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考虑温差应力的干热岩压裂裂缝开启压力

煤炭学报 2020年第S02期45卷 717-726页

作者：罗天雨秦大伟广东石油化工学院石油工程学院广东茂名525000

我国干热岩地热资源储量丰富,地壳深层岩体温度高,但在其热能开发利用方面处于探索阶段。目前,对于温差应力影响下,井壁及分支裂缝的破裂或开启压力的变化规律研究较少。采用岩石力学及热应力理论分析方法,研究井壁周围的破裂压力;采用... 详细信息

我国干热岩地热资源储量丰富,地壳深层岩体温度高,但在其热能开发利用方面处于探索阶段。目前,对于温差应力影响下,井壁及分支裂缝的破裂或开启压力的变化规律研究较少。采用岩石力学及热应力理论分析方法,研究井壁周围的破裂压力;采用能量守恒原理、弹性力学、水力压裂裂缝延伸理论,结合热应力理论,研究分支裂缝的开启机理。建立了以下解析模型:井壁上考虑温差应力的破裂压力模型及裂缝自动开启的温差条件;针对线性及对数2种温度变化规律,分别建立压裂过程中裂缝壁面岩石温度场的变化规律模型;考虑温差应力的分支裂缝拉张破裂或剪切破裂的计算模型;分支裂缝自动破裂的温差条件模型。通过模拟得到以下结果:(1)考虑温差应力时,破裂压力均大幅度减小。日本Hijiori干热岩,由于温差应力,破裂压力下降幅度达到51%;法国Soultz干热岩,破裂压力下降幅度达到66%;(2)在通常的地应力和温度状态下,井筒壁面由于温差应力自然破裂的条件要求比较高;(3)在裂缝延伸过程中,由于温差应力的存在,裂缝壁面上分支裂缝的破裂难度降低;越接近井筒的地方,无论张性破裂或是剪切破裂,裂缝壁面上分支裂缝的破裂净压力越低;(4)线性温度分布规律情况下,破裂压力下降幅度大;剪切破裂所需要的净压力下降幅度远远大于拉张破裂,即在温差应力的作用下,更容易产生剪切裂缝;(5)对于较高温度的热储层,在大排量施工情况下,裂缝壁面上岩石本体达到自动开启剪切裂缝所需温差条件的难度相对较小。得出如下结论:(1)所建立的系列模型,揭示了干热岩压裂过程中,裂缝在井壁及裂缝壁面破裂的机理,从而揭示了热应力作用下缝网形成的机制;(2)温差应力对于干热岩压裂而言,影响较大,对于裂缝壁面分支裂缝的起裂存在促进作用,增加了近井地带产生复杂裂缝的几率与可能性。对于高温度干热岩,裂缝不容易沿理想方位扩展,而是倾向于形成复杂裂缝,导致井间裂缝连通困难。

关键词：干热岩温差应力破裂压力分支裂缝温度场自动破裂

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温差应力对斗式提升机的影响分析与解决方案

矿山机械 2010年第1期38卷 63-64页

作者：陈泽恩贵州大学机械工程学院贵州贵阳550003 瓮福集团有限责任公司

因斗式提升机输送物料温度较高,其链条与斗式提升机的外壳存在温度差,使链条受热伸长,导致链条松动。采用常规紧固张紧方法,会造成链条被拉断。分析研究了斗式提升机链条拉断的根本原因是因各部件温度差异致热胀量不一样,从而使各部件... 详细信息

因斗式提升机输送物料温度较高,其链条与斗式提升机的外壳存在温度差,使链条受热伸长,导致链条松动。采用常规紧固张紧方法,会造成链条被拉断。分析研究了斗式提升机链条拉断的根本原因是因各部件温度差异致热胀量不一样,从而使各部件产生严重的内应力。根本解决办法是将链条的张紧方式由螺杆式改为重锤式。

关键词：斗式提升机温差应力链条断链解决方案

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降低固定管板式换热器温差应力的措施

炼油技术与工程 2003年第7期33卷 22-23页

作者：李诚中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司研究院山东省淄博市255400

由于结构原因固定管板式换热器所产生的温差应力对设备的安全构成很大威胁。介绍了温差应力产生的原因及降低温差应力的措施。

关键词：固定管板式换热器温差应力膨胀节结构设计抗应力能力轴向刚度

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半管夹套设备设计方法及温差应力讨论

石油化工设备 2021年第6期50卷 36-41页

作者：赵耿江可申张轩江苏金诺化工装备有限公司江苏宿迁223800

介绍了带半管夹套设备的计算方法。对标准规格的半管,可以按照HG/T 20582—2011《钢制化工容器强度计算规定》求取系数K进行半管夹套设备的强度核算。对非标规格的半管,可以采用有限元分析软件ANSYS求取K值。半管内为负压时,壳体的应力... 详细信息

介绍了带半管夹套设备的计算方法。对标准规格的半管,可以按照HG/T 20582—2011《钢制化工容器强度计算规定》求取系数K进行半管夹套设备的强度核算。对非标规格的半管,可以采用有限元分析软件ANSYS求取K值。半管内为负压时,壳体的应力值与半管内为等值正压时的应力值相同,仅方向相反。不考虑温差应力时,最大应力位置为半管和壳体焊缝的内根部,在按照HG/T 20582—2011计算的半管极限载荷下,该部位应力裕量小,若半管中为高温加热介质,该部位应力校核甚至不合格,从而使设备极限载荷能力降低。当壳体内介质温度与半管内介质温度相差过大时,温差应力的影响不能忽略,最大应力出现在靠近筒壁下缘的半管进出口位置,在按照HG/T 20582—2011计算的半管极限载荷下,此处应力校核不合格,故应避免温差过大的工况出现。

关键词：半管夹套设备设计温差应力有限元分析