复合射孔技术对松软煤层的损伤效果研究

• 作者: 杨兆中 王乃璐 张平 李成兵 李小刚
• 来源期刊: 煤炭科学技术
• 学科: 工学
• 关键词: 复合射孔 松软煤岩 损伤效果 分离式霍普金森杆
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 安全科学与工程|Safety Science and Engineering
• 页码范围: 144-151
• 页数: 8页
• 分类号: TD823|TD745
• 语种: 中文
• DOI: 10.13199/j.cnki.cst.2018-1539

摘要

松软煤层具有弹性模量低、抗压强度低及泊松比高等特点,同时节理、割理发育,存在大量天然裂缝.大量研究数据表明,水力压裂技术对煤层气的增产效果并不理想,于是国内外学者逐渐将目光转移到复合射孔技术.针对复合射孔技术对松软煤层的损伤效果问题,采用试验与数值模拟相结合的方法,选取松软煤层中煤样进行三轴压缩试验及分离式霍普金森杆试验,并进行数值模拟计算.结果表明:煤岩在静态压缩下呈现偏塑性,在高应变率条件下呈现明显的脆性,表现出很强的气动力冲击可压性;复合射孔技术比普通射孔剪切和拉伸破坏范围明显更大,损伤裂缝数量更多,裂缝扩展更长;HMX-HTP B系推进剂,升压延迟时间长,峰值压力高,对射孔孔道及井筒周围煤岩压裂作用明显,因此较适用于复合射孔;推进剂外置对射孔孔道附近的煤岩压裂改造作用较为明显,形成多条延伸距离较远的损伤裂纹,对套管、水泥环的损伤破坏效应相对弱.