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长江学者和创新团队发展计划(IRT13043): 作品数：36 被引量：298H指数：12; 相关作者：卢义玉汤积仁夏彬伟章文峰葛兆龙更多>>; 相关机构：重庆大学中煤科工集团重庆研究院有限公司大同煤矿集团有限责任公司更多>>; 发文基金：长江学者和创新团队发展计划国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>; 相关领域：矿业工程石油与天然气工程天文地球建筑科学更多>>

前混合磨料水射流连续加料系统设计与实验研究被引量：12: 2018年; 针对现有前混合磨料射流系统不能实现磨料连续供给的问题,提出利用射流泵原理抽吸和混合磨料实现连续加料的新思路,即利用有压水从射流泵喷嘴以一定速度喷出而引起的负压场卷吸磨料进入射流泵内的混合腔,并与水混合后经喉管和扩散管进入高压胶管,最后经切割喷嘴加速后喷出,形成连续磨料水射流。为使系统性能最优,分析了连续加料系统的结构组成及工作原理,并设计了系统的结构与尺寸;运用数值模拟方法对影响连续加料与射流性能的主要因素——切割喷嘴与射流泵喷嘴面积比进行优化设计,分析了其对系统性能的影响规律,确定了其最优取值范围;通过室内压力测试、连续加砂及切割试验对系统性能进行了验证,结果表明,在合适的面积比结构下,该连续加砂系统在磨料入口能形成负压及足够的压力梯度,将磨料吸入并加速,且在切割喷嘴端仍然保留足够的静压转化为动能,实现前混合磨料水射流的连续高效作业。; 卢义玉李良伟汤积仁章文峰李倩陆晓辉; 关键词：磨料水射流射流泵 FLUENT 参数优化

水力喷射径向钻井极限深度预测及分析被引量：7: 2015年; 以旋转射流钻头为研究对象,通过分析径向钻井系统的受力和压力损失,建立了钻井极限深度预测模型;计算了某一工程实例的钻井极限深度,并得到了系统压力损失和受力情况;利用建立的极限深度预测模型研究了钻头主要结构参数对极限深度的影响规律.结果表明,钻进过程中,软管压力损失是系统主要损失,后喷嘴反冲力为系统前进的唯一动力,前喷嘴反冲力、软管与孔壁摩擦力为主要阻力;极限深度随后喷嘴直径的增大呈近似线性增大,随前喷嘴直径的增大呈近似线性减小,随旋转射流扩散角的增大呈二次函数关系增大,随后喷嘴安装角度的增大呈二次函数关系减小.本文工程实例的钻井极限深度预测值可达72.1m.; 杜鹏卢义玉汤积仁王景环章文峰周哲; 关键词：高压软管

射孔水压裂缝在层状页岩的扩展机制被引量：12: 2018年; 为明确射孔水压裂缝遇页岩层理面的扩展机制,基于弹性力学和断裂力学相关理论,建立射孔水压裂缝在层状页岩扩展的应力分析模型,并对裂缝偏转角、偏转裂缝在页岩和层理面扩展的临界水压进行分析,进而结合数值模拟,研究偏转裂缝遇页岩层理面的扩展机制的影响因素。结果表明:偏转裂缝遇页岩层理面的扩展机制主要取决于水平主应力差、射孔角度、层理面角度、页岩力学性质及层理面黏聚力等因素;若最大水平主应力方向与层理面夹角不大,偏转裂缝随水平主应力差的增大,由直接穿过层理面逐渐转化为沿层理面扩展;随着射孔角度、层理面角度和层理面黏聚力的增大,偏转裂缝的扩展模式则会发生相反变化;射孔段与层理面夹角越接近90°,偏转裂缝同时穿过层理面和沿层理面扩展的倾向性越大,越易形成网状裂缝。; 王海洋卢义玉卢义玉夏彬伟龚涛; 关键词：射孔水力压裂

