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煤泥基预充填胶结材料力学特性研究及应用

煤泥基预充填胶结材料力学特性研究及应用

作者：王栋达湖南科技大学

学位级别：硕士

本文以面向老空区/空巷预充填场景和煤泥的资源化利用出发,采用以煤泥作为主要原材料,辅以少量硫铝酸盐材料、水泥、粉煤灰制备煤泥基预充填胶结材料,在对该材料的基本物理特性测试的基础上,通过正交试验研究确定了影响流动性和强度性... 详细信息

本文以面向老空区/空巷预充填场景和煤泥的资源化利用出发,采用以煤泥作为主要原材料,辅以少量硫铝酸盐材料、水泥、粉煤灰制备煤泥基预充填胶结材料,在对该材料的基本物理特性测试的基础上,通过正交试验研究确定了影响流动性和强度性的关键因素,并优化了材料配比,通过数值模拟和工业试验相结合的方法验证了其围岩稳定性的控制效能,并构建了配套应用系统。研究发现:(1)材料的初凝时间可控制在45～70min区间,其中硫铝酸盐材料含量决定着材料浆液的初凝所需时间;析水量可控制在3～17%区间内,材料的析水率主要取决于煤泥水的质量浓度,硫铝酸盐的含量起次要作用。扩散度可控制在40～80cm区间范围内,扩散度主要受煤泥水的质量浓度影响。流动性最优配比为煤泥:硫铝酸盐甲乙料:水泥:粉煤灰:水=160:18:48:48:240(质量比)。(2)抗压/抗剪强度方面,各因子影响程度排序为:水泥>粉煤灰>煤泥>硫铝酸盐材料。煤泥基预充填胶结材料的主要强度主要由水泥提供,硫铝酸盐材料含量显著性影响程度最低。同时发现煤泥基预充填胶结材料的强度增长较为缓慢,28d后的强度较为稳定;强度最高配比组为煤泥:硫铝酸盐甲乙料:水泥:粉煤灰:水为160:18:48:48:240,其28d的抗压强度为0.30MPa、抗剪强度为0.37MPa。(3)数值模拟发现:采用该型材料充填煤层内原有空巷后对新掘顺槽(位于空巷下方,方位角相差90°)及周围的岩体应力集中现象、塑性区发育有明显的改善作用,掘进期间顺槽测点位置断面收缩率减少5.7%(未充填时的25.0%减少到充填后的19.3%),空巷间应力减少7.8%(由8.37MPa下降到7.72MPa)。回采期间,顺槽测点位置断面收缩率(工作面推进到距离空巷20m位置时)减少5.7%(未充填时的25.0%减少充填后的19.3%),空巷间应力(工作面推进到距离空巷20m位置时)减少7.7%(由32.5MPa下降到30MPa)。(4)工程应用中针对选定配比进行设备选型配套以及工艺流程设计,形成煤泥浆三管路式充填应用系统及材料配比动态控制机制;实测发现,该型材料在5～10°倾角巷道中的自流距离超过38m,实际抗压强度和抗剪强度区间分别是0.45～0.50MPa、0.37～0.42MPa,充填空巷下方顺槽的最大断面收缩率在掘进和回采期间分别是12.3%、20.6%,监测点顶板最大应力分别是3.7MPa、5.6MPa,有效满足工作面顺槽的围岩稳定性控制需要。

关键词：煤泥基空巷预充填流动性抗压强度抗剪强度

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预充填双层割缝筛管防砂工艺研究及应用

油气田地面工程 2003年第3期22卷 56-57页

作者：严进荣朱天高陈应淋林恺陈淑萍胜利油田东胜精攻石油开发集团公司胜利油田孤东采油厂

疏松砂岩油藏开发过程中,防止油层出砂是维持油田正常生产的一项关键技术措施.防砂工艺技术在出砂油田的开发过程中得到了广泛应用,并为出砂油田的正常开发作出了显著的贡献.但是随着出砂油田开发到中后期,套管变形损坏日益严重,数量亦... 详细信息

疏松砂岩油藏开发过程中,防止油层出砂是维持油田正常生产的一项关键技术措施.防砂工艺技术在出砂油田的开发过程中得到了广泛应用,并为出砂油田的正常开发作出了显著的贡献.但是随着出砂油田开发到中后期,套管变形损坏日益严重,数量亦日益增加,而目前防砂工艺对套变井的针对性较差, 为了油田的稳产,以至部分井带病生产,即使对套变井进行了防砂,但由于针对性差、工艺不配套,防砂有效期短,成功率低,降低了油水井的有效利用率,使油田动态井网的完善受到影响, 并且增加了机械方法防砂失效后的处理难度,增加了作业成本.因此开发了适应套变井要求的防砂及配套工艺技术.

