某大斜度井三开井段卡钻事故分析

在大斜度定向井和水平井的钻进过程中,岩屑颗粒极易下沉形成岩屑床,对后续钻进造成很大的困难。冀东油田某大斜度井在三开钻井中即因岩屑床过厚而发生卡钻事故,分析此次卡钻事故原因对类似钻井中避免卡钻事故具有重要的意义。本文基于岩屑床厚度评价模型在解决卡钻事故中有着广泛的应用,运用钻井液流体动力学建立了同心环空和偏心环空的岩屑床厚度理论模型,在此基础上对各参数进行了修正从而得到岩屑床厚度经验模型,并运用此模型对该井岩屑床厚度进行了计算,得出钻井液排量不够大和钻井液携岩性能不理想是导致此次卡钻事故的主要原因。针对事故原因,提出了优选钻井液排量、提高环空返速和合理选用钻井液流型及流变参数等解决方案,并介绍了该井的解卡过程。     

基于高压电脉冲破碎废弃电路板粒度分形特性

高压电脉冲技术在废弃电路板破碎方面的应用实际上是借鉴了其在矿物破碎方面的研究。材料的微观缺陷如微裂纹、微孔隙等分布及受载荷后的演化在一定标度范围内具有较好的统计自相似性,自相似性行为导致材料宏观破碎后所形成碎块的粒度分布具有分形特征。结合分形理论对废弃电路板高压电脉冲破碎后的产物粒度进行分形分布的分析,通过建立分布模型,对破碎产物实际筛下累积含量和用分布模型计算的分布含量进行线性拟合,分析结果表明线性拟合度较好,表明破碎产物具有粒度分形特性。建立分形维数与破碎条件函数间的关系,通过正交实验得出分形维数与破碎条件之间的关系。用破碎后块体的分形构造来考察材料破碎的形成过程,为研究废弃电路板的破碎特性提供了新思路。     

絮体破碎过程的仿真及试验分析

为深入探讨絮体成长特征及其结构改善途径,借助一种简化的破碎模式对絮体破碎过程进行计算机仿真,并将仿真结果用于分析不同水动力学条件下破碎后再形成时絮体粒度和结构的演变过程.结果表明,与远离质心的区域内颗粒重组相比,絮体致密性主要取决于其质心附近颗粒的空间分布;絮体破碎后生成粒度较小但结构较为致密的碎片,在适宜的水动力学条件下有利于颗粒进入其内部或者均匀地排列在其周围,实现质心附近颗粒的重组,进而改善絮体结构.此外,还建立了絮体分形生长模型,并对絮凝工艺的操作提出优化建议.     

上海市大气可吸入颗粒物的粒度分布分形特征

采用分形维数定量表征颗粒物的粒度分布的方法,计算2005年上海市大气可吸入颗粒物粒度分布的分形维数,分析不同采样点颗粒物粒度分布分形维数的变化与可吸入颗粒物粒度分布的关系,讨论采样时气象条件等因素对颗粒物粒度分布分形维数的影响;推导大气颗粒物的粒度分布分形维数与颗粒物表面吸附性能之间的关系,并结合部分金属元素的含量进行讨论.结果表明,上海市可吸入颗粒物粒度分布的分形维数在0.6506～2.9254之间,并且相对湿度较大,风力较小均会使颗粒物的粒度分布分形维数减小;粒度分布分形维数值越大,颗粒物中细颗粒物越多,粒度分布分形维数较好地表征了颗粒物的粒度整体分布.粒度分布分形维数和颗粒物比表面积等物理性能有直接关系,粒度分布分形维数值越大,细粒子所占的比表面积越多,对有毒有害污染物吸附更多.     

大口径钻探工程中和钻头有关的事故原因及对策

当前，由于国民经济建设的需要，大型桥梁、高层建筑物增多，大口径钻探工程迅猛发展。在大口径工程勘察施工过程中，钻井事故直接影响着工程进度、成本和质量。在工程实践中发现，钻井事故和钻头的设计、使用和管理有一定的关系，大力加强对大口径工程施工钻头的研制、使用和管理，了解施工中常见与钻头有关事故形成的原因，对于有效地防止施工工程事故的发生，有着重要的意义。1与钻头有关的事故原因1．1钻杆折断在钻井参数和方法选取适当的前提卜，常见钻杆折断主要是选用钻头种类不当、转数过大或给压过大所致。而转数过大，钻压过大导…     

