半自磨机衬板螺栓断裂的解决方案

阐述了矿用半自磨机出料端衬板的基本结构,利用有限元仿真软件分析了现有半自磨机出料端衬板紧固螺栓断裂的原因。提出了一种改进后的衬板紧固螺栓结构,优化了紧固螺栓的预紧力矩以及紧固顺序,有效解决了半自磨机出料端衬板螺栓断裂的问题,极大地提高了磨机运行的安全性以及生产效率。     

φ3×11m磨机中空轴联接螺栓的断裂原因分析

针对球磨机运转时中空轴联接螺栓常发生断裂的实际问题,根据线弹性理论,对Φ3×11m磨机的中空轴联接螺栓进行力学分析,研究其应力分布规律,研究表明:联接螺栓在循环的交变应力作用下,强度明显不足,必然会引起断裂。研究结果为改进螺栓提供了理论基础和可靠的依据。     

一种球磨机筒体衬板螺栓断裂的原因分析

某矿山球磨机自运转以来筒体衬板螺栓频繁大量断裂,造成的停产时间约占该设备总故障停产时间的97%,严重影响了设备的连续作业,造成了巨大的经济损失。通过对该问题进行专项攻关,以及详细的调查和分析,最终确定是因角衬板材料选用不当致使衬板螺栓受力条件恶劣而发生断裂。将角衬板材质由橡胶改为合金钢后,螺栓断裂的问题得到了解决。     

φ3X11m磨机中空轴联接螺栓的断裂原因分析

针对球磨机运转时中空轴联接螺栓常发生断裂的实际问题,根据线弹性理论,对Φ3×11m磨机的中空轴联接螺栓进行力学分析,研究其应力分布规律,研究表明:联接螺栓在循环的交变应力作用下,强度明显不足,必然会引起断裂。研究结果为改进螺栓提供了理论基础和可靠的依据。     

螺栓法兰连接结构的失效分析及优化设计

针对某种管路螺栓法兰连接结构在实际装配过程中出现的螺栓断裂故障,通过有限元仿真分析及试验,说明了活套环设计刚度不足是导致螺栓断裂的主要原因。为此提出了3种提高活套环刚度的优化设计方案,并对其中增加活套环厚度的方案进行了有限元仿真分析和试验研究,证明增加活套环厚度可有效增加其刚度及螺栓的承载能力,并提高连接结构的可靠性。试验结果表明,改进后连接结构的断裂拧紧力矩比原结构提高了38%,可较好地满足使用要求。     

发电厂机组螺栓断裂失效分析

发电厂机组螺栓在检修时发生断裂,因此对螺栓断裂原因进行了分析。结果表明,断裂的螺栓组织粗大不均,硫产生偏聚,螺栓材料严重脆化,不足以承受施加的载荷,而且外部载荷存在偏载,从而导致完全脆性断裂。     

总成件检修过程中螺栓联接的拆卸及断丝处理

<正>在日常采运排等大型矿山设备的总成件检修过程中,螺栓联接是一种常见的联接形式,受设备长期运行及其所处工况的影响。在总成件进行拆卸或分解的检修过程中,常见螺栓失效的主要形式为生锈和螺栓断裂,而螺栓生锈也是导致螺栓断裂的主要原因之一。针对不同的断裂形式,分析其发生的原因,避免螺栓断裂。在生产检修过程中,如何有效取出螺     

12.9级高强度螺栓断裂失效分析

12.9级高强度车用减速器35CrMo钢螺栓发生早期断裂失效.通过对其宏观观察、微观断口分析、金相组织、硬度测试及成分分析等,对螺栓断裂原因进行分析,找出其失效之根本原因,并提出解决方案.研究结果表明:螺栓的失效原因是在其使用前期就存在微裂纹,造成应力集中,在一定应力作用下使微裂纹继续开裂长大,最终断裂;螺栓断口具有氢脆断裂的典型特征,说明螺栓发生了氢脆延迟断裂.     