关键词：预充填双层割缝筛管防砂工艺研究应用疏松砂岩油藏开发

新型预充填筛管在渤海QHD32-6油田的应用

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石油钻采工艺 2020年第4期42卷 414-416页

作者：董星亮中国海洋石油集团有限公司咨询中心

砾石充填完井作业时间长,质量控制难度大,充填效率难以保证,用于海上油田综合成本较高,工艺应用受限。研发一种新型预充填筛管,并在渤海QHD32-6油田调整井中使用。新型预充填防砂筛管是在车间充填砾石后,直接下入生产井完井防砂井段,依... 详细信息

砾石充填完井作业时间长,质量控制难度大,充填效率难以保证,用于海上油田综合成本较高,工艺应用受限。研发一种新型预充填筛管,并在渤海QHD32-6油田调整井中使用。新型预充填防砂筛管是在车间充填砾石后,直接下入生产井完井防砂井段,依靠充填砾石层实现高效防砂,与传统预充填筛管相比,预充填的砾石不固结,密度低,亲油疏水,具有强自洁能力。现场使用表明:新型预充填筛管在挡砂精度、抗堵能力、下入阻力方面有显著优势,且具有部分控水功能,是可部分替代现场砾石充填防砂完井的新型防砂工具,可用于提速增效、增油控水,大位移水平井的高效防砂。

关键词：完井防砂筛管砾石充填预充填渤海油田

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预充填混凝土的破坏机理

国外建筑科学 1990年第3期 61-64页

作者： Aw.,ASMA 马积薪

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一种补偿式预充填防砂筛管研制与应用

石油矿场机械 2016年第10期45卷 66-68页

作者：侯洪涛钱钦宾永锋伊善利贾庆乐胜利油田分公司桩西采油厂山东东营257237

稠油油藏采用传统充填防砂方式的投入产出矛盾突出。采用悬挂金属滤砂管防砂,供液能力差,防砂有效期短,不能满足生产需要。研制了一种新型补偿式预充填防砂筛管,该装置通过地面工具预制并充填砾石,然后随管柱下入油井实现防砂功能。为... 详细信息

稠油油藏采用传统充填防砂方式的投入产出矛盾突出。采用悬挂金属滤砂管防砂,供液能力差,防砂有效期短,不能满足生产需要。研制了一种新型补偿式预充填防砂筛管,该装置通过地面工具预制并充填砾石,然后随管柱下入油井实现防砂功能。为了保持预充填层的密实程度,设计了压实补偿机构,提高了预充填层的强度,减少了预充填层在油井生产、修井作业过程中砾石的损失,提高了防砂效果。现场应用7井次,防砂成功率100%,平均单井节约费用$15万元。

关键词：防砂筛管预充填补偿机构

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小煤矿旧采区预充填技术研究

山西焦煤科技 2016年第1期40卷 40-42页

作者：李鹏大同煤矿集团大斗沟煤业公司山西大同037000

以旺田煤矿工作面过小煤矿旧采区为背景,运用理论分析及公式计算得出:充填体提供的支撑力不小于379 MN;现场实践发现,浆液能够与垮落的煤岩形成稳固的胶结体,保证了顶板与煤壁的稳定性,安全可靠。预充填旧采区能提高井下煤炭资源回收率... 详细信息

以旺田煤矿工作面过小煤矿旧采区为背景,运用理论分析及公式计算得出:充填体提供的支撑力不小于379 MN;现场实践发现,浆液能够与垮落的煤岩形成稳固的胶结体,保证了顶板与煤壁的稳定性,安全可靠。预充填旧采区能提高井下煤炭资源回收率和延长矿井服务年限,具有显著的经济与社会效益。

关键词：旧采区关键块力学分析预充填超高水材料

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基于聚类的连续型数据缺失值充填方法

计算机工程 2019年第9期45卷 32-39页

作者：李国和杨绍伟吴卫江郑艺峰中国石油大学(北京)石油数据挖掘北京市重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)地球物理与信息工程学院北京102249 闽南师范大学数据科学与智能应用福建省高等学校重点实验室福建漳州363000 闽南师范大学计算机学院福建漳州363000

在大数据应用中,多数建模方法是在完备数据集基础上进行的,但在数据采集过程或存储过程中容易出现数据缺失的现象,导致无法建模。为此,提出一种基于聚类的递归充填方法。使用同类簇的均值对不完备数据进行预填充,形成初始完备数据集,针... 详细信息

在大数据应用中,多数建模方法是在完备数据集基础上进行的,但在数据采集过程或存储过程中容易出现数据缺失的现象,导致无法建模。为此,提出一种基于聚类的递归充填方法。使用同类簇的均值对不完备数据进行预填充,形成初始完备数据集,针对得到的完整数据进行聚类,并运用同类簇的均值修正初始充填值。根据充填效果误差判定充填稳定性,并进行多次递归聚类修正充填值,直到前后两次充填较为稳定或迭代次数超过阈值时停止迭代。实验结果表明,与均值充填、K最近邻充填、聚类充填及粗糙集不完备数据分析等方法相比,该方法能够进行更为精准的充填,使得最终充填更加接近真实数据。

关键词：缺失值预充填聚类递归充填平方误差

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超高水材料预充空巷在综放工作面的应用

煤 2013年第6期22卷 21-23,47页

作者：杨建中潞安环能股份公司王庄煤矿山西长治046031

介绍了综采放顶煤工作面的预留空巷,采用超高水材料预充空巷的方法,保证了回采顺利进行。

关键词：综放工作面超高水材料预充填