聚合氯化铁-腐殖酸(PFC-HA)絮体的粒度和分形维数的动态变化

通过采集PFC-HA絮体的单个样品和拍摄它们的二维图像,研究了在不同混凝条件下絮体的粒度和分形维数的变化.结果表明,原水pH的下降滞后了PFC-HA絮体的出现.原水pH≥7.0时,随着投药量的增加,PFC-HA絮体的分形维数D2(lgA-lgdL)和D3(lgV1-lgdL)随之降低,表明絮体的结构越来越疏松;而原水pH=5.0时,PFC-HA絮体的分形维数存在波动.在PFC的最佳投药量时,水力条件的优化可以提高HA的去除效果,但随着原水pH的下降,HA去除效果的提高程度也随之减小.在最佳水力条件下,PFC-HA絮体的粒度为数百微米,其分形维数值较大,表明絮体的结构较为密实.此外,PFC-HA絮体的粒度分布具有(类)分形特征,最佳水力条件下正的D.值表明絮体的粒度分布趋向平稳.在整个混凝搅拌过程中,PFC-HA絮体的分形维数的变化是与混凝的溶液化学条件、搅拌时间和分形维数类型有关,其D2具有先上升后下降的趋势,这一过程中絮体结构先趋向密实,然后趋向疏松.而且慢速搅拌过程中絮体的尺度也是先增加后下降.     

渤中M构造碳酸盐岩储层评价方法及应用

从渤中M构造碳酸盐岩岩性分析入手,通过岩芯观察、镜下鉴定、测录井资料综合分析,从井场碳酸盐岩含量测定和XRF元素录井与碳酸盐岩岩性的响应关系,建立了录井敏感参数的岩性评价方法。从钻头破岩做功和岩石力学分析着手,评价机械比能模型、功交汇模型和测录井评价模型指示碳酸盐岩储层的发育程度。渤中M构造碳酸盐岩储层实际评价结果与地层测试结论相吻合,具有较好的应用效果。     

两种土壤粒径分形模型的对比研究

本文从两种土壤粒径分布分形模型的推导入手,分析得出的土颗粒质量-粒径分布分形模型(模型二)仅是在土颗粒密度相同的假定条件下对土颗粒数量-粒径分布分形模型(模型一)的近似替代,并以某滑坡滑带土为例,分别运用这两种模型对该滑带土样进行粒度分形特征的试验研究,结果表明:由模型二计算的粒径分布分维数和相关系数均比模型一的小,其误差产生的原因是土颗粒密度由于矿物成分的不同而存在差异;但是模型二的计算结果可以较好地反映试样的分形特征,其原因是各粒组的各种矿物的相对含量相差不大,土颗粒的平均密度近似相等,假定条件适应性较好。     

活性污泥絮体粒径分布与分形维数的影响因素

絮体粒径分布和分形维数是活性污泥的重要参数.应用激光粒度仪测量了好氧活性污泥絮体在絮凝过程的粒径分布,研究了速度梯度、VSS/SS、EPS含量及Zeta电位对絮体粒径分布的影响.结果表明,絮体平均粒径与速度梯度显著负相关(R2>0.80),与Kolmogorov尺度数量级基本相当,其间差异性与污泥VSS/SS、絮体强度等有关;相同的速度梯度下,絮体平均粒径与VSS/SS或EPS含量显著正相关(R2>0.85),与Zeta电位负相关.有机质和EPS在活性污泥絮凝中作用明显,会增强絮体强度,提升絮凝效果;EPS中蛋白质比多糖对絮凝的促进作用更明显.基于显微图像分析方法,得到了好氧活性污泥絮体二维分形维数为1.28~1.72,三维分形维数为1.70~2.69.絮体分形维数随VSS/SS或EPS含量的增加而减小;对于相同的活性污泥,絮体三维分形维数随粒径增大而减小,符合幂函数关系式.     

