摘要：针对水平井分段多簇压裂过程中段内多条裂缝同步扩展的形成特点,考虑裂缝间存在的应力阻隔效应和应力干扰效应,分析了段内各条裂缝诱导应力的影响范围以及其相对于不同位置处的有效净压力,建立了水平井分段多簇压裂段内不同位置处诱导应力计算模型.通过研究得出如下认识:第N段压裂之前段内各点受到的诱导应力为之前各段最后一条裂缝产生的诱导应力的叠加,第N段压裂过程中段内各点受到的诱导应力是与其相邻的裂缝产生的;最小水平地应力方向的诱导应力抵消了一部分缝内净压力,应根据应力阻隔和应力干扰效应以及之前各段压裂诱导应力的分布计算每条裂缝相对于左右两侧地层的有效净压力以及诱导应力.考虑多条裂缝同步扩展时的应力阻隔和应力干扰效应以及有效净压力变化的分段多簇压裂诱导应力计算模型更为符合实际的工况情况,具有较高的精度,能够为水平井分段多簇压裂优化设计提供更为准确的理论指导.

摘要：以兴安矿四水平18层南轨道巷为背景,针对高应力条件下软弱底板挠曲型底鼓支护难题,研究了挠曲型底板围岩的破坏特征,提出了钢管混凝土底板桩基支护形式。首先基于板的挠度理论和虚功原理,建立了底板桩基支护条件下挠曲型底板的失稳判据,研究了底板桩基的支护机理。然后通过数值分析方法,研究了设计参数对支护效果的影响及支护后的底板应力分布规律。结果表明,底板围岩的高应力和围岩强度不足是引发巷道底板失稳的主要原因,改善底板围岩应力环境和强化底板围岩是挠曲型底鼓治理的关键;底板桩基的几何参数和桩间距是决定极限阻隔抗力的关键因素,桩长宜采用0.4 R~0.6 R(R为塑性区半径)嵌固深度,底板桩基钻孔方向应与巷道截面等效圆半径一致或偏向垂直位移方向。根据底板桩基现场应用试验结果,底板桩基对巷道底板围岩的挤压应力有较好的阻隔效果,可较好地控制底板及两帮变形,提高巷道稳定性。该技术可以为类似条件下的巷道底鼓支护提供参考。

摘要：为了提高水平井分段多簇压裂射孔簇的起裂效率,针对段内多条裂缝同步扩展的特点,考虑裂缝间的应力阻隔效应以及缝内有效净压力的变化,根据待压段的诱导应力建立了不同射孔簇破裂压力计算模型,并分析了各射孔簇破裂压力的变化规律。通过研究得出认识:水平井分段多簇压裂多条裂缝同步扩展时存在应力阻隔效应,待压段受到的诱导应力为之前各段最后一簇裂缝缝内有效净压力产生的诱导应力的叠加;距离上一段压裂位置最远的射孔簇破裂压力最低,段内多射孔簇间的破裂压力差异随着时间的延长而增大,多簇起裂的最好时机是在施工初期,可在短时间内迅速提高排量,利用射孔孔眼的节流效应提高井底压力,实现多簇裂缝的依次起裂;段内较小的应力变化会引起较大的破裂压力差异,诱导应力引起的各射孔簇破裂压力的变化在射孔参数设计和压裂参数优化时必须得到重视。