressive strain is recoverable. The strain recovery ratio is much larger than the tensile strain, the process of borehole initiation is divided into three stages, namely, the formation stage of micro-damage induced by water vapor, the formation of airflow passage and initial damage in the hole wall, the formation of local damage zone, and the formation of local damage zone. The tensile fracture zone and compression deformation zone are formed in the hole wall, and the fracture continues to extend until the specimen ruptures at the stage of instability and failure, and the tensile fracture zone still maintains tensile deformation and good residual deformation. However, the compression deformation zone is recovered to some extent due to the force steering. The research results are of great theoretical significance to reveal the behavior of borehole initiation and energy evolution.
【作者單位】： 安徽理工大學(xué)煤礦安全高效開采省部共建教育部重點實驗室;河南理工大學(xué)河南省瓦斯地質(zhì)與瓦斯治理重點實驗室—省部共建國家重點實驗室培育基地;
【基金】：中國博士后科學(xué)基金資助(No.2013M541815) 國家自然基金(No.51404009,No.51174002) 河南省瓦斯地質(zhì)與瓦斯治理重點實驗室——省部共建國家重點實驗室培育基地開放基金(No.WS2013A02)
【分類號】：TD712.6

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊宏偉;;低透氣性煤層井下分段點式水力壓裂增透[J];北京科技大學(xué)學(xué)報;2012年11期

2 杜春志;茅獻(xiàn)彪;卜萬奎;;水力壓裂時煤層縫裂的擴(kuò)展分析[J];采礦與安全工程學(xué)報;2008年02期

3 林柏泉;孟杰;寧俊;張萌博;李全貴;劉洋;;含瓦斯煤體水力壓裂動態(tài)變化特征研究[J];采礦與安全工程學(xué)報;2012年01期

4 富向;;井下點式水力壓裂增透技術(shù)研究[J];煤炭學(xué)報;2011年08期

5 藺海曉;杜春志;;煤巖擬三軸水力壓裂實驗研究[J];煤炭學(xué)報;2011年11期

6 翟成;李賢忠;李全貴;;煤層脈動水力壓裂卸壓增透技術(shù)研究與應(yīng)用[J];煤炭學(xué)報;2011年12期

7 楊焦生;王一兵;李安啟;陳振宏;陳艷鵬;鄒雨時;;煤巖水力裂縫擴(kuò)展規(guī)律試驗研究[J];煤炭學(xué)報;2012年01期

8 王耀鋒;李艷增;;預(yù)置導(dǎo)向槽定向水力壓穿增透技術(shù)及應(yīng)用[J];煤炭學(xué)報;2012年08期

9 楊勇;楊永明;馬收;鞠楊;郭迎春;于永;;低滲透巖石水力壓力裂紋擴(kuò)展的CT掃描[J];采礦與安全工程學(xué)報;2013年05期

10 程遠(yuǎn)方;徐太雙;吳百烈;李娜;袁征;孫元偉;王欣;;煤巖水力壓裂裂縫形態(tài)實驗研究[J];天然氣地球科學(xué);2013年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 程慶迎;低透煤層水力致裂增透與驅(qū)趕瓦斯效應(yīng)研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2012年

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 富向;劉洪磊;楊天鴻;楊宏偉;;穿煤層鉆孔定向水壓致裂的數(shù)值仿真[J];東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年10期

2 楊宏偉;;低透氣性煤層井下分段點式水力壓裂增透[J];北京科技大學(xué)學(xué)報;2012年11期

3 田坤云;郭德勇;張瑞林;;高壓水載荷下煤體裂縫的起裂判據(jù)及延展規(guī)律[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年07期

4 趙寶友;王海東;;我國低透氣性本煤層增透技術(shù)現(xiàn)狀及氣爆增透防突新技術(shù)[J];爆破;2014年03期

5 張春華;張衛(wèi)亮;王繼仁;;硬質(zhì)體構(gòu)造對煤層瓦斯流動的力學(xué)控制效應(yīng)[J];重慶大學(xué)學(xué)報;2014年09期

6 代樹紅;王召;潘一山;王素玲;邰英樓;;水力壓裂作用下裂隙在層狀巖體內(nèi)的擴(kuò)展特征[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2014年05期