页岩气开采钻井固体废物的污染特性

选取重庆某地区3个页岩气田作为研究对象,研究了5个钻井平台页岩气开采过程中废水基和油基钻井岩屑中重金属、多环芳烃（PAHs）和石油烃的污染特性.结果表明,两类钻井岩屑中Ba元素平均含量明显高于其他重金属,废水基钻井岩屑的重金属以Zn、Ba、Cr、Ni、Cu、Pb为主,废油基钻井岩屑中的重金属以Ni、Cu、Zn、Pb、Ba、As、Cr为主且Ni、Cu、Zn、Pb平均含量超过《危险废物鉴别标准毒性物质含量鉴别》（GB5085.6-2007）标准限值.废水基和油基钻井岩屑中PAHs的范围分别为1.74~14.8mg/kg和302~595mg/kg,均未超过GB5085.6-2007标准限值.废油基钻井岩屑石油烃含量为112~213g/kg,远超GB5085.6-2007标准限值.同时,废水基和油基钻井岩屑中BaP超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618-2018）标准限值;废油基钻井岩屑中部分PAHs（BaP、BbF、BkF、DahA）浓度超过《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB36600-2018）中筛选值,岩屑中石油烃含量远超管制值.     

贮存钻井岩屑危害性分析及处理工程实践

石油开采过程产生的钻井岩屑在贮存池暂存形成贮存钻井岩屑,会导致体系更加复杂,处理难度增大。以长时间贮存岩屑处理项目为依托,分析贮存钻井岩屑的来源、危害以及长期贮存后石油烃组分的变化,结合岩屑性质设计1套以"破胶+絮凝+分离"为核心的固液分离预处理工艺和水回用处理工艺,并进行工程实施。结果表明:长期贮存后,岩屑总石油烃中C29—C36组分的比例显著提高;固液分离预处理工艺对贮存岩屑的含油量去除率可达75%以上,处理后的岩屑含油率降低至5%以下,满足后续生物处理要求;固液分离产生的废水经过处理后,ρ(石油类)<10 mg/L,ρ(COD)<100 mg/L,ρ(TN)<10 mg/L,ρ(TSS)<100 mg/L,满足预处理回用水的要求;整套处理工艺能够稳定运行。针对该工程项目实施过程中存在的一些实际问题提出解决方案。工程项目的成功实施可以为贮存钻井岩屑处理提供借鉴和参考。     

水混凝沉淀过程中矾花形成的分形模型

引入分形几何学中的有限制的区域扩散凝聚模型 ,建立了水混凝沉淀过程中矾花生成的分形模型 ,该模型首次将矾花的生成过程定量化描述     

引入分形维数的混凝动力学方程数值求解

运用Smoluchowskj基本原理,建立了引入絮凝体分形维数的混凝动力学模型.该模型在絮凝过程中考虑了不同时刻形成的絮凝体中引入的初始颗粒数目和空隙率,并以此来推求不同时刻形成的絮凝体所对应的分形维数.采用有限差分法对建立的混凝动力学模型进行了数值计算.结果表明,初始颗粒的结构特征和碰撞效率是影响絮凝体粒径分布的主要因素.初始颗粒的分形维数和碰撞效率越大,絮凝体粒径分布越宽泛,大尺寸的颗粒所占的份额越多.同时计算结果表明,絮凝体的分形维数有随其粒径增大而逐渐降低的趋势,其原因是絮凝体的成长粒径与絮凝体中所包含的初始颗粒增长速度不成比例.以腐殖酸为混凝对象,采用硫酸铝作为混凝剂进行混凝实验,并以其初始絮凝条件作为数值计算初始条件,研究表明数值计算分析结果和模拟结果吻合较好.     

电选法回收废印刷线路板中金属Cu的研究

采用破碎机和高压电选机对废印刷线路板中金属Cu进行回收.结果表明,破碎产物粒度<0.9mm时金属的单体解离度较高,可以作为分选的原料.物料在电选过程中的动力学分析表明,影响电选效果的主要因素为电极电压、滚筒转速、电晕电极距及物料粒度.经正交实验优化影响参数后,-0.9+0.074mm粒级的破碎产物一次电选所得精料中Cu的富集情况较好,Cu品位由32.0%富集到63.6%,回收率为78.7%.     

