粒子沖擊高效破碎巖石理論與技術(shù)

定　價：￥39.00

作　者：	邢雪陽著
出版社：	中國海洋大學(xué)出版社
叢編項：
標(biāo)　簽：	暫缺

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ISBN：	9787567021433	出版時間：	2020-11-01	包裝：	平裝
開本：	16開	頁數(shù)：	188	字數(shù)：

內(nèi)容簡介

　　《粒子沖擊高效破碎巖石理論與技術(shù)》在粒子沖擊鉆井理論研究基礎(chǔ)上，對粒子沖擊鉆井巖石破裂機行了較深入研究。首先，通過粒子沖擊巖石破裂理論模型研究，分析了鋼粒子磨料射流侵徹巖石的過程，確定了巖石在鋼粒子磨料射流沖擊作用下的受力，得到了粒子沖擊巖石破裂裂紋擴展理論模型，為粒子沖擊鉆井巖石破裂機制研究奠定理論基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，利用數(shù)值方法模擬了單粒子沖擊破巖、鋼粒子磨料射流侵徹巖石破裂過程和沖擊荷載作用下巖石破裂裂紋擴展過程，分析了不同粒子參數(shù)、磨料射流濃度等參數(shù)對巖石破裂的影響效果，得到了巖石破裂損傷過程規(guī)律。通過鋼粒子磨料射流沖擊巖石破裂的CT掃描試驗和破巖參數(shù)優(yōu)選試驗一步驗證得到粒子沖擊鉆井巖石破裂機制和破巖參數(shù)，提出了粒子沖擊鉆井鉆頭優(yōu)化設(shè)計原理，并對粒子沖擊鉆井鉆頭水力參數(shù)和噴嘴結(jié)行了優(yōu)化設(shè)計。最后，在基于破巖參數(shù)和鋼粒子磨料射流輔助破巖思想上，研制出鉆頭，并分別在四川龍崗022-H7井、甘肅玉門油田雅探602井和勝利油田梁13-斜65行了現(xiàn)場先導(dǎo)試驗。

作者簡介

　　邢雪陽，男，漢族，1987年10月生，山東曲阜人，2016年博士畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東）石油工程學(xué)院油氣井工程專業(yè)，主要從事巖石力學(xué)與高壓水射流技術(shù)研究。

