水力化煤层增透理论及技术PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1概述 1

1.2煤层气资源概况及开发现状 3

1.2.1国外煤层气的资源分布和开发现状 3

1.2.2我国煤层气资源情况及储层特点 5

1.3国内外煤层增透理论与技术研究现状 7

1.3.1钻孔卸压增透法 7

1.3.2高能液体扰动卸压增透法 7

1.3.3爆生气体扰动卸压增透技术 10

1.4水力化增透理论与技术 10

1.4.1水射流增透技术 11

1.4.2水力压裂技术 12

1.5煤矿井下水力化增透技术展望 15

1.5.1水力化增透理论 15

1.5.2水力化增透技术多元化发展 16

1.5.3水力化增透装备智能化发展 17

1.6参考文献 18

第2章 高压水射流造缝增透理论 20

2.1水射流冲击动力学理论 20

2.1.1水射流基本理论 21

2.1.2水射流结构特征 22

2.1.3水射流冲击特征 27

2.2高压水射流瞬态动力学特性 43

2.2.1水射流冲击靶板的实验方案设计 43

2.2.2水射流冲击靶板的数值模拟研究 53

2.2.3水射流冲击靶板的过程分析 63

2.2.4水射流冲击靶板后的流体运动状态分析 78

2.2.5射流速度对冲击特性的影响分析 86

2.2.6水射流形状对冲击特性的影响分析 98

2.2.7靶板角度对冲击特性的影响分析 100

2.3高压水射流冲击破碎岩石机理研究 101

2.3.1水射流冲击破岩机理分析 102

2.3.2水射流破岩实验研究 111

2.4高压水射流导引钻头破硬岩机理研究 140

2.4.1高压水射流导引钻头破硬岩方法 140

2.4.2高压水射流导引钻头破硬岩机理 143

2.4.3高压水射流导引钻头破硬岩实验 158

2.5高压水射流增透抽采理论 163

2.5.1高压水射流冲击煤体动态损伤特征 163

2.5.2高压水射流造缝卸压效应 164

2.5.3空化声震效应强化瓦斯解吸渗流机理 178

2.5.4高压水射流造缝对煤层渗透率的影响 188

2.6参考文献 194

第3章 高压水射流造缝增透成套装备 198

3.1高压水射流造缝增透成套装备组成 198

3.2磨料射流辅助破硬岩钻头 198

3.2.1磨料射流导引钻头研制 198

3.2.2磨料射流导引钻头穿硬岩层钻进工艺 200

3.3自动切换式切缝器 202

3.3.1煤层割缝器喷嘴结构设计 203

3.3.2割缝器喷嘴布置方式优化设计 203

3.4高压密封输水器 206

3.5高压密封钻杆 208

3.5.1高压水密封钻杆 208

3.5.2高压密封双动力螺旋排渣钻杆 209

3.6气渣分离装置 210

3.7参考文献 212

第4章 高压水射流网格化造缝增透技术 213

4.1高压水射流造缝增透关键参数 213

4.1.1破煤岩压力 213

4.1.2破煤岩流量 216

4.1.3喷嘴直径 219

4.1.4喷嘴转速和切割时间 221

4.1.5抽采半径 224

4.1.6割缝工艺 228

4.2工程应用 230

4.2.1快速石门揭煤技术 230

4.2.2穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯技术 238

4.2.3煤巷掘进钻割一体化技术 241

4.2.4顺层钻孔预抽煤层瓦斯技术 245

4.3参考文献 247

第5章 煤矿井下水力压裂增透技术 248

5.1不同类型煤体的起裂机理 248

5.1.1适用于水力压裂的煤体结构划分 248

5.1.2原生结构煤体的起裂机理 251

5.1.3碎裂结构煤体的起裂机理 255

5.1.4碎粒及糜棱结构煤体的起裂机理 259

5.2煤层水压裂缝扩展规律 265

5.2.1天然裂缝对煤层水压裂缝扩展的影响 266

5.2.2煤岩交界面对煤层水压裂缝扩展的影响 273

5.2.3断层对煤层水压裂缝扩展的影响 282

5.3参考文献 292

第6章 煤矿井下射流割缝复合水力压裂增透技术 293

6.1射流割缝复合水力压裂裂缝起裂机理 293

6.1.1射流割缝复合水力压裂煤体起裂准则 293

6.1.2射流割缝降低煤层起裂压力研究 297

6.1.3射流割缝与未割缝压裂起裂压力数值分析 301

6.1.4射流割缝复合水力压裂裂缝起裂位置 306

6.2射流割缝复合水力压裂裂缝扩展规律 309

6.2.1射流割缝复合水力压裂裂缝扩展规律分析 309

6.2.2射流割缝复合水力压裂裂缝扩展数值分析 314

6.3射流割缝复合水力压裂增透机理 316

6.3.1水压裂缝闭合机理 316

6.3.2水压裂缝内瓦斯渗流规律 323

6.3.3射流割缝复合水力压裂瓦斯富集规律 326

6.4煤层清洁压裂液增透抽采机理研究 328

6.4.1压裂液研究现状 328

6.4.2清洁压裂液性能 329

6.4.3清洁压裂液促进煤层瓦斯渗流 330

6.4.4清洁压裂液增加煤层瓦斯抽采机理 335

6.5煤矿井下射流割缝复合水力压裂工艺与装备 339

6.5.1射流割缝复合水力压裂钻孔布孔原则 339

6.5.2钻孔施工安全防护装置研制 341

6.5.3射流割缝复合水力压裂钻孔封孔材料及工艺 347

6.5.4井下射流割缝复合水力压裂设备优选及改造 354

6.5.5井下射流割缝复合水力压裂施工参数优化设计 358

6.5.6井下射流割缝复合水力压裂施工工艺要点 359

6.6煤矿井下射流割缝复合水力压裂评价方法 360

6.6.1瞬变电磁法 360

6.6.2瓦斯含量法 364

6.7参考文献 367

第7章 煤矿井下射流割缝复合水力压裂现场应用 369

7.1射流割缝复合水力压裂与常规压裂对比试验 369

7.1.1试验地点概况 369

7.1.2压裂孔布置方案 370

7.1.3试验结果分析 372

7.2石门揭煤射流割缝复合水力压裂增透抽采技术 375

7.2.1石门揭煤射流割缝复合水力压裂增透抽采技术概述 375

7.2.2石门揭煤射流割缝复合水力压裂现场试验 375

7.3掘进条带射流割缝复合水力压裂增透抽采技术 386

7.3.1掘进条带射流割缝复合水力压裂增透抽采技术概述 386

7.3.2掘进条带射流割缝复合水力压裂现场试验 387

7.4本煤层射流割缝复合水力压裂增透抽采技术 397

7.4.1本煤层射流割缝复合水力压裂增透抽采技术概述 397

7.4.2本煤层射流割缝复合水力压裂现场试验 398

7.5参考文献 404

彩图 405