格子磨大齿圈对口螺栓易断的解决方法

我公司5台格子磨大齿圈的对口螺栓经常在运行中发生断裂，致使磨机停车更换对口螺栓。如果操作工发现不及时就会发生损坏齿轮的设备事故。我们采用改进大齿圈对口接触面积和对螺栓加热紧固的方法解决了问题。     

超高压螺栓断裂机理与预防的研究

阐述了超高压螺栓断裂过程及腐蚀机理,分析了应力腐蚀损伤对高强度材料的危害,得出螺栓是在裂缝腐蚀效应与应力集中的相互作用下而断裂,并对如何预防超高压螺栓断裂提出了具体有效的措施。     

瓦斯压力作用下煤岩裂纹扩展机理研究

瓦斯压力作用下煤岩裂纹扩展是煤与瓦斯突出的必经环节。利用断裂力学方法对裂纹扩展机理进行了研究,首先给出了裂纹内作用有瓦斯压力时裂纹表面的正应力和剪应力表达式,然后分拉剪破坏和压剪破坏两种情况分析了裂纹扩展方向、临界瓦斯压力与侧压系数之间的关系。研究表明,对于拉剪裂纹,裂纹方向与最大主应力方向一致时最易扩展;对于压剪裂纹,压剪参数与摩擦系数的差值决定裂纹的扩展方向。     

潘庄煤层气区块3号煤层压裂裂缝延展特征

压裂裂缝延展特征对煤层气开发效果具有重要影响,是压裂方案设计及优化、井网布置和井间距确定等的重要参数。文章以潘庄煤层气区块为工程背景,对区块3号煤层压裂裂缝延展特征进行了研究。结果表明,受水平主应力控制,裂缝以水平裂缝为主,垂直裂缝次之,裂缝延展优势方位为NNE13~NE58°。裂缝总长度131.5~192.6 m,平均153.4 m;裂缝高度16.7~29.2 m,平均21.5 m。压裂液总量及排量对裂缝总长具有重要控制作用,具有显著的线性正相关性,同时,压裂裂缝延展特征受多地质要素、储层物性、物理力学特性等控制,导致煤层气井在压裂规模相当的情况下,压裂裂缝长度、高度和延展方位具有一定分异现象。     

立井井壁的破裂因素位置时间的定性研究

文章通过对立井井壁破裂现象及破裂原因的深入分析，找出了与破裂现象相吻合的井壁破裂因素（温度），对长期以来理论界认为的“表土沉降是井壁破裂的决定因素”的观点进行了较有说服力的反驳，这是更好的寻求防止井壁破裂的及预测井壁破裂的时间提供了理论基础，也为井壁设计提供了理论上的依据。     

致密砂岩Ⅰ型断裂行为的温度效应研究

致密砂岩裂缝复杂程度对于提升致密气储层压裂改造效率、增大资源动用程度具有实际意义。本文利用三点弯曲加载手段结合SEM分析对致密砂岩半圆弯曲(SCB)试样在室温、液氮低温条件下的力学特性、断裂行为、断裂路径规律及断裂能特征进行表征,讨论液氮低温作用下的致密砂岩预裂机制。研究结果表明:①液氮低温处理后致密砂岩试样断裂荷载、断裂韧度较室温状态均明显降低,而层理平行加载方位试样上参数略有增大,推测与液氮低温对层理面增强有关;②液氮低温处理后试样裂缝扩展路径复杂度提升,裂缝条数增多并出现裂缝分叉汇聚等现象,液氮预裂对致密砂岩断裂复杂度提升效果显著;③液氮预裂后致密砂岩断裂能显著降低,最大降幅达46.98 %;④室温下致密砂岩断裂路径主要沿矿物晶界发展,形成沿晶裂缝,岩石改造程度低;液氮低温处理后砂岩试样以沿晶断裂、穿晶断裂及颗粒断裂形成复杂裂缝形式,促进了穿晶裂缝与复杂缝网形成。综上,致密砂岩储层压裂中低温预处理能有效降低储层破裂压力,实现裂缝端部岩石韧-脆转换,提升压裂裂缝复杂程度。     