7 何建華;丁文龍;王哲;藍(lán)寶鋒;趙金利;趙冬;;頁巖儲層體積壓裂縫網(wǎng)形成的主控因素及評價方法[J];地質(zhì)科技情報;2015年04期

8 卿啟超;李秋林;呂貴春;劉輝輝;;水力化措施條件下工作面突出預(yù)測指標(biāo)K_1臨界值修正研究[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2015年04期

9 康志強(qiáng);周云飛;溫海民;;基于聲發(fā)射監(jiān)測的巖石水壓致裂實驗研究及數(shù)值模擬分析[J];化工礦物與加工;2012年06期

10 林柏泉;孟杰;寧俊;張萌博;李全貴;劉洋;;含瓦斯煤體水力壓裂動態(tài)變化特征研究[J];采礦與安全工程學(xué)報;2012年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 郭紅玉;基于水力壓裂的煤礦井下瓦斯抽采理論與技術(shù)[D];河南理工大學(xué);2011年

2 惠功領(lǐng);煤礦深部近距低采高上保護(hù)層開采瓦斯災(zāi)害協(xié)同控制技術(shù)[D];中國礦業(yè)大學(xué);2011年

3 王瀚;水力壓裂垂直裂縫形態(tài)及縫高控制數(shù)值模擬研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

4 付江偉;井下水力壓裂煤層應(yīng)力場與瓦斯流場模擬研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2013年

5 李賢忠;高壓脈動水力壓裂增透機(jī)理與技術(shù)[D];中國礦業(yè)大學(xué);2013年

6 陳向軍;外加水分對煤的瓦斯解吸動力學(xué)特性影響研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2013年

7 袁志剛;煤巖體水力壓裂裂縫擴(kuò)展及對瓦斯運移影響研究[D];重慶大學(xué);2014年

8 田坤云;高壓水載荷下煤體變形特性及瓦斯?jié)B流規(guī)律研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2014年

9 雷毅;松軟煤層井下水力壓裂致裂機(jī)理及應(yīng)用研究[D];煤炭科學(xué)研究總院;2014年

10 于斌;大同礦區(qū)特厚煤層綜放開采強(qiáng)礦壓顯現(xiàn)機(jī)理及頂板控制研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王曉鋒;煤儲層水力壓裂裂縫展布特征數(shù)值模擬[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2011年

2 周楊洲;穿層水力沖孔技術(shù)的研究及應(yīng)用[D];安徽理工大學(xué);2011年

3 孫揀生;突出煤層底板水力沖孔消突技術(shù)研究[D];安徽理工大學(xué);2011年

4 陳雷;低透氣性高瓦斯煤層水力沖孔防突技術(shù)研究[D];安徽理工大學(xué);2010年

5 吳百烈;煤層氣井水力壓裂幾何參數(shù)優(yōu)化設(shè)計[D];中國石油大學(xué);2011年

6 談健;低滲透煤層注入超臨界CO_2增透規(guī)律研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2012年

7 季長江;寺家莊礦井下鉆孔水力壓裂參數(shù)優(yōu)化[D];河南理工大學(xué);2012年

8 李瑞健;鶴壁十礦水力壓裂卸壓增透技術(shù)研究及應(yīng)用[D];河南理工大學(xué);2012年

9 李古;低透氣性高瓦斯煤層水力沖孔增透技術(shù)研究[D];安徽建筑大學(xué);2013年

10 丁紅;多分層煤層井下水力壓裂裂縫起裂規(guī)律研究[D];重慶大學(xué);2014年

【二級參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉�？h;趙寶云;姜永東;;單軸壓縮煤巖變形損傷及聲發(fā)射特性研究[J];地下空間與工程學(xué)報;2007年04期

2 何雨丹,毛志強(qiáng),肖立志,張元中;利用核磁共振T_2分布構(gòu)造毛管壓力曲線的新方法[J];吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版);2005年02期

3 運華云,趙文杰,劉兵開,周燦燦,周鳳鳴;利用T_2分布進(jìn)行巖石孔隙結(jié)構(gòu)研究[J];測井技術(shù);2002年01期

4 趙杰,姜亦忠,王偉男,童茂松;用核磁共振技術(shù)確定巖石孔隙結(jié)構(gòu)的實驗研究[J];測井技術(shù);2003年03期

5 邵維志;丁娛嬌;劉亞;劉詩瓊;李玉泉;趙金河;;核磁共振測井在儲層孔隙結(jié)構(gòu)評價中的應(yīng)用[J];測井技術(shù);2009年01期

