陈宇
- 作品数：6 被引量：38H指数：2
- 供职机构：中国地质大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：天文地球石油与天然气工程建筑科学经济管理更多>>
- 冷冲击作用下干热岩井井筒裂纹扩展数值模拟研究
- 2024年
- 干热岩(HDR)是一种清洁可再生能源,主要通过增强型地热系统(EGS)进行开发。在EGS工程中,无论是注入井还是生产井的建设都需要采用地热钻井技术,而高温高压钻井过程中地层破裂、井壁坍塌等现象是干热岩钻井施工面临的重要问题。在温差作用下,岩石的矿物颗粒由于其热膨胀、冷收缩特性的差异性,矿物颗粒之间产生温度应力,导致岩体发生热破裂。本文借助RFPA数值模拟软件,对干热岩开采过程中井筒花岗岩冷冲击作用下的裂纹扩展进行研究。结果表明:井筒模型在冷冲击过程中,岩石表面拉应力随着冷冲击时间的增加,先升高至峰值后缓慢下降。裂纹扩展可以大致分为前、中、后期。冷冲击前期,井筒周围出现环形拉应力区,开始出现均匀的微小裂纹。冷冲击中期,随着时间的增加,拉应力区逐渐向井筒外围扩展,裂纹随着拉应力区向外扩展。冷冲击后期,拉应力大小逐渐降低直至小于模型抗拉强度,裂纹扩展速度减缓直至停止扩展。围压、井径、温度对井筒围岩冷冲击时的破坏损伤效果影响显著,其中,温度对冷冲击裂纹扩展起到促进作用,围压对冷冲击裂纹扩展起到抑制作用,井径对冷冲击裂纹扩展起到促进作用。
- 颜谢材郑君罗浩瀚张晗孙婉窦斌陈宇
- 关键词：干热岩井筒数值模拟冷冲击增强型地热系统
- 下煤层开采诱发老采空区扰动机理研究
- 2022年
- 我国矿区开采以多煤层开采形式为主,不同间距多煤层的重复采动会引发区域岩体内应力平衡失稳,造成上覆老采空区的变形活化,从而会加剧地表变形、覆岩移动。本文基于阳泉矿区煤层赋存的地层条件,通过建立数值计算模型,设计16组不同煤层间距与埋深关系的对比方案,研究了下煤层开采诱发老采空区的“活化”机理。研究结果表明:当上层煤顶板至地表的距离与两采空区间距之比大于2.17时,上层老采空区处于下层煤开采产生的弯曲带下,裂隙带或者冒落带中,上层采空区受到下层煤开采的影响发生“活化”;当该比值小于等于2.17时,上层老采空区所受“活化”作用影响减弱,仅产生弯曲变形;当采空区间距继续增大时,上层老采空区几乎没有出现“活化”现象。
- 李文强付国茂陈宇
- 关键词：重复采动地表变形活化
- 煤层气水平井可降解钻井液体系研究被引量：32
- 2011年
- 为了尽可能地降低钻井液对煤层气储层的伤害,采用钻井液配方实验、粒度分析测试、滤饼清除实验、高温高压膨胀量测试和煤岩气体渗透率测试等试验手段,对煤层气水平井可降解钻井液体系进行了综合评价。结果表明:在可降解钻井液中,液态的特种生物酶具有较快的破胶速度和较彻底的破胶效果,2 h后破胶率超过85%、破胶后浆液黏度≤2.5 mPa.s;生物酶降解加盐酸酸化的双重解堵措施可有效地清除可降解钻井液对煤层气储层的伤害,并能恢复甚至提高煤岩气体渗透率(增幅在15.47%～38.92%)。可降解钻井液具有保持井壁稳定和储层保护的双重优点,适合煤层(特别是松软煤层)水平井钻进。
- 蔡记华刘浩陈宇肖长波
- 关键词：煤层气水平井钻井液生物酶破胶酸化
- 热处理提高煤岩渗透率的机理被引量：7
- 2012年
- 为了探索煤岩渗透率与温度的关系及其机理,通过加热实验研究了二者在200℃以内的关系,通过X衍射分析、电镜扫描等手段,并从煤化学、煤地质学等角度对其机理进行了分析。结果表明:初始渗透率在0.5 mD以内的煤岩,经加热处理后其渗透率可显著增至15 mD以上。分析认为:煤岩热处理后渗透率提高的机理为:煤岩脱水以及部分挥发组分的逸散会产生新的渗流孔隙;甲烷分子的解吸以及基质凝胶化组分脱水,导致煤基质收缩;煤岩中碳氢原子发生氧化生成气态产物并逸散,形成了微小裂缝并降低了煤岩的致密程度;热应力作用下煤岩内部变形不均产生了微小裂缝。最后提出可以对煤层注入热CO2提高采收率。
- 刘浩蔡记华肖长波王济君陈宇
- 关键词：渗透率
- 基于压电效应的随钻式能量回收装置设计
- 2020年
- 针对钻探领域中井下仪器的连续供电问题和钻杆纵向振动能量的回收问题,设计了一种基于正压电效应的新型随钻式能量回收装置。通过现场经验及地质调查报告,设计了装置的径向尺寸参数及压电片材料。基于COMSOL Multiphysics数值模拟软件建立压电耦合模型,通过强迫振动分析得出压电片的长度范围及最佳安装位置;通过模态分析与频率响应研究,得到压电悬臂梁固有频率在到达拐点厚度之前随压电片厚度单调递增,峰值电压随压电片厚度增加呈区域性变化等规律,压电片厚度为1.2~1.4 mm时发电性能最佳,装置峰值电压为15~40 V。该设计为压电式能量回收装置应用于钻探领域的探索提供了理论支撑和设计参考。
- 吴天予郑君张博陈宇田红窦斌
- 关键词：能量回收模态分析
- 河北长凝铁矿超厚第四系土钻探施工工艺
- 2010年
- 通过对长凝铁矿进行详查,针对钻探施工中遇到的第四系土厚度达到500 m,以及孔内情况较为复杂等困难,选择了合理的钻进工艺以及相应的冲洗液护壁,保持了孔壁稳定,孔内安全,大大减少了孔内事故,降低了施工成本,保证了工程质量,取得了良好的效果。
- 刘浩彭泡陈宇