基于等分法和迭代算法的磨料射流速度模型被引量：3: 2018年; 针对前混合磨料射流磨料速度模型中存在的磨料受力考虑不全,无法体现磨料加速度、阻力系数以及雷诺数等关键参数的变化等问题,以固液两相流理论为基础,建立了磨料在高压管路、喷嘴内的速度模型,并基于等分法和迭代算法的数值求解方法,求解了磨料速度模型。计算结果与参考文献的平均百分比误差在5%之内,验证了该算法的正确性。同时,利用该速度模型得到了磨料在高压管路和喷嘴内的速度、加速度、阻力系数以及雷诺数的变化规律:高压管路内,磨料速度随磨料运动距离的增加逐渐增大,最后无限接近于水的速度;磨料加速度和雷诺数随磨料运动距离的增加逐渐减小,最后会趋于零;而阻力系数则随磨料运动距离的增加逐渐增大。喷嘴收敛段内,磨料速度随磨料运动距离的增加逐渐增大;磨料加速度、阻力系数以及雷诺数随磨料运动距离的增加有一个先减小后增加的过程。喷嘴直线段内,磨料速度随磨料运动距离的增加逐渐增大;磨料的加速度、雷诺数和阻力系数随着磨料运动距离的增加逐渐减小。; 章文峰卢义玉汤积仁陆晓辉; 关键词：磨料射流等分法迭代算法加速度雷诺数

磨料射流喷嘴外流场磨料速度模型及分析被引量：5: 2017年; 喷嘴外流场磨料速度是建立磨料射流冲蚀深度模型的重要前提,以磨料射流喷嘴外流场磨料为研究对象,以固液两相流理论为基础,建立了磨料射流喷嘴外流场磨料速度模型,基于位移等分法和迭代算法求解了该速度模型,利用PIV实验进行验证,实测值与理论值的平均百分比误差在5%之内。并利用该速度模型得到了磨料射流喷嘴外流场磨料运动规律:(1)磨料颗粒流在喷嘴外流场的流动具有扩散性;(2)磨料颗粒沿射流轴向运动时,大多经历了一个先加速后减速的过程,只是加速距离有所差异;(3)初始段内相同轴向距离的射流横截面上,位于等速核区域内的磨料速度相同,随后磨料速度从等速核边界朝射流边界方向逐渐减小;初始段末端及基本段内相同轴向距离的射流横截面上,磨料速度沿射流径向的分布完全呈现出钟形速度分布。; 章文峰卢义玉汤积仁; 关键词：磨料射流迭代算法

新型直旋混合射流破岩特性及机理分析被引量：4: 2016年; 为了揭示直旋混合射流的破岩机理,开展了直射流、旋转射流与直旋混合射流的冲蚀实验,并利用3DPIV测试系统获得了3种射流的速度场,通过对比分析相同靶距下冲孔深度及射流速度沿径向的分布规律,揭示了直旋混合射流的损伤破岩特性。结果表明,直旋混合射流可消除旋转射流的中心低速区和冲孔的中心凸台,该射流沿径向的分布宽度和破岩直径大于直射流,射流结构可分为直射流区、强旋射流区、弱旋射流区和外围射流区。直射流区的冲击破岩能力主要取决于射流能量;强旋射流区具有较大的径向和切向速度,当对岩石施加径向张力和周向剪力且在其合速度小于直射流的情况下,该区破岩深度仍可达到直射流区破岩深度;在弱旋射流区,受直射流和强旋射流的共同作用,岩石强度降低,但当三向速度均较小时亦能有效破岩;外围射流区主要是通过返回流携带岩屑对孔壁起磨削作用。; 杜鹏卢义玉汤积仁周哲章文峰; 关键词：破岩机理流场

