煤壁防渗堵漏材料及其性能研究

为了从煤壁外部入手,解决瓦斯抽取率以及瓦斯浓度低的问题,防止外部空气通过煤壁孔隙、裂隙混入瓦斯,提高瓦斯的浓度,提出了一种方法:即向煤壁喷涂一种溶液材料并形成厚度均匀且致密的薄膜,用来封堵煤层表面的裂隙,使煤层表面的渗透系数大幅度降低,从而加快瓦斯抽采并获得更高浓度的瓦斯。通过筛选比对各种可能的材料,参照实验目的需求,选取了丙烯酸硅改性聚合物防水涂料和JS09聚合物防水涂料,研究了这2种材料喷涂成膜以后的气密性、强度、延展性等性能。结果表明:丙烯酸硅改性聚合物防水涂料初步满足要求,可作为进一步实验的备选材料。     

新型PD材料在赵庄煤业瓦斯抽采中的应用

 钻孔密封一直是制约瓦斯抽采的难题，经历了水泥砂浆，常规聚氨酯到无极材料的过程。PD材料是在现有材料的基础上，分析了封孔的工艺，开发出的新型密封材料，既有水泥砂浆的可渗透性、致密性，又具备聚氨酯材料的膨胀性，较好的解决了当前瓦斯抽采中难题。现场实验发现，水泥材料、聚氨酯材料在封孔的开始阶段有不错的效果，但是抗衰减性较差。尤其在15天后，浓度大幅下降。另外，研究也指出，现场封孔时，可根据具体的施工要求选择不同的材料，当用于短期的临时封孔可采用聚氨酯材料，当用于长期的抽采，建议采用PD材料。     

极薄保护层钻采数值模拟和相似材料模拟试验研究及应用

本文采用数值模拟、相似材料模拟试验等方法研究极薄下保护层钻采上覆煤层应力和变形规律,并与崔庙煤矿现场工业试验结论进行对比,验证了数值模拟与相似材料试验的正确性,其可以为极薄煤层首次开采保护层现场应用提供设计指导。     

膨胀堵漏材料及堵漏工艺研究进展

在新一轮战略找矿行动中,为了更好地完成大量的钻探工作,减少冲洗液的漏失,降低钻探施工成本,应加强膨胀堵漏材料的研究和应用。本文综述了吸水膨胀材料、吸油膨胀材料、形状记忆形变堵漏材料的合成方法;为适应钻孔堵漏的需求,提高膨胀材料的强度、抗盐性以及延迟膨胀技术;采用膨胀堵漏材料进行堵漏时的施工工艺。为膨胀堵漏材料的推广应用提供指导。     

堵漏材料研究的进展

介绍了各种堵漏材料的堵漏机理,并对国内外堵漏材料研究的进展进行了综合评述,同时结合当前堵漏材料的优缺点,提出了新型智能堵漏材料的模型.     

抽采钻孔注浆阻隔堵漏提浓技术研究

为解决瓦斯抽采钻孔孔口漏气、钻孔交叉串孔等原因造成的瓦斯抽采效果差,严重制约本煤层瓦斯抽采达标的问题,文章分析了造成钻孔抽采瓦斯浓度低的原因,同时基于抽采钻孔漏气机理,提出采用小直径钻孔注浆阻隔堵漏技术对漏气钻孔进行封堵。现场试验结果表明：多数原低浓钻孔经处理后瓦斯抽采浓度显著提升,对缩短工作面抽采达标时间,缓解矿井掘-采-抽衔接,工作面安全高效回采具有重要的现场指导意义。     

液体高膨胀材料充填堵漏试验应用

介绍了钻探施工中,利用膨胀材料充填、堵漏的新工艺,其具有经济、高效、安全的特点.     

瓦斯抽采钻孔新型封孔工艺试验研究

为保证瓦斯抽采效果,根据伯方煤矿3^#煤层瓦斯抽采浓度较低的现状,研究膨胀水泥+相变凝胶的新型封孔工艺,改进钻孔封堵方式。根据试验相变凝胶凝胶时间较长,且凝胶点可控,固结后其黏度大于30万MPa·s,起到很好的固结封孔作用。实践表明：相比于传统封孔注浆工艺,新型封孔方式在单位时间内单孔瓦斯抽采浓度提高2倍,瓦斯抽采纯量提高1.5倍,瓦斯抽采效果明显提高。     

