一種封閉系統下水流對可溶巖溶蝕的分析設備及分析方法,屬于溶巖溶蝕研究領域,所述水流對溶巖溶蝕的分析設備包括溶液混合供給裝置,其后依次連接并連通有溶液混合供給裝置、定水頭裝置、主體裝置、密閉容水裝置和集水收集裝置,所述主體裝置包括透明容器,透明容器內密封設置有巖樣、底部密封設置有設置有高度調節桿,透明容器內巖樣上方設置有傳感器,傳感器與計算機連接,通過利用本發明能夠對比測定前后巖樣的巖石結構情況、礦物組成、化學成分等變化,計算和檢測不同位置的溶蝕厚度變化,分析水對可溶性巖溶蝕影響,為地質考察、海洋乃至其他星球溶巖的考察提供數據支持。
本發明公開一種礦山立體物理模擬煤巖層裝填及開采方法,包括以下步驟:選擇合適的地質相似體進行立體物理模型架相似材料裝填,每次裝填相似材料均一次配料攪拌完成;左右橫桿將裝填空間內相似材料抹平,采用小型自動行走式夯實機對裝填相似材料進行夯實,每次裝填夯實后鋪設云母分層,在裝填煤層位置安設可移動雙夾板支承裝置;模型裝填過程中埋設頂板不同位置應力變化監測點,裝填完成后依次進行風干與拆除實驗架前后橫板,將頂板應力監測引線、可移動雙夾板支承裝置傳輸引線與數據采集系統相接;在煤層開采位置降低可移動雙夾板支承裝置的雙夾板間距與頂板產生間隙時,按采煤速率比抽出可移動雙夾板支承裝置,實時采集監測數據,完成采煤工作。
本發明公開了一種小型自重框式配載三維物理模擬實驗裝置,包括主架裝置、自重框式配載裝置及底座裝置,其特征在于:所述的主架裝置為地質相似體裝填的主區域,包括左側梁、右側梁、底橫梁及組成模型裝填空間的前后側護墻板組成。所述的自重框式配載裝置為由傳載橫梁、擋板螺栓及前后滑動側護擋板組成的滑動箱,依附于主架裝置上方,是鐵磚自重框式配載的主區域,傳載橫梁為四角開有圓孔“II”形厚鋼板,前后滑動側護擋板通過上下滑動墊圈在主架左側梁、右側梁間上下摩擦滑動。所述的底座裝置為整個實驗裝置的支承穩定構件,包括基座和拉桿。該實驗裝置具有設計合理、裝填簡單、三維模擬、配載精確等特點,易于實現深部復雜工程環境相似模擬實驗的需要。
本發明公開了一種孔底馬達式風動錨桿鉆機及鉆進方法,包括錨桿鉆頭、風動馬達、密封空芯錨鉆桿、推送裝置,錨桿鉆頭與風動馬達動力輸出軸連接,密封空芯錨鉆桿前端與風動馬達進氣端連接,密封空芯錨鉆桿尾端與推送裝置連接。其使用方法:打開風管開關,風流經推送裝置進入密封空芯錨鉆桿并到達風動馬達處,風動馬達驅動錨桿鉆頭旋轉破巖、破煤,風流從風動馬達排出后到達孔底,將孔底的鉆屑經密封空芯錨鉆桿與錨孔之間的排渣通道返出。本發明設計新穎,施工錨孔過程中,依靠風動馬達驅動錨桿鉆頭旋轉鉆進,密封空芯錨鉆桿不需要旋轉,只需推送裝置推動密封空芯錨鉆桿施工錨孔,應用本發明施工錨孔,避免了常規施工錨孔時錨鉆桿旋轉對孔壁的破壞,同時,設備結構及施工工藝簡單,鉆進阻力小,有利于在復雜地質條件下的煤巖體快速施工錨孔。
本發明公開了一種地熱井下多回路換熱方法,該方法通過在地熱儲層中鉆出一個注水井、采水井和若干換熱分支井,換熱分支井為連通注水井和采水井的水平井,注水井中有中心注水管、井管封隔器和井底封堵座,采水井中有的中心采水管、井下封堵器和井底封堵座,中心采水管通過井管封隔器固定在采水井中,注水井、采水井、換熱分支井和井下封堵器、井管封隔器之間形成的蛇形換熱回路,換熱介質在蛇形換熱回來中流動完成與地熱儲層的熱交換。本發明能夠減少地質預測風險,減少壓裂風險,使用可控制的工程施工方法,達到熱交換的目的,并提出定點注入模式,控制熱交換效率,增加了工程可操作性,提高地熱儲層的熱能利用率。
