• 2020年第47卷第9期文章目次
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    • >钻探与钻井工程
    • 水平孔携岩能力影响因素数值模拟研究

      2020, 47(9):1-7. DOI: 1672-7428(2020)09-0001-07

      摘要 (1091) HTML (261) PDF 0.00 Byte (682) 评论 (0) 收藏

      摘要:梳状孔是目前煤层气开采的主要技术手段之一,水平孔作为梳状孔的主孔,研究其在不同条件下岩屑的分布情况,可作为钻进参数选择的重要依据。本文基于FLUENT流体力学模拟软件,分析了钻杆转速、钻井液粘度、环空返速、岩屑浓度、岩屑颗粒直径、钻孔偏心等因素对水平孔中携岩能力的影响。结果表明:随钻杆转速、环空返速、钻井液粘度递增,环空岩屑浓度峰值降低,对岩屑运移有利;而岩屑浓度、岩屑直径的增大导致岩屑浓度峰值增大,加大了携岩压力,这2个参变量的增大对运移岩屑是不利的。钻井液粘度、钻杆转速对岩屑的运移和分布起重要的决定作用,环空返速、岩屑浓度、岩屑直径作用次之。

    • 河南省水热型地热成因模式及钻探方法

      2020, 47(9):8-14,20. DOI: 1672-7428(2020)09-0008-07

      摘要 (2070) HTML (232) PDF 0.00 Byte (977) 评论 (0) 收藏

      摘要:按照热储赋存的地质环境划分,河南省水热型地热资源有沉降或沉积盆地、山前盆地和山地隆起3种类型。由深部大断裂对流热传导和侵入岩热传导提供高温热源,并与新近系、古近系和古生界浅层地下水进行热交换,最终形成孔隙型、裂隙型和岩溶型地热资源。“十四五”期间,河南省的水热型地热资源勘查开采目的层主要以1800~4000 m岩溶热储为主,这将对地热钻探工程带来新的挑战。根据地层特点和经验,提出了深部地热钻探应该遵循“绿色环保、高质高效、安全健康”的总体原则。针对地层特征和钻探要求,首先选择空气钻进(空气潜孔锤、气举反循环、空气正循环回转取心),其次选择钻井液+空气(气举反循环),最后选择钻井液(回转+螺杆)等,实现“一井多工艺”的复合钻探方法。

    • 页岩气地质调查井浙桐地1井钻探施工技术

      2020, 47(9):15-20. DOI: 1672-7428(2020)09-0015-06

      摘要 (1098) HTML (310) PDF 0.00 Byte (750) 评论 (0) 收藏

      摘要:浙桐地1井是部署在浙江省桐庐县百江镇境内的一口页岩气地质调查井。该井旨在通过钻取地层岩心及测录井等工作方法探索下扬子地区页岩气新层系奥陶系胡乐组、宁国组泥页岩含气性。文章详细介绍了该井基本情况、钻探施工工艺以及孔斜超标处理方法。在孔深140 m时孔斜严重超标达9.3°,水泥封孔重钻。项目组通过钻压、转速、泵量等钻进参数优化组合并采用底喷同心圆尖齿组合型钻头,克服了地层强造斜性引起的易井斜问题,完钻后测得最大井斜5.5°,符合设计要求。

    • 新疆三塘湖盆地油页岩(页岩气)三页1井钻探技术

      2020, 47(9):21-26. DOI: 1672-7428(2020)09-0021-06

      摘要 (968) HTML (273) PDF 0.00 Byte (760) 评论 (0) 收藏

      摘要:新疆三塘湖盆地油页岩(页岩气)三页1井设计井深1750 m,要求全井取心。钻进过程中存在缩径、坍塌等复杂井内情况及冬季施工困难等问题。通过采取聚合物成膜泥浆体系、改进取心钻具等工艺技术以及针对性的施工管理措施,有效地解决了深孔钻井技术难题。为该区域油气资源调查评价提供了高质量的实物资料。

    • 煤层气综合抽采技术及应用研究

      2020, 47(9):27-32. DOI: 1672-7428(2020)09-0027-06

      摘要 (952) HTML (243) PDF 0.00 Byte (589) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过在井下大巷实施井下水平井与原有地面U型井对接连通,实现将地面抽采改为井下正压抽采,可解决煤层气地面抽采的诸多不利,有利于降低抽采成本,改进抽采管理水平。目前煤矿瓦斯治理采用的井下抽放方式为常压钻孔负压抽放,在钻孔过程中煤层原始地层压力因快速降压,导致出现损害瓦斯通道的压实效应;正压直接转换为无节制措施的负压抽放,初速过大易造成速敏效应,从而使瓦斯抽采影响范围小及瓦斯浓度和采收率低,而且产量衰减快,增加煤矿井下钻井工程量,经济性很差。为解决这个问题,通过对保德煤矿煤层气综合抽采技术及应用研究,采用井下正压抽采,可以有效提高瓦斯最终采收率,为降低保德煤矿抽采成本开辟了新的途径,项目具有广泛推广价值。