6 黃輔瓊,歐陽健,肖承文;儲層巖心裂縫與試件裂縫定量描述方法研究[J];測井技術(shù);1997年05期

7 冷雪峰 ,楊天鴻 ,國懷專 ,李連崇;單孔巖石水壓致裂過程的數(shù)值模擬分析[J];世界有色金屬;2002年10期

8 冷雪峰,唐春安,楊天鴻,李連崇;巖石水壓致裂過程的數(shù)值模擬分析[J];東北大學(xué)學(xué)報;2002年11期

9 王生維，陳鐘惠，張明;煤基巖塊孔裂隙特征及其在煤層氣產(chǎn)出中的意義[J];地球科學(xué);1995年05期

10 王生維，張明，莊小麗;煤儲層裂隙形成機(jī)理及其研究意義[J];地球科學(xué);1996年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 羅天雨;水力壓裂多裂縫基礎(chǔ)理論研究[D];西南石油大學(xué);2006年

2 馬東民;煤層氣吸附解吸機(jī)理研究[D];西安科技大學(xué);2008年

3 黃炳香;煤巖體水力致裂弱化的理論與應(yīng)用研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2009年

4 陳同俊;P波方位AVO理論及煤層裂隙探測技術(shù)[D];中國礦業(yè)大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 張國華;本煤層水力壓裂致裂機(jī)理及裂隙發(fā)展過程研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2004年

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張桂甲;曹立禮;高辛昊;蔡其默;;聚對苯二甲酸丁二醇酯的斷口起裂形態(tài)[J];電子顯微學(xué)報;1986年04期

2 趙立強(qiáng);邢楊義;劉平禮;邢楊梅;龔云蕾;;不同構(gòu)造地層水平井壓裂起裂規(guī)律研究[J];石油天然氣學(xué)報;2013年05期

3 陳勉，陳治喜，，黃榮樽;大斜度井水壓裂縫起裂研究[J];石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1995年02期

4 曹明莉;楊海成;王立久;;基于起裂荷載的混凝土抗凍機(jī)理研究[J];混凝土;2011年01期

5 呂志凱;何順利;羅富平;陸紅軍;王文雄;;射孔水平井分段壓裂起裂壓力理論研究[J];石油鉆探技術(shù);2011年04期

6 劉勇;盧義玉;魏建平;劉笑天;王登科;;降低井下煤層壓裂起裂壓力方法研究[J];中國安全科學(xué)學(xué)報;2013年09期

7 朱澤奇;盛謙;冷先倫;張占榮;;三峽花崗巖起裂機(jī)制研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2007年12期

8 王素玲;董康興;董海洋;;低滲透儲層射孔參數(shù)對起裂壓力的影響[J];石油鉆采工藝;2009年03期

9 陳莉靜;李寧;王俊奇;;高能復(fù)合射孔爆生氣體作用下預(yù)存裂縫起裂擴(kuò)展研究[J];石油勘探與開發(fā);2005年06期

10 郭天魁;張士誠;劉衛(wèi)來;賴文旭;;頁巖儲層射孔水平井分段壓裂的起裂壓力[J];天然氣工業(yè);2013年12期

相關(guān)會議論文 前1條

1 張廷漢;沈亞鵬;周春虎;;高能氣體壓裂的起裂機(jī)理研究[A];巖石破碎理論與實踐——全國第五屆巖石破碎學(xué)術(shù)會論文選集[C];1992年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 陳慶豐;巖石中不等長多裂紋起裂及擴(kuò)展規(guī)律試驗研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2014年

2 李強(qiáng);壓縮作用下巖體裂紋起裂擴(kuò)展規(guī)律及失穩(wěn)特性的研究[D];大連理工大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 李軍;混凝土Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型斷裂起裂準(zhǔn)則的試驗研究[D];大連理工大學(xué);2009年

2 何頌根;具有彈塑性特征的地層水力壓裂起裂模型研究[D];西南石油大學(xué);2014年

3 張楊;裂縫性儲層人工裂縫起裂及延伸機(jī)理研究[D];東北石油大學(xué);2012年

本文編號：1916378