裂隙数量和开度对低强度岩体力学特性及破坏模式的影响

采用MTS815电液伺服控制试验机对不同裂隙数量和不同裂隙开度条件下的低强度岩体试件进行常规单轴压缩试验,基于试验结果,详细分析了每种类型裂隙试件的应力-应变曲线、强度、变形参数及破坏模式。研究结果表明:① 裂隙数量可使试件应力-应变曲线的峰后破坏阶段由快速下跌转变为台阶式下跌,最后变为水平延伸式缓慢下跌,呈近似塑性流动变形破坏,相对而言裂隙开度对试件应力-应变曲线的影响则非常小;② 受结构效应的影响,试件峰值强度只在水平和倾斜裂隙条件下才随裂隙数量的增加呈明显减小趋势,而裂隙开度对试件峰值强度的影响较小,且存在最弱影响开度值;③ 裂隙数量对不同裂隙倾角条件下试件的变形特征均有较大影响,而裂隙开度只对倾斜裂隙试件的变形特征影响较为明显;④ 裂隙数量对倾斜和垂直裂隙试件破坏模式的影响要比水平裂隙试件的明显,但影响规律不明确。裂隙开度可以完全改变垂直裂隙试件的破坏模式,使其由纯拉伸破坏向单一剪切破坏转变,但对水平和倾斜裂隙试件的破坏模式基本没有什么影响。     

基于细观特征分析的单节理岩石破裂机理研究

为揭示不同节理方位对岩石破裂机理的影响,利用PFC软件模拟岩石裂纹孕育、发展和贯通过程中产生的大量声发射数据,基于矩张量理论、P-T图法和T-k图法研究了岩石破裂各阶段中声发射事件的空间位置、破裂方位、破裂类型、应力状态、矩震级等破裂参数及其演变规律。试验结果表明:1)岩石破裂方位受加载方向和节理方位影响,当节理方位与加载方向呈一定夹角时,主压应力分量逐渐分布在与节理方位对应的P-T图位置附近。2)线性张拉破裂所占比例随节理角度的增大而减小,线性剪切破裂、混合破裂和双力偶剪切破裂所占比例随节理角度的增大而增大。3)张拉破裂主要分布于节理面上,其矩震级(能量)较小;剪切破裂和混合破裂主要分布于节理面与临空面的交线上,其矩震级较大。运用矩张量理论、P-T图法和T-k图法可有效掌握岩石破裂机理及其宏观演变规律,可为分析岩体稳定性及其发展趋势提供一种新的技术手段,是传统分析方法的有效补充。     

煤系“三气”共采产层组压裂裂缝扩展物模试验研究

硬脆性砂岩、页岩储层与塑性的煤层组合开发时,层间应力差、岩性差异、界面性质等因素会对水力裂缝扩展产生较大影响,复合储层人工裂缝扩展规律存在认识不清的难点,给储层改造方案的合理设计带来了难度。基于此,选取鄂尔多斯盆地东缘临兴地区天然露头岩石进行不同岩性组合,开展室内大尺寸真三轴水力压裂物理模拟试验,研究不同地应力差、弹性模量差异、煤岩割理等参数对水力裂缝起裂及扩展的影响。结果表明:水力裂缝起裂方向受地应力条件及近井筒天然弱面共同控制;当应力差在4~6 MPa时,既能保证裂缝穿透界面,又能保证高效沟通煤岩中天然弱面形成网络裂缝;层间弹性模量差异越大,缝内流体压力越高,穿透界面时释放的压力脉冲有助于激活煤岩中的微裂缝形成复杂的裂缝网络。水力裂缝在煤岩中的扩展路径受割理影响较大,易发生转向或者分叉扩展;水力裂缝穿透界面时压裂曲线存在明显的2次憋压,沟通煤岩割理过程中压裂曲线上下波动明显。研究复合储层水力裂缝起裂及扩展规律可为油田现场预测裂缝形态以及优化泵注程序提供参考。     