圖書目錄

1 緒論
1．1 研究背景
1．2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
1．2．1 粒子沖擊鉆井破巖研究現(xiàn)狀
1．2．2 巖石破裂裂紋擴展機制研究現(xiàn)狀
1．2．3 粒子沖擊鉆井鉆頭發(fā)展概述
1．3 技術(shù)發(fā)展目標(biāo)與關(guān)鍵內(nèi)容
1．3．1 技術(shù)發(fā)展目標(biāo)
1．3．2 關(guān)鍵內(nèi)容
2 粒子沖擊巖石破裂理論模型
2．1 射流侵徹巖石理論模型
2．1．1 定常侵徹理論
2．1．2 變速射流侵徹理論
2．1．3 考慮靶板強度的準定常侵徹理論
2．1．4 可壓縮侵徹理論
2．1．5 鋼粒子磨料射流侵徹巖石過程分析
2．2 鋼粒子磨料射流壓縮波對巖石破裂的作用
2．2．1 鋼粒磨料射流沖擊頻率
2．2．2 壓縮波對巖石破裂損傷的作用
2．3 粒子沖擊巖石破裂裂紋擴展理論模型
2．3．1 巖石裂紋基本形態(tài)
2．3．2 巖石裂紋應(yīng)力計算模型
2．3．3 巖石裂紋擴展長度計算模型
2．3．4 含裂紋巖石的損傷演化模型
2．4 本章小結(jié)
3 粒子沖擊巖石破裂數(shù)值模擬研究
3．1 單粒子沖擊巖石損傷模擬
3．1．1 有限元分析
3．1．2 建立模型與數(shù)值分析
3．1．3 不同粒子參數(shù)對侵入巖石效果的模擬
3．2 鋼粒子磨料射流侵徹巖石破裂過程模擬
3．2．1 光滑粒子流體動力學(xué)（SPH）算法
3．2．2 模型建立與模擬結(jié)果分析
3．2．3 不同磨料射流參數(shù)對巖石損傷模擬
3．3 沖擊荷載作用下巖石破裂裂紋擴展數(shù)值模擬
3．3．1 建立模型與計算方法
3．3．2 內(nèi)部裂紋塑性區(qū)擴展過程
3．3．3 內(nèi)部裂紋受力分析
3．3．4 內(nèi)部裂紋貫通模擬
3．3．5 巖石破裂損傷過程規(guī)律小結(jié)
3．4 本章小結(jié)
4 粒子沖擊巖石破裂機制與鉆頭水力參數(shù)優(yōu)化設(shè)計
4．1 粒子沖擊鉆井巖石破裂機制研究
4．1．1 鋼粒子磨料射流沖擊巖石破裂的CT掃描試驗
4．1．2 粒子沖擊巖石破裂機制
4．1．3 粒子沖擊鉆井鉆頭設(shè)計原理
4．2 鋼粒子磨料射流沖擊破巖參數(shù)優(yōu)選的試驗研究．．-
4．2．1 試驗設(shè)計與準備
4．2．2 不同射流壓力對巖石破碎的影響
4．2．3 不同粒子濃度對巖石破碎的影響
4．2．4 不同沖擊時間對巖石破碎的影響
4．2．5 不同噴距對巖石破碎的影響
4．2．6 不同噴嘴直徑對巖石破碎的影響
4．2．7 不同噴射角度對巖石破碎的影響
4．2．8 鋼粒子磨料射流與水射流破巖效果對比試驗
4．2．9 鋼粒子磨料射流破巖試驗結(jié)論
4．3 粒子沖擊鉆井鉆頭水力參數(shù)與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
4．3．1 牙輪鉆頭水力優(yōu)化設(shè)計
4．3．2 PDC鉆頭水力優(yōu)化設(shè)計
4．4 本章小結(jié)
5 粒子沖擊鉆井系統(tǒng)研制與試驗研究
5．1 粒子沖擊鉆井注入系統(tǒng)
5．1．1 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計
5．1．2 機筒設(shè)計
5．1．3 旋葉設(shè)計
5．1．4 端部結(jié)構(gòu)設(shè)計
5．1．5 輸送機CAD設(shè)計
5．2 粒子沖擊鉆井回收系統(tǒng)
5．2．1 回收系統(tǒng)方案設(shè)計
5．2．2 粒子旋轉(zhuǎn)儲罐設(shè)計
5．2．3 輸送帶的設(shè)計
5．2．4 射流混漿泵的設(shè)計
5．2．5 磁選機的設(shè)計
5．2．6 振動篩的設(shè)計
5．2．7 泥漿罐與砂泵組的設(shè)計
5．3 粒子沖擊鉆井鉆頭設(shè)計與加工
5．3．1 8—1／2”牙輪鉆頭設(shè)計加工
5．3．28 —1／2”PDC鉆頭設(shè)計加工
5．4 高壓鋼粒輸送機輸送試驗
5．4．1 試驗裝置及方法
5．4．2 試驗過程及結(jié)果分析
5．5 粒子回收系統(tǒng)回收試驗
5．5．1 磁選機對純粒子的分離效率
5．5．2 磁選機、振動篩對粒子與巖屑混合物的分離效率
5．5．3 旋轉(zhuǎn)能性試驗
5．6 粒子沖擊鉆井鉆頭沖蝕磨損試驗
5．6．1 試驗內(nèi)容及目的
5．6．2 試驗設(shè)備
5．6．3 試驗方法步驟
5．6．4 試驗結(jié)果及分析
5．7 粒子沖擊鉆井鉆頭現(xiàn)場先導(dǎo)試驗
5．7．1 8—1／2”牙輪鉆頭現(xiàn)場先導(dǎo)試驗
5．7．2 8—1／2”PDC鉆頭現(xiàn)場先導(dǎo)試驗
5．8 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
作者簡介