多场耦合作用下页岩渗透特性实验研究被引量：10: 2018年; 页岩气开采过程,其储层页岩渗透率受多重因素的影响。采用自主研发的多场耦合作用下不同相态CO2致裂驱替CH4实验装置,实验研究了有效应力、孔隙压力、温度以及吸附膨胀效应等因素对裂隙页岩体与型岩渗透特性的影响。结果表明:(1)页岩渗透率随有效应力增加呈负指数关系减小,且型岩对于有效应力变化具有更强的敏感性;(2)在相同应力状态下,由于吸附引起的差异性膨胀效应会降低页岩渗透率,不同气体作用下测得的页岩渗透率表现为He>N2>CO2。(3)两种页岩中渗透率随孔隙压力变化规律具有差异性。SC-CO2致裂页岩在低压条件下Klingkenberg效应不明显,渗透率随平均孔隙压力的增大而增大,型岩在低压阶段由于Klingkenberg效应对渗透率变化起主导作用,随着孔隙压力增加,其渗透率降低,在达到极小值后,随着孔隙压力的增加,Klingkenberg效应减弱,有效应力起主导作用,渗透率随孔隙压力增加而增加;(4)温度作用通过改变页岩的孔隙结构、力学性质等控制页岩渗透率的变化,随着温度增加,页岩渗透率降低。因此,在页岩气开采过程以及CO2强化页岩气开采过程需要考虑多因素耦合作用对页岩渗透率的影响。; 张道川周军平鲜学福姜永东刘国军; 关键词：页岩气渗透率有效应力孔隙压力

基于消噪处理岩石声发射信号到达时间的识别方法被引量：7: 2015年; 在岩石声发射源时差定位的研究中,信号到达时间是重要信息。岩石声发射信号复杂,含有大量脉冲干扰与随机噪声,到达时间可读性差。针对以上问题,首先对原始声发射信号进行中值滤波和奇异值分解,消除部分脉冲干扰与随机噪声;其次进行小波包分解软阈值消噪,保留信号的主要成分,提高信噪比,增强到达时间的可读性;最后结合信号与噪声的时间序列模型(AutoRegressive,AR模型),第1次计算赤池信息量准则的K值(Akaike Information Criterion,AIC(K)值),获得到达时间窗口,在该窗口内第2次计算AIC(K)值,实现了到达时间的自动识别,避免了在整个信号序列下计算AR模型的阶数与次数。; 鲜晓东袁双纪松林; 关键词：小波包分解信号消噪 AR模型

大同矿区坚硬顶板破断步距及变形规律研究被引量：17: 2016年; 以大同矿区某工作面坚硬顶板为研究对象,针对其难以垮落并伴有大小来压的现象,采用岩层控制关键层理论、Vlasov厚板理论及薄板理论,求得了近距离厚度差异较大坚硬岩层的破断步距,解释该工作面岩层垮落大小来压现象;通过3DEC数值模拟软件验证了理论计算结果,并得到煤壁支承压力峰值、覆岩裂隙随坚硬直接顶变形挠度的变化规律。结果表明:该工作面上层较厚坚硬顶板断裂步距大致为下层较薄坚硬顶板断裂步距的2倍,易形成大小来压;且坚硬直接顶变形所对应的支承压力峰值变化与裂隙分形维数变化具有阶段性,前者呈现出"前快,中慢,后稳"趋势,后者呈现出"前慢,后快"趋势,并且在坚硬直接顶每次破断时,裂隙分形维数的增加具有突变性。; 夏彬伟李晓龙卢义玉贾金龙; 关键词：坚硬顶板破断

微下拉法YAG晶体生长数值模拟被引量：1: 2016年; 对微下拉法生长YAG晶体进行包括感应加热在内的全局数值模拟,其耦合了感应加热、气体与熔体对流以及固液气三相的热输运,熔体对流同时考虑浮力与表面张力作用.为统一使用有限体积法离散控制方程,采用复函数法求解电磁场,与流函数法对比验证程序正确性.分析整个生长炉内的温度和流场(包括气体和熔体)分布,并针对固液交界面区域温度梯度较小的情况,改进后热器材料,为微下拉法晶体生长炉结构设计提供参考.; 屈菁菁曾忠乔龙丁雨憧付昌禄; 关键词：数值模拟

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