压裂过程中储层压力场变化对水力裂缝扩展的影响

非常规油气资源开发过程中,通过水力压裂形成复杂裂缝网络是实现高效开发的关键技术之一,压裂过程中储层压力场的变化对裂缝扩展具有重要影响。本文基于扩展有限元理论,建立耦合损伤-滤失-应力的水力压裂裂缝动态扩展模型,研究储层压力分布对同步压裂和顺序压裂过程中裂缝动态扩展、起裂压力和延伸压力影响,对比了不同储层压力增量条件下水力裂缝偏转程度和压力变化情况。研究结果表明:(1)压裂液滤失诱发的局部孔隙压力增加会引起储层压力场发生变化,使得水力裂缝在延伸过程中的偏转程度增加,同时水力裂缝的延伸压力和起裂压力也会增加,算例显示裂缝的起裂压力和延伸压力将分别增加27.49%和27.58%;(2)对比同步压裂和顺序压裂下裂缝扩展动态,发现采用顺序压裂时裂缝偏转程度更大,且裂缝延伸压力更高。研究成果可为致密砂岩储层的有效开发提供理论依据和技术支持。     

不同原生裂缝壁面特征对煤储层压裂造缝影响的对比分析

为了准确认识原生裂缝壁面特征对煤储层水力压裂效果的影响,基于对沁水盆地南部8口煤层气井附近原生裂缝壁面特征以及其压裂效果的解剖观测,对2口典型煤层气井F1和F2附近的原生裂缝壁面特征进行了观测和对比:F1原生裂缝壁面相对曲折、粗糙以及次级裂缝发育,F2则反之。对2口煤层气压裂井开挖解剖发现:煤储层压裂裂缝形态比压裂理论模型推算值及地面监测值更为短而宽;原生裂缝壁面特征对水力压裂效果具有重要影响。研究结果表明:煤储层特有的原生裂缝壁面特征是造成实际的压裂裂缝更为短而宽的重要因素;不同的原生裂缝壁面特征通过影响压裂过程中流体压力降低梯度进而影响最终压裂效果。     

基本顶板结构初次破断与全区域反弹时空关系

为了研究基本顶初次破断与全区域反弹压缩场的时空关系,建立弹性基础边界基本顶板结构初次破断扰动力学模型,基于有限差分理论与主弯矩破断准则计算研究了基本顶板结构初次破断时全区域反弹压缩场的基本形态特征以及基本顶破断长度、破断发展过程及破断程度对全区域反弹压缩场的影响。结果如下:①基本顶深入煤体断裂时,在破断线外侧依次产生"半椭圆形反弹I区"、"椭环形压缩区"、"椭环形反弹II区"及"椭环形压缩区";②断裂线前侧反弹I区中部位置的反弹量最大,断裂线的两端部为压缩区;③首次断长与二次断长均较小时,破断线外围依次为"M形反弹I区"、"椭环形压缩区"及"椭环形反弹II区";首次断长与二次断长均较大时,断裂线外围依次为"M形反弹I区"、"环8字形压缩区"及"环8字形反弹II区";④基本顶破断程度越大,反弹量越大,而反弹压缩的分区特征与破断程度无关;⑤反弹II区包围了"悬顶区"且贯穿两巷及邻侧巷道区,反弹II区的内、外边界线的垂距基本相等,所以基本顶深入煤体破断时可在邻侧巷道及两巷区监测到反弹压缩信息。采用特制高精度位移传感器实验与工程实践验证了结论的合理性。形成预警基本顶大面积初次破断的"一同时与两滞后"原理及"两区域与两指标"监测位置及方法。