    • 水平分支注浆孔卡埋钻事故处理实践

      2020, 47(9):33-38. DOI: 1672-7428(2020)09-0033-06

      摘要 (1098) HTML (254) PDF 0.00 Byte (738) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来煤矿奥灰治水注浆定向钻进技术发展迅速,多分支超深水平注浆孔数量激增。在水平注浆孔施工过程中,普遍存在地层漏失量大,泥浆突然失返,小径钻孔裸孔段长,水平段孔眼轨迹复杂,控制难度大,靶点技术误差要求严,定向仪器、工具等价格昂贵,施工风险相对较高,极易发生埋钻卡钻事故。一旦发生卡钻事故,就会面临着处理周期长、处理难度大等问题,传统的卡埋钻处理方法在水平注浆孔中应用效果不明显。通过采用空压机输送压缩空气,破坏水平孔着床的沉砂结构,将着床的沉砂吹出孔外或吹入地层裂隙,成功地实现了解卡。总结了水平注浆孔施工中卡埋钻事故的预防措施。

    • >钻掘设备与器具
    • CBJ-10型冲击取样钻机的研制与应用

      2020, 47(9):39-45. DOI: 1672-7428(2020)09-0039-07

      摘要 (1038) HTML (250) PDF 0.00 Byte (831) 评论 (0) 收藏

      摘要:与常规的槽探和回转钻进相比,利用冲击钻探方法进行地质土壤取样具有取心效率高、取样质量高、对环境破坏小等优点。 为此研制了一种轻便型的冲击取样钻机。通过对冲击原理分析,钻具设计以及拔管器结构分析计算,经过多次设计验证,并在2次现场试用的基础上,进行了不断改进。实践证明该钻机取样效率高,土壤原状保持程度好,能满足高质量土壤取样施工的技术要求。

    • 深井钻机柴改电升级改造及其应用

      2020, 47(9):46-51. DOI: 1672-7428(2020)09-0046-06

      摘要 (1104) HTML (276) PDF 0.00 Byte (713) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对柴油机驱动存在的可靠性低、钻井成本高、环境污染大等问题,提出将传统的柴油机驱动钻机改造为电驱动钻机的节能环保升级改造方案。直接利用工业电网作为动力源,对钻井的动力驱动系统进行优化,在地热井施工、石油钻井施工和其它深井钻井施工中得到广泛的应用。实践证明,柴改电升级改造在节能环保方面效果明显,提高了钻机运行的可靠性、先进性、经济性和安全性,达到了预期的目的。

    • >岩土工程
    • 黄土中圆形抗拔锚板基础承载力分析

      2020, 47(9):52-56. DOI: 1672-7428(2020)09-0052-05

      摘要 (993) HTML (228) PDF 0.00 Byte (628) 评论 (0) 收藏

      摘要:在三维状态下运用极限平衡理论,对黄土中圆形抗拔锚板基础在受到垂直于板面荷载作用下的承载力进行理论分析,该理论研究考虑了锚板在上拔过程中板周土体的破裂方程、破裂面上的正应力和剪应力、埋深率等影响因素。理论公式计算结果表明:抗拔锚板承载力系数随着锚板埋深的增加而增大,并且当深度达到一定值时,承载力系数将达到其极限值;当埋深率h/D=1~2之间时,上覆土重对承载力系数影响较小;当h/D=4时,土体和锚板之间的吸力对承载力系数的影响大于锚板上覆土重;当h/D>4时,上覆土重对锚板抗拔承载力起着决定作用。理论计算公式与已有学者的试验结果进行对比表明提出的模型理论计算结果和其他学者的试验结果有良好的一致性,验证了该理论的正确性,为工程中抗拔锚板的设计提供了有价值的参考。

    • 黄陵矿业集团矿工公寓楼基坑支护工程设计

      2020, 47(9):57-62. DOI: 1672-7428(2020)09-0057-06

      摘要 (1021) HTML (263) PDF 0.00 Byte (684) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄陵矿业集团矿工公寓楼基坑设计开挖深度837 m。南侧安全等级为一级,不具备放坡条件,设计采用排桩+预应力锚索格构支护方案;东、西、北三侧区段安全等级为二级,具备放坡条件,设计采用放坡+土钉墙支护方案;采用坑外管井降水+坑内集水明排组合降水方法。介绍了不同支护方案和降水方案的设计情况,同时介绍了土钉墙、支护桩、预应力锚索、降水井及观测井的施工技术要求。