废弃电路板湿法破碎与分选回收金属研究

为了有效破碎废弃印刷电路板,解决冲击破碎过程中气味和粉尘的二次污染问题,采用以水为介质的湿法冲击式破碎机对废弃电路板进行破碎实验研究。破碎后废弃电路板颗粒的粒度分布是以-1+0.5mm和-0.074mm粒度区间的双峰为特征的。根据电路板金属和非金属选择性分布的特性,建立了电路板破碎产物粒度分布的双峰分布函数,应用Origin7.0软件对破碎产物的双峰分布函数进行非线性拟合,相关系数R2均大于0.999,且残差E值较小。采用变径水介质分选床对破碎至-1mm粒级的废弃电路板物料进行了金属回收的实验研究,结果表明,在水流量5.5m3/h,给料速率250g/min,倾斜度为35°条件下,可获得93.92%的综合效率和93.73%的回收率。论文提出了废弃电路板"湿法冲击破碎+分级+变径分选"回收金属的创新性工艺。     

钻井废弃泥浆随钻处理技术应用

介绍了钻井废弃泥浆随钻（边钻边处理）处理技术应用的过程及效果。现场应用情况表明,钻井废弃泥浆随钻处理技术是一种科学有效的钻井废液处理技术,在钻井工程施工过程中可以减少临时土地占用、减少土壤污染、保护环境。     

絮凝体形态学和密度的探讨——Ⅰ.从絮凝体分形构造谈起

常规混凝操作条件下形成的随机型絮凝体具有分形的特征，其分形维数Ｄｆ和絮凝体密度函数ｐｅ∝ｄｐ－Ｋｐ的指数Ｋｐ之间具有Ｄｆ＝３－Ｋｐ的关系。通过建立分布成长絮凝体模型，讨论了在絮凝过程中逐次导入颗粒间的空隙率对絮凝体密度和的影响。模型参数的分析结果进上步证明了分布成长的絮凝体是一个典型的分形，其分形，其分形维数取决于颗粒间空隙比ε和颗粒结合个数ｍ，降低ε或提高ｍ均有利于提高Ｄｆ，使絮凝体由松散同致密     

岩石蠕变效应颗粒流模拟中弹簧与黏壶参数对形特征的影响

为研究岩石蠕变效应颗粒流数值模拟中岩石蠕变参数的取值方法,基于颗粒流理论,采用平面颗粒流程序(PFC~(2D))以及由Maxwell模型和Kelvin模型串联而成的Burgers模型,开展了岩石试样在单轴压缩状态下蠕变模拟试验,采用控制变量法研究了Burgers模型中弹簧的弹性模量(E_m、E_k)、黏壶的黏度系数(η_m、η_k)和摩擦因数(f)对岩石蠕变特性的影响。试验结果表明:Maxwell模型中黏壶的黏度系数η_m对岩石试样蠕变过程的影响不显著;η_k、E_m、E_k和f主要影响岩石试样的瞬时蠕变值和初始蠕变阶段的蠕变速率。     

非饱和土壤水分水平运动分形Richards模型的实验验证和分析

合适的数学模型在探究非饱和土壤水分运动规律的中起着极其重要的作用。基于水平土柱非饱和土壤中水分运动实验,利用实验中观测到的非Boltzmann尺度律现象,对影响非Boltzmann尺度律参数大小的因素进行分析整理。在扩散系数与含水率呈指数函数关系条件下,采用分形导数Richards模型(FRE)对水平土柱非饱和土壤水分运动实验中含水率的空间分布及含水率穿透曲线结果进行模拟。结果表明:土壤颗粒级配不均性、较高的实验水头等会增大非Boltzmann尺度律参数;无论非Boltzmann尺度律参数>0. 5还是<0. 5,分形导数Richards模型的拟合效果均优于经典Richards模型(CRE)。因此,分形导数Richards模型对水分运动规律的描述是有效的,可以为非饱和土壤中水分运动模拟提供模型参考。     

易斜地层钻孔倾斜规律研究

随着资源勘探开发的进一步深入,钻井工程中井斜给工程带来了一系列危害,井斜规律和防斜降斜技术的研究也越来越引起人们的重视。本文全面分析了影响易斜地层钻孔倾斜的地层因素,主要包括地层倾角、各向异性地层、岩性交替变化地层、断层,并结合湖北某米黄玉矿的勘探实例,分析和验证了易斜地层钻进中客观存在的"车轮效应",即钻头在不均质匀层状地层中钻进时,由于钻头两侧岩石的岩性和抗压强度不同,导致钻头沿地层走向方向偏移,使得钻井轨迹的方位角产生变化。该研究对类似条件的钻井勘察有一定的借鉴意义。