高溫巖體地?zé)衢_采中鉆井圍巖穩(wěn)定性分析

內(nèi)容概要

郤保平所著的《高溫巖體地?zé)衢_采中鉆井圍巖穩(wěn)定性分析》較系統(tǒng)地介紹了作者多年來采用實驗研究、理論分析和數(shù)值模擬的方法，在高溫高壓下鉆井圍巖的熱物理力學(xué)特性、流變特性、鉆井圍巖變形破壞規(guī)律及失穩(wěn)臨界條件、熱-流-固多場耦合作用下鉆井圍巖穩(wěn)定性理論、高溫巖體地?zé)峋@井施工及長期投入使用后鉆井圍巖的穩(wěn)定性等多方面取得的主要研究成果。
全書共六章：第一章介紹了高溫巖體地?zé)衢_發(fā)利用技術(shù)以及深部鉆井技術(shù)；第二章至第四章采用實驗研究方法，給出了高溫高壓下鉆井圍巖的熱物理及力學(xué)特性、流變特性、破壞規(guī)律及失穩(wěn)臨界條件；第五章給出了熱-流-固多場耦合作用下鉆井圍巖穩(wěn)定性理論；第六章對高溫巖體地?zé)衢_采中，鉆進(jìn)過程、裸井階段及投入運(yùn)行后鉆井圍巖的穩(wěn)定性等相關(guān)問題進(jìn)行了研究。
《高溫巖體地?zé)衢_采中鉆井圍巖穩(wěn)定性分析》可作為鉆井工程專業(yè)的本科生、研究生的教材，也可作為地質(zhì)、采礦以及能源科研部門、大專院校以及從事高溫巖體地?zé)衢_發(fā)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員的參考用書。