新型复合封孔材料的研制及应用

利用煤岩钻屑为原料,配以黏结剂、促凝剂、膨胀剂制备1种复合封孔材料,并采用4因素3水平正交实验的方法共设计了9组不同配比的实验组合,以流动度、抗压强度和膨胀率为指标对材料不同组分之间的相互影响机制进行研究,最终得到了复合封孔材料的最优配比,并利用电镜扫描的方法分析复合材料与煤壁结合情况。在夏店煤矿开展现场试验,结果表明:相对于矿方原有水泥砂浆封孔材料方式,采用复合封孔材料进行封孔能够显著提高钻孔瓦斯抽采效果,钻孔平均瓦斯浓度由原来的22.2%提高至36.5%,达到了瓦斯利用的标准。     

运煤车堵漏材料性能分析

介绍一种新型的运煤车厢堵漏材料,对该堵漏材料的原理和特点进行分析说明,并对起性能进行分析评价.该堵漏材料通过了工业试验,结果表明对节约能源、减少铁路沿线粉尘污染及提高企业经济效益具有重要意义.     

水射流卸压增透堵孔诱因及解堵新方法

在松软煤层中采用水射流割缝、水力冲孔强化瓦斯抽采时,经常出现堵孔、抱钻等现象。为解决此问题,提出破煤、清淤及排渣一体化方法及装置。通过水压控制流道方向,使高压水破煤卸压或清淤排渣。在分析堵孔、抱钻原因关键因素的基础上,基于连续介质模型,对钻孔内钻杆进行受力分析,研究抱钻力学机制,得出了发生抱钻时,钻机扭矩与堵孔长度、钻孔参数的力学关系式。在分析钻孔内水射流流场的基础上,研究了射流清淤排渣临界参数,得出清淤喷嘴临界安装位置;并研制出破煤、清淤及排渣一体化装置和工艺。现场试验应用结果表明该方法能有效消除水射流卸压增透过程中出现的堵孔、抱钻现象。     

可控式大裂缝堵漏工具研制及应用

在钻井过程中出现的大裂缝或小型溶洞漏失,这些恶性漏失采用堵漏材料难以见效,利用可控式堵漏工具进行封堵是一种行之有效的堵漏手段。针对这类恶性漏失,我们设计了一种可以容易操控并能够准确将拦截袋和不同类型堵漏材料送到钻孔内漏失位置的堵漏工具。该工具能有效避免堵漏材料被水稀释或者被水流冲走,在漏失位置能形成有效封堵,从而实现对大裂缝的堵漏。     

弹性体型胶粘材料在大庆油田裂缝性漏失中的应用研究

针对大庆油田深部裂缝性地层漏失严重、桥塞堵漏材料堵漏效果不佳的问题,引入了弹性体型胶粘材料,与桥塞堵漏材料复配,形成了热塑性复合堵漏技术,室内实验表明该技术可抗温160℃,承压5 MPa,封堵4 mm内裂缝。在大庆油田25口深井中进行了现场试验和应用,现场数据表明热塑性复合堵漏技术较桥塞堵漏技术堵漏效果更佳,堵漏成功率100%,承压7.5 MPa,未发生由于恶性漏失导致提前完钻的情况。     

新型凝胶泡沫材料阻化性能实验研究

为研究新型凝胶泡沫对煤体阻化作用的效能与影响,基于程序升温实验,对凝胶泡沫处理前后的不同粒径煤样组进行实验,分析煤样升温过程中的耗氧速率、CO与CH₄气体体积分数及其产生率,以及凝胶泡沫对煤样的阻化率。研究结果表明：煤的粒径不同,其耗氧速率也不同,经新型凝胶泡沫处理煤样的CO、CH₄气体的体积分数及其产生率均明显低于未经处理的煤样;在100 ℃时,粒径小于0.9 mm煤样的阻化率为59.23%,粒径3~5 mm煤样的阻化率为61.69%,粒径6~10 mm煤样的阻化率为65.63%,各粒径煤样受凝胶泡沫的阻化影响顺序为大粒径> 中粒径> 小粒径;新型凝胶泡沫材料能有效延缓煤的氧化过程、抑制煤氧复合反应、延迟煤体蓄热进程,对防治煤自燃具有十分积极的作用。     

新型矿用无机固化泡沫防灭火材料性能研究

矿井采空区煤自燃引起的火灾直接威胁着我国煤矿的安全开采和高效生产,而封堵采空区漏风通道是防治采空区煤自燃最有效的方法。探讨了无机发泡固化膏体充填材料组分速凝剂、发泡剂对其强度的影响,分析了增强剂的作用机理。结果表明:新型矿用无机固化泡沫材料的凝固速度与速凝剂的含量成正比;发泡倍数为10的充填材料连续固化7 d的抗压强度在1.7MPa以上;材料中存在的大量气泡形成无数均匀的缺陷,且增强剂使膏体浆液中的铝氧成分大规模快速地与水泥成分发生反应生成优良的水化矿物钙矾石,使材料受力时其总体结构不变化,中部不会产生裂隙而有效封堵火区裂隙,隔绝氧气。     

