深大直径瓦斯抽排钻孔套管在软硬交互地层的稳定性研究

发布时间：2017-04-25 14:24

  本文关键词：深大直径瓦斯抽排钻孔套管在软硬交互地层的稳定性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：地面钻孔瓦斯抽排最近几年来在煤矿技术范畴有着广泛的运用，该技术可以很好地预防煤矿瓦斯事故的发生，还可以提高能源的使用效率。套管的稳定是保证结构安全、项目正常进行的关键所在，对套管的研究势在必行。 套管的稳定性研究十分重要，这项工作涵盖面广，跨多个领域。影响套管稳定的因素众多。在套管的生产阶段，由于不同厂家的生产工艺水平，套管的材质均匀度、套管截面的椭圆度都回对其稳定性产生影响。在钻孔、下放和固井的过程中，水泥浆的配制、割孔焊缝的工艺水平、下放时套管与地层的刮擦、固井水泥的浇筑、高出施工地面套管的高度等因素也对套管的稳定性有所作用。还有一部分重要影响因素是不可忽视的，，不同地质条件和地下活动，由于地下构造复杂、地下运动频繁又较不容易察觉，所以这部分因素的影响往往是十分重要的。 本文针对影响淮南丁集矿地面瓦斯抽排井套管的稳定性的部分因素做了分析，考虑了地应力对套管稳定性的影响，分析了套管在下放和固井过程中的受力情况。重点考虑了在软硬地层交互处，地应力挤压破坏对套管稳定性的影响，本文还对淮南地区地应力特征进行了部分总结，借助FLAC3D软件对丁集矿的瓦斯抽排井进行了数值模拟，在软硬地层交互带布置了多个监测点，计算了监测点的应力应变情况，得到监测点受最大外挤力曲线，确定了套管最易受到挤压破坏的大致位置，为今后施工起到了一定指导作用，施工和使用阶段应对此位置加强监测或者采取一定的加固措施。FLAC3D软件适合岩土工程的模拟计算，计算结果对套管的设计和施工工作都能起到一定的参考价值，节约了成本。
【关键词】：地应力 稳定性 套管 FALC模拟
【学位授予单位】：安徽建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD712.6
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第一章 绪论12-16
• 1.1 国内外研究现状12-13
• 1.2 问题的提出及研究意义13
• 1.3 研究内容与方法13-16
• 第二章 深大直径瓦斯抽排钻孔套管的受力分析16-34
• 2.1 技术套管的作用与施工工艺16-28
• 2.1.1 技术套管的作用16
• 2.1.2 导向钻孔的施工16-18
• 2.1.3 分级扩孔18
• 2.1.4 钻孔泥浆18-21
• 2.1.5 下管工艺及流程21-24
• 2.1.6 固管工艺及流程24-28
• 2.1.7 钻孔防斜技术28
• 2.2 技术套管下沉过程中的受力分析28-30
• 2.2.1 采用漂浮法下放28-29
• 2.2.2 采用直接悬吊法下放29-30
• 2.3 技术套管固管过程中的受力分析30-34
• 2.3.1 水泥浆参数30
• 2.3.2 荷载计算30-34
• 第三章 套管稳定性因素分析34-58
• 3.1 影响套管稳定的因素34-35
• 3.2 地应力的成因35
• 3.3 地应力的测量35-41
• 3.3.1 垂向地应力的确定方法36-37
• 3.3.2 水平地应力的确定方法37-41
• 3.4 淮南矿区地应力特征分析41-53
• 3.4.1 淮南煤田地质构造的特征41-42
• 3.4.2 地应力场宏观类型42
• 3.4.3 矿区地应力实测数据统计42-44
• 3.4.4 矿区地应力实测数据分析44-53
• 3.5 套管抗挤强度计算53-58
• 3.5.1 API 挤毁压力计算理论53-55
• 3.5.2 套管抗挤强度模型建立与求解55-58
• 第四章 工程实例与数值模拟58-78
• 4.1 工程概况58-62
• 4.2 套管强度计算62-64
• 4.3 数值模拟64-78
• 4.3.1 数值分析软件 FLAC 在岩土工程计算方面的特点64-65
• 4.3.2 计算模型的建立65-69
• 4.3.3 计算结果与分析69-78
• 第五章 结论和展望78-80
• 5.1 结论78
• 5.2 展望78-80
• 参考文献80-84
• 致谢84-86
• 作者简介及读研期间主要科研成果86

【参考文献】

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本文编号：326490