書籍目錄

序
前言
第一章  緒論
  1.1  中國高溫巖體地?zé)豳Y源
    1.1.1  西藏羊八井地區(qū)地?zé)?br />    1.1.2  云南騰沖地區(qū)地?zé)?br />  1.2  高溫巖體地?zé)衢_發(fā)與利用技術(shù)
    1.2.1  高溫巖體地?zé)衢_發(fā)方案
    1.2.2  深部鉆井技術(shù)
    1.2.3  人工儲留層建造
    1.2.4  地?zé)岱€(wěn)定提取技術(shù)
  1.3  高溫巖體地?zé)嵘畈裤@井技術(shù)
    1.3.1  高溫巖體鉆井圍巖的穩(wěn)定性控制技術(shù)
    1.3.2  高溫高壓下破巖技術(shù)
    1.3.3  高溫鉆井液
    1.3.4  鉆井結(jié)構(gòu)
  1.4  鉆井圍巖穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀
  1.5  本書的主要內(nèi)容
第二章  高溫高壓下鉆井圍巖的熱物理及力學(xué)特性
  2.1  引言
  2.2  20MN伺服控制高溫高壓巖體三軸試驗機(jī)
    2.2.1  主要功能
    2.2.2  主要技術(shù)參數(shù)
    2.2.3  設(shè)備的構(gòu)成
  2.3  高溫不同埋深應(yīng)力下鉆井圍巖熱彈性變形規(guī)律
    2.3.1  實驗概況
    2.3.2  高溫不同埋深應(yīng)力下鉆井圍巖的熱彈性變形規(guī)律
    2.3.3  高溫高壓下含有鉆孔的花崗巖體破壞特征
    2.3.4  實驗結(jié)論
  2.4  高溫高壓下鉆井圍巖的熱物理及力學(xué)參數(shù)的變化規(guī)律
    2.4.1  高溫及三維應(yīng)力狀態(tài)鉆孔圍巖的熱物理及力學(xué)參數(shù)確定
    2.4.2  高溫下鉆孔圍巖的力學(xué)參數(shù)隨溫度的變化規(guī)律
    2.4.3  高溫不同埋深應(yīng)力下鉆孔圍巖的熱膨脹系數(shù)隨溫度的變化規(guī)律
    2.4.4  實驗結(jié)論
  2.5  高溫狀態(tài)花崗巖遇水冷卻后力學(xué)特性
    2.5.1  實驗概況
    2.5.2  實驗結(jié)果及其分析
    2.5.3  花崗巖遇水熱破裂劣化機(jī)制
    2.5.4  實驗結(jié)論
第三章  熱力耦合作用下鉆井圍巖流變特性
  3.1  引言
  3.2  花崗巖顯微CT細(xì)觀結(jié)構(gòu)及主要成分組成
    3.2.1  高精度顯微CT試驗系統(tǒng)
    3.2.2  顯微CT細(xì)觀結(jié)構(gòu)
    3.2.3  主要成分組成
  3.3  高溫靜水應(yīng)力下鉆井圍巖的流變特性研究
    3.3.1  實驗概況
    3.3.2  靜水應(yīng)力下鉆孔圍巖應(yīng)力及變形的黏彈性分析
    3.3.3  高溫靜水應(yīng)力下花崗巖中鉆孔圍巖的流變特性
    3.3.4  高溫靜水應(yīng)力下含鉆孔的花崗巖體的流變破壞
  3.4  熱力耦合作用下花崗巖流變機(jī)制
    3.4.1  溫度作用下花崗巖流變過程中的熱破裂
    3.4.2  溫度對花崗巖的黏滯系數(shù)、熱膨脹系數(shù)及彈性模量的影響
    3.4.3  熱力耦合作用下花崗巖流變機(jī)制
  3.5  熱力耦合作用下花崗巖流變模型的本構(gòu)關(guān)系
    3.5.1  熱力耦合作用下的流變元件
    3.5.2  熱力耦合作用下花崗巖流變模型及本構(gòu)方程
    3.5.3  模型參數(shù)識別
    3.5.4  熱力耦合作用下花崗巖流變本構(gòu)關(guān)系的實驗驗證
第四章  高溫高壓下鉆井圍巖變形破壞規(guī)律與失穩(wěn)臨界條件
  4.1  高溫高壓下花崗巖中鉆孔穩(wěn)定性實驗研究
    4.1.1  實驗設(shè)備與觀測儀器
    4.1.2  試件及其鉆孔制備
    4.1.3  實驗步驟與觀測方法
    4.1.4  實驗過程及實驗結(jié)果
  4.2  高溫高壓下花崗巖中鉆孔變形破壞規(guī)律
    4.2.1  高溫靜水應(yīng)力下花崗巖中鉆孔變形規(guī)律
    4.2.2  溫度及加載應(yīng)力對花崗巖中鉆孔變形的影響
  4.3  熱力耦合作用下花崗巖中鉆孔變形的時效特性
  4.4  高溫高壓下花崗巖中鉆孔破壞特征
  4.5  高溫高壓下鉆井圍巖穩(wěn)定性與失穩(wěn)臨界條件
    4.5.1  4000m埋深靜水應(yīng)力及400~C以內(nèi)恒溫恒壓下鉆孔變形的黏彈性分析
    4.5.2  4000～5000m埋深靜水應(yīng)力，400～500℃時溫恒壓下鉆孔變形的黏彈-塑性分析
    4.5.3  5000m埋深靜水應(yīng)力及500~C以上鉆孔破壞
    4.5.4  高溫高壓下花崗巖中鉆孔變形失穩(wěn)臨界條件
第五章  熱-流-固多場耦合作用下鉆井圍巖穩(wěn)定性理論
  5.1  概述
  5.2  熱-流-固多場耦合作用下鉆井圍巖失穩(wěn)因素分析
    5.2.1  鉆進(jìn)過程及裸井階段鉆井圍巖失穩(wěn)的主要因素
    5.2.2  鉆井建成投入使用后鉆井圍巖失穩(wěn)的主要因素
  5.3  隨機(jī)非均質(zhì)鉆井圍巖熱固耦合數(shù)學(xué)模型及其數(shù)值解法
    5.3.1  基本假設(shè)
    5.3.2  隨機(jī)非均質(zhì)巖體熱固耦合數(shù)學(xué)模型
    5.3.3  隨機(jī)非均質(zhì)巖體熱固耦合數(shù)學(xué)模型的數(shù)值解法
    5.3.4  非均質(zhì)巖體的隨機(jī)概率分布
    5.3.5  巖石熱破裂判據(jù)
    5.3.6  模擬程序的編制
  5.4  熱-流-固耦合作用下鉆井圍巖流變數(shù)學(xué)模型及其數(shù)值解法
    5.4.1  基本假設(shè)
    5.4.2  熱-流-固耦合作用下鉆井圍巖流變數(shù)學(xué)模型
    5.4.3  鉆井圍巖熱-流-固耦合流變數(shù)學(xué)模型的數(shù)值解法
    5.4.4  鉆井圍巖流變加速變形與流變穩(wěn)定性準(zhǔn)則
    5.4.5  程序設(shè)計
第六章  高溫巖體地?zé)衢_采中鉆井圍巖穩(wěn)定性數(shù)值模擬
  6.1  西藏羊八井地?zé)嵘钽@與擴(kuò)容
    6.1.1  熱田概況
    6.1.2  鉆井設(shè)計與施工
  6.2  鉆進(jìn)過程中鉆井圍巖穩(wěn)定性數(shù)值模擬
    6.2.1  物理模型建立及力學(xué)參數(shù)確定
    6.2.2  花崗巖體的非均質(zhì)性及其細(xì)觀單元非均質(zhì)賦值
    6.2.3  鉆進(jìn)過程中鉆井圍巖穩(wěn)定性分析
    6.2.4  裸井階段鉆井圍巖穩(wěn)定性分析
    6.2.5  本節(jié)小結(jié)
  6.3  溫度場-滲流場-應(yīng)力場耦合作用下鉆井圍巖穩(wěn)定性數(shù)值模擬
    6.3.1  物理模型建立
    6.3.2  力學(xué)參數(shù)確定
    6.3.3  鉆井投入使用后鉆井圍巖穩(wěn)定性分析
    6.3.4  鉆井圍巖流變變形對套管的影響
    6.3.5  本節(jié)小結(jié)
參考文獻(xiàn)

編輯推薦

　　《高溫巖體地?zé)衢_采中鉆井圍巖穩(wěn)定性分析》以高溫巖體地?zé)衢_采中鉆井圍巖穩(wěn)定性分析作為研究課題，通過實驗研究、理論分析、數(shù)值模擬等方法，對高溫高壓下鉆井圍巖的熱物理及力學(xué)特性、熱力耦合作用下鉆井圍巖的流變特性、高溫高壓下鉆井變形破壞規(guī)律及失穩(wěn)臨界條件、熱-流-固多場耦合作用下鉆井圍巖系統(tǒng)穩(wěn)定性理論進(jìn)行了系統(tǒng)深人的研究。該研究課題的開展對于解決深鉆施工技術(shù)難題及人類探索地球、開發(fā)地球深部的能源與資源具有重要的科學(xué)與工程意義。

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