現(xiàn)代鉆采理論與技術(shù)

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 替代能源、新能源開發(fā)及減碳需求 2
1.2 應(yīng)對深部固體礦產(chǎn)資源開發(fā)的技術(shù)創(chuàng)新——碎石液舉 4
1.3 拓展極地“戰(zhàn)略新疆域”的支撐——南極科考 5
1.4 鉆采理論與技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)及應(yīng)對方法 6
第2章 地下巖（礦）石原位裂化與碎石化及其輸送理論 7
2.1 巖（礦）石原位裂化與碎石化 7
2.1.1 巖石起裂、裂縫擴(kuò)展機(jī)理 7
2.1.2 地下巖（礦）石破碎開采中的水力破巖理論 13
2.1.3 巖石損傷機(jī)理 18
2.1.4 碎石化技術(shù) 28
2.2 巖（礦）石的流體輸送理論 31
2.2.1 井底流場及礦漿運(yùn)移 31
2.2.2 提升管道中的礦漿輸送理論 41
參考文獻(xiàn) 49
第3章 水射流開采技術(shù)在礦產(chǎn)開采中的應(yīng)用研究 51
3.1 水射流開采技術(shù)在固體礦產(chǎn)開采中的應(yīng)用 51
3.1.1 陸地礦產(chǎn)開采 52
3.1.2 海底附著礦產(chǎn)開采 54
3.1.3 礦產(chǎn)開采前期工程建設(shè) 55
3.2 水射流開采技術(shù)開發(fā)天然氣水合物 59
3.2.1 鉆采開發(fā)水合物的核心難點(diǎn) 59
3.2.2 射流開發(fā)水合物的提出與發(fā)展 68
3.2.3 高壓低溫水射流破碎水合物及硐室回填 78
3.3 水射流破碎裝置研制與射流噴嘴優(yōu)化研究 99
3.3.1 水射流破碎裝置研制 100
3.3.2 射流噴嘴的優(yōu)化設(shè)計(jì) 105
3.3.3 高壓低溫水射流破碎裝置破碎含水合物沉積物 114
參考文獻(xiàn) 117
第4章 鉆孔水力開采技術(shù)在礦產(chǎn)開采中的應(yīng)用研究 121
4.1 鉆孔水力開采技術(shù)的工藝與主要設(shè)備 121
4.1.1 鉆孔水力開采技術(shù)的工藝 121
4.1.2 鉆孔水力開采技術(shù)的主要設(shè)備 127
4.2 鉆孔水力開采相關(guān)參數(shù)實(shí)用計(jì)算方法 132
4.3 伸縮式水力開采鉆具的設(shè)計(jì)研發(fā) 139
4.3.1 棘爪伸縮式水力開采鉆具 140
4.3.2 彈簧夾頭伸縮式水力開采鉆具 152
4.3.3 電控單動(dòng)伸縮式水力開采鉆具 155
4.4 棘爪伸縮式水力開采鉆具試驗(yàn) 162
4.4.1 試驗(yàn)區(qū)地質(zhì)條件 162
4.4.2 農(nóng)安區(qū)油頁巖概況及力學(xué)性質(zhì) 163
4.4.3 試驗(yàn)方案、設(shè)備及結(jié)果 165
參考文獻(xiàn) 171
第5章 儲(chǔ)層改造技術(shù) 172
5.1 儲(chǔ)層改造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 172
5.1.1 水力壓裂技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 173
5.1.2 無水壓裂技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 174
5.1.3 酸化壓裂技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 175
5.1.4 封閉技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 177
5.2 室內(nèi)水力壓裂實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 178
5.2.1 Ⅱ型三軸水力壓裂實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 178
5.2.2 Ⅲ型三軸水力壓裂實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 186
5.2.3 水力壓裂實(shí)驗(yàn)平臺(tái)功能及用途 187
5.3 儲(chǔ)層改造技術(shù)在油頁巖原位開發(fā)中的應(yīng)用 188
5.3.1 水力壓裂技術(shù)在油頁巖原位開發(fā)中的應(yīng)用 188
5.3.2 酸化壓裂技術(shù)在油頁巖原位開發(fā)中的應(yīng)用 236
5.3.3 凍融循環(huán)技術(shù)在油頁巖原位開發(fā)中的應(yīng)用 240
5.3.4 封閉技術(shù)在油頁巖原位開發(fā)中的應(yīng)用 250
5.4 在水合物開發(fā)中的儲(chǔ)層改造技術(shù)及其效果研究 266
5.4.1 海洋水合物儲(chǔ)層改造必要性 266
5.4.2 儲(chǔ)層改造對水合物降壓開采的增產(chǎn)效果 267
5.4.3 單一裂縫對水合物降壓聯(lián)合注熱開采的增產(chǎn)效果 274
5.4.4 縫網(wǎng)對水合物降壓聯(lián)合注熱開采的增產(chǎn)效果 280參考文獻(xiàn) 288
第6章 極地冰層鉆探孔壁穩(wěn)定技術(shù)研究 291
6.1 極地冰層鉆探孔壁穩(wěn)定技術(shù)的研究現(xiàn)狀 291
6.1.1 冰孔孔壁穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀及意義 291
6.1.2 冰體內(nèi)裂紋擴(kuò)展研究現(xiàn)狀 293
6.2 深部冰孔孔壁坍塌及起裂機(jī)理 294
6.2.1 冰體破壞準(zhǔn)則的選擇概述 295
6.2.2 深部冰孔孔壁穩(wěn)定性分析 295
6.2.3 冰孔穩(wěn)定區(qū)與破碎區(qū)坍塌及水壓致裂壓力對比分析 307
6.3 深部冰孔孔壁裂紋擴(kuò)展機(jī)理研究 316
6.3.1 基于斷裂力學(xué)的冰孔孔壁裂紋擴(kuò)展判定條件 316
6.3.2 冰孔孔壁裂紋快速擴(kuò)展分析研究 318
6.3.3 冰孔孔壁裂紋亞臨界擴(kuò)展 321
6.4 冰層鉆探孔壁水壓致裂破壞研究 326
6.4.1 水壓致裂數(shù)值模擬研究 326
6.4.2 水壓致裂破壞試驗(yàn)研究 342
參考文獻(xiàn) 359