富水砂卵石层堵漏凝胶的研制及其机理

针对富水砂卵石层地下连续墙施工过程中槽壁发生垮塌,而常规堵漏材料（如水泥）并不十分适用的问题,通过单因素试验分析了成胶剂（阴离子聚丙烯酰胺）、交联剂（铬交联剂）、增强剂和粘土对浅层堵漏聚合物凝胶性能（成胶时间、粘度、强度、稳定性）的影响,并利用正交试验得到了最终的优化配方,同时分析了该凝胶材料的形成机理。结果表明：增强剂能够在凝胶内串联成胶剂,进一步增强凝胶强度和稳定性;而粘土同样能够缩短交联时间、增强凝胶体强度,但粘土不利于浆液的稳定性,稍微过量便导致浆液分层。最终的优化配方为：15%铬交联剂+5%成胶剂+8%增强剂+7.5%粘土,测试其性能能够满足地下连续墙浅层堵漏的要求。     

山西腰站矿区zk4403孔堵漏方法应用

山西腰站矿区地层破碎,钻进中钻井液漏失严重.本文首先分析了漏失原因,在采取惰性材料架桥堵漏、水泥堵漏方法达不到堵漏效果的时,采取有机凝胶快速堵漏方法取得了一定的成效,在钻孔施工中多次使用,降低了施工成本,保证了成孔质量.     

HTD-3型高温堵漏材料研制及性能评价

深海钻探往往伴随着高温、高压,对钻井用堵漏材料提出了新的要求。首先通过对颗粒状、纤维状和片状堵漏材料的耐高温筛选,制作了HTD-3型高温堵漏材料。然后使用DL-3A型高温堵漏评价仪器对该堵漏材料的抗温、承压和封堵性能进行了测试,利用SEM电镜扫描对堵漏材料架桥情况进行了观察和分析,最后以5%梯度浓度进行了配伍性实验。测试结果表明,HTD-3型高温堵漏材料除对钻井液密度影响稍大外,对钻井液其他基本性能影响较小,在该材料中,不同级配的颗粒状材料完成了架桥,纤维状和片状材料完成了充填,形成了强度较高的封堵墙。通过实验证明:HTD-3型高温堵漏材料不仅有着较好的抗温、承压能力,还有较好的封堵效果。HTD-3型高温堵漏材料的研制为未来深海钻探堵漏提供了一种可行的选择。     

YL型有机缓凝剂的制备及其应用

油气井漏失是钻井中常见的问题,解决这种问题最常见的方法是利用水泥进行封堵。然而,普通水泥自重大易导致堵漏失败,低密度水泥由此在堵漏中得到了快速推广。应用中认识到低密度水泥与缓凝剂的适配性尤为重要,缓凝剂会严重影响水泥性能。针对上述问题,制备了一种低密度水泥用缓凝剂。红外和热重结果表明,缓凝剂的制备达到了理想效果,抗温性能为450 ℃。高温高压稠化仪测试结果显示,在120 ℃、68 MPa条件下,0.4%缓凝剂的缓凝时间为225 min,具备良好的缓凝效果。通过使用六速粘度计、稠化仪和无侧限抗压仪,研究了缓凝剂对低密度水泥浆液常规性能的影响,实验结果证实,不同浓度的缓凝剂对水泥的流变性和抗压强度不产生显著影响,温度的升高会缩短水泥浆液的稠化时间。制备的缓凝剂与低密度水泥一同进行了现场应用,结果证明,该缓凝剂效果优异,满足现场施工需求,值得进一步推广。     

破碎带地层钻探化学凝胶护壁堵漏技术的研究与应用

针对目前大洋钻探钻遇破碎带硬岩地层复杂情况,在总结国内外破碎带地层钻探施工中的主要技术难点与对策的基础上,结合现场施工中的实际情况,分析施工中经常遇到的破碎带地层特点,提出了应用化学凝胶技术解决破碎带地层井下复杂问题的新思路。提出了适用于不同地层温度的化学凝胶体系基本配方,通过正交试验设计,优选出了最佳体系配方,形成一套完善的适合深海钻探用高温树脂凝胶护壁作业规程。