摘要：由于煤层气赋存的地质特殊性,高能气体压裂技术应用于煤层气井增产需要进一步优化。煤层气井高能气体压裂器的研制开发,以及压裂工艺优化设计必须有基础数据作为支撑,建立煤层气井高能气体压裂器性能和机理研究的信息获取平台,设计了压裂多参数测试和校准系统,测试系统测量压力范围达到环空0~210 MPa,枪内0~1 000 MPa,工作温度-20~150℃,校准系统实现模拟井下高温(150℃)、高压(静压50 MPa,动压150 MPa)的测试环境。结合环空压力测试仪实测数据分析了煤层气井高能气体压裂的作用过程,表明此高能气体压裂器性能测试系统适于压裂器性能优化和动态参数获取。

摘要：为进一步优化煤矿采动区地面井设计方法,对地面井的类型及特点进行了深入分析,将煤矿采动区地面井抽采技术细分为邻近层采动发展区地面井抽采、本煤层采动发展区地面井抽采和采动稳定区地面井抽采3种类型;确定了抽采资源评估、布井位置优选、井型结构优化、高危位置防护、地面安全抽采等5项核心技术,提出了不同类型采动区地面井的逐级优化设计方法。将系统化的技术方法应用在了山西晋煤集团成庄煤矿5310工作面采动区CD-01井的优化设计和抽采工程中,获得了连续抽采、抽采体积分数50%以上的良好抽采效果,证明了逐级优化设计方法及技术的适用性。

摘要：根据寺河矿初采及正常回采期间瓦斯涌出实际,简要分析了瓦斯来源。根据采动卸压垂向分布规律,设计并施工了低位钻孔、中位钻孔、高位钻孔、底板拦截钻孔("四位"钻孔),互相配合共同抽采瓦斯,各钻孔达到并超出预期效果,形成"四位"钻孔瓦斯抽采模式,提高了采空区瓦斯抽采量,一定程度上解决了工作面初采及正常回采期间的瓦斯问题。

摘要：自激振荡脉冲射流可以有效提高深部煤岩破蚀效率.为设计破蚀煤岩效率较高的自激振荡脉冲射流发生装置,基于流体力学基本原理,利用Fluent软件对自激振荡脉冲射流进行数值模拟,分析不同的腔体结构对脉冲射流峰值速度的影响.采用大涡模型(LES)进行计算,通过数值模拟发现,自激振荡脉冲射流速度云图和压力云图符合涡旋碰撞理论和脉冲射流发生原理.在特定的参数(腔长L=4.5mm,腔径D=8mm,下碰撞壁收敛角α=120°,上下喷嘴直径分别为d_1=1mm,d_2=1.1mm)下,自激振荡脉冲射流峰值速度最大,为231.21m/s,相比于入口速度提高了92.68%,脉冲射流冲蚀效果较好.

摘要：设计了一种扫描激光器型光纤光栅波长解调仪,采用滑动平均滤波方法拟合光纤布拉格光栅反射谱,基于扫描激光器输出的同步触发信号与波长对应性,计算得到光纤布拉格光栅反射谱的中心波长,简化了解调过程。相比传统的宽带光源解调方法,降低了解调的复杂度和不稳定性,实现对布拉格波长的高精度、快速解调。实验结果表明,解调仪对光纤布拉格光栅波长的解调稳定性可达±2pm,温度与波长变化的线性度达到0.9984,温度测量误差小于0.5℃,能够满足实际应用的需要。

摘要：针对应用超临界CO_2新技术的煤层气井压裂器发热药量、液态CO_2量和膜片厚度的优化问题,需要有可靠的温度和破膜压力数据作为支撑,由于目前的测压系统只能测量压力,因此设计双通道煤层气井压裂测试系统。该系统采用随压力变化速率进行变速采样的自适应采样技术和通过设定变化速率阈值来触发的随动触发技术,能够更为准确地捕获到完整数据,通过记录地址的方式实现多次采集,为多次实验提供便利。测压系统的压力量程为0~210 MPa,温度量程为0~1 000℃,在膜片厚度2.5 mm、液态CO_2量1.45 kg、发热药量120 g下测得最高温度40℃,最大压力122 MPa,实测证明:该系统为超临界CO_2煤层气井压裂器的优化问题,提供可靠、全面的数据依据。

摘要：针对在煤层气开采过程中多个水力压裂水泵电动机的协调同步控制问题,提出了非线性滑模控制的方法,给出了水力压裂开采非线性滑模控制器的设计方法,并结合煤层气水力压裂系统对控制器性能进行了分析。仿真分析和实验结果表明,采用非线性滑模控制器后,在煤层气压裂开采中,煤层气的浓度和单孔流量均有较大程度提高。

摘要：针对长距离地下油气管道因地质沉降导致管道应力破坏的问题,提出了基于布里渊光时域反射(BOTDR)原理的分布式光纤应变检测方法。理论分析了油气管道受地质沉降产生应力变化的检测原理,设计了BOTDR分布式光纤应变检测系统。通过累加平均进行信号降噪处理,同时融合列文伯格-马夸尔特(Levenberg-Marquardt)算法,改善系统测量精度。系统性能进行测试,结果表明,系统检测距离可达10 km,应变最大量程为8 500με,应变测量误差为±46με、重复性测量偏差为±36με,定位误差为±2 m,空间分辨率为1 m,满足对管道沿线受应力危害的预警需求。

摘要：针对目前煤岩破蚀与煤层割缝困难等问题,可利用自振脉冲射流振荡特性辅助其进行开采。通过快速傅里叶变换(FFT)方法对不同结构参数下喷嘴流场仿真结果进行幅频转换,探究腔体结构对振荡频率与振荡峰值的影响规律。通过频域分析发现,在特定参数(d_1=1.2mm,D=10.5mm,d_2=1.4mm,L=2.4mm,α=120°)下,自振脉冲射流的振荡峰值最大,有利于增强喷嘴振荡。与此同时,随腔径L、腔径D、前后喷组腔径比d_2/d_1增大,射流振荡频率与振荡峰值变化成正相关,与碰撞角α成负相关。相关结果及方法可为自振脉冲射流振荡特性的研究提供参考。

摘要：为实现高瓦斯矿井受采动卸压影响的下伏煤层瓦斯地面抽采,根据寺河矿5303工作面复杂工程地质条件,基于采动引起的底板岩层应力变化分区,通过对比常规直井和斜直井轨迹模拟结果,结合斜直井钻机参数特点,提出了使用斜直井钻机地面施工水平井抽放采动卸压瓦斯工艺技术;在此基础上,优化了斜直井钻井轨迹设计方法,有效指导了钻井施工,满足了地质目标要求。完井后自喷生产表明,使用斜直井钻机在复杂工程地质条件下施工煤层气水平井的技术是可行的。