    • 扬州深大基坑降水方案优化设计

      2020, 47(9):63-69. DOI: 1672-7428(2020)09-0063-07

      摘要 (970) HTML (292) PDF 0.00 Byte (663) 评论 (0) 收藏

      摘要:扬州东部综合客运枢纽地下配套工程深大基坑采用大放坡+地下连续墙+内支撑围护,场地地层为深厚强透水地层,降水井布置在坡底还是坡间平台,将直接影响降水的动态控制。本文提出了方案一(坡底布井)和方案二(坡间平台布井)2套降水方案,并利用数值模拟方法进行了比选。对比结果:虽然方案一井数和最终总涌水量略少于方案二,但是需提前降水,会造成大量水资源的浪费;而方案二可以根据基坑开挖深度的增加,逐步增加抽水井,体现了按需降水的原则。因此,认为方案二更优。类似基坑进行降水方案设计时,不应仅考虑总井数和最终总涌水量,还应考虑到不同开挖阶段,动态控制、按需降水,才能从源头上实现基坑工程的绿色施工。

    • SMW工法桩在荆州基坑支护中的设计与应用

      2020, 47(9):70-74,89. DOI: 1672-7428(2020)09-0070-005

      摘要 (885) HTML (241) PDF 0.00 Byte (808) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍荆州市恒大翡翠华庭项目基坑支护体系设计方案选型思路。本项目地质条件差,周边环境极为复杂,通过弹性抗力法计算模型,运用天汉软件对支护结构内力和变形进行计算,以及基坑抗隆起、抗倾覆、整体稳定性等验算,选择采用SMW工法。计算结果与基坑监测资料对比分析结果显示,应用SWM工法桩作为支护结构,达到设计合理、经济适用的效果,保证了基坑及周边建筑的安全。本工程是SWM工法桩在荆州市基坑支护工程中的首次应用,同时获得了显著的社会效益。

    • 南昌商业中心深基坑工程组合支护技术

      2020, 47(9):75-80,96. DOI: 1672-7428(2020)09-0075-06

      摘要 (975) HTML (297) PDF 0.00 Byte (648) 评论 (0) 收藏

      摘要:以南昌市一商业中心深基坑支护工程实例为背景,通过分析周边环境、地质条件、开挖深度,在保证安全的前提下,充分利用各种因素降低基坑支护造价。在地下水控制上,合理确定坑外地下水位控制标高,采用截水、降水的组合形式。基坑支护采用组合支护结构,在不同部位分别采用土钉墙、锚拉式排桩的支护形式;支护结构上,下部采用不同结构类型的组合。通过设计方案比较与优化,做到安全适用、经济合理。

    • >地质灾害防治与环境保护工程
    • 边坡抗滑桩加固的三维有限元计算

      2020, 47(9):81-89. DOI: 1672-7428(2020)09-0081-09

      摘要 (998) HTML (223) PDF 0.00 Byte (745) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文以王山村滑坡为研究对象,围绕其工程中静力抗滑稳定问题,通过室内试验对影响王山村滑坡稳定性的地质构造、场地工程条件等内在因素进行分析评价。在此基础上,利用大型商业软件ABAQUS对边坡抗滑桩加固模型进行有限元计算分析。通过对加固在边坡模型底部、中部及上部3个常见桩位稳定性系数的计算,得到了3个桩位的稳定性系数。计算结果表明:加固在模型中部桩位的安全系数最高,为1.58。为综合考虑静力作用下坡脚应力集中及动力作用下的坡顶加速度放大效应,设计了加固在边坡中点附近的上部桩位和下部桩位,并分别对其稳定性进行求解,计算结果显示两种桩位都具有较高的安全系数,分别为1.35和1.56。最后通过对模型坡面上5种桩位安全系数的对比,验证了上部桩及下部桩的可行性,可作为工程实践的参考方案。

    • >隧道与爆破工程
    • 复杂环境下35 m倒锥壳水塔定向爆破

      2020, 47(9):90-96. DOI: 1672-7428(2020)09-0090-07

      摘要 (1055) HTML (238) PDF 0.00 Byte (771) 评论 (0) 收藏

      摘要:上海市闵行区曹行双柏路一座要拆除的高35 m锥壳式钢筋混凝土结构水塔,其周边有创意园、架空管线等,爆破区域周边环境较为复杂,倒塌方向单一,精准控制水塔的倒塌方向及爆破飞石和爆破振动难度较大。结合水塔的结构特点和周边环境因素,通过采取等腰梯形爆破缺口,预开设三角形定向窗的方式,对定向的准确性起到了决定性的作用;采用铺设黄砂和草袋的被动防护方法,竹笆和安全网的主动防护方法相结合的防护方法,可以有效控制爆破振动、飞石对周围的影响。爆破取得了较好的效果。