本發明公開了一種多功能動態沉積水槽試驗裝置,包括沉積物混合供給系統、基底可調節的水槽系統、水流循環和水位控制系統、照相和數字建模系統;還公開了一種多功能動態沉積水槽試驗裝置的使用方法。本發明的有益效果為:對陸地、海洋的多種沉積環境綜合考慮進行設計,可以動態模擬各類環境變化及沉積響應變化,結構設計合理,具體操作簡單、自動化強。在四大系統的配合和調節下即可實現實時變化模擬斷裂形成、地形隆升?沉降對沉積行為和沉積物疊置方式的影響,操作簡單,主要是可以模擬更多復雜的地形,為地質工作者研究沉積環境提供了更加多功能的設備,節省了很多的精力。
本發明涉及一種完全平面應變并可施加梯度應力的相似試驗系統,整個試驗系統由多個組合模塊、可拆卸組合模塊、水平梯度應力伺服控制系統、豎向應力伺服控制系統、連接頂升控制系統、數據采集控制系統組成。本發明可以為城市地下工程和采礦工程提供更加符合實際的試驗條件,該試驗系統能夠通過兩側模塊隨巖體自由滑動并限制垂直模型方向的移動來實現平面應變相似試驗。并能夠通過豎向應力伺服控制系統補償深部地質條件下的上部壓力,通過水平梯度應力伺服控制系統施加水平梯度應力。此試驗系統試驗條件與實際工程條件能夠很好的吻合,試驗所得結果更加真實可靠,可科學合理的指導設計與施工,為巖土工程穩定性研究提供科學的試驗條件。
本發明提出了一種瓦斯資源量的計算方法,包括如下步驟:確定資源量計算邊界;劃分資源量計算單元;計算單元的面積;確定煤層有效厚度;確定煤的質量密度;確定瓦斯含量;計算所述資源量。在確定瓦斯含量步驟中,結合煤礦實測瓦斯含量以及依據瓦斯涌出量反演出的瓦斯含量建立了瓦斯含量和影響其的主控地質因素之間的數學模型,并使用該數學模型,計算煤層的平均瓦斯含量。本方法具有經濟準確的特點。
本發明涉及一種雙向高壓氣體射流能量均布器,包括承載基座、連接基座、均壓帽、導向桿、承壓彈簧、連接法蘭及定位法蘭,連接基座為空心管狀結構,其兩端外表面和內表面均設連接螺紋,連接基座外表面設定位凸臺,承載基座均布在連接基座連端,承載基座后半段外表面設連接螺紋,承載基座前端面設承載槽,均壓帽包括導向柱和分流頭,導向柱嵌于定位槽內,前端面與分流頭連接。其使用方法包括設備組裝,爆破預制及爆破作業等三個步驟。本發明一方面可有效滿足多種不同地質結構高壓氣體爆破壓裂作業的需要,另一方面在可有效的時間對壓裂管道內氣壓進行均布,防止因氣壓過大而造成壓裂管管道爆裂。
本發明公開了一種軟硬復合煤層水力層狀卸載瓦斯抽采及防塌孔方法,該方法包括鉆孔長度及保留時間的延長,通過地質調查,將鉆孔頂部延伸進煤層頂板內一至三米處形成預留鉆孔,利用頂板強度較高使鉆孔保留時間延長;選擇不同的層狀卸載層位;在進行煤層層狀卸載施工后,孔洞形成瓦斯儲氣室;孔洞形成后放入抽采管,在煤層段內采用抽采實管布置,根據頂板巖性的不同,選擇層段將抽采花管布置在頂板內然后開始進行瓦斯抽采。本發明的有益效果為:可以解決常規瓦斯抽采在軟煤層及軟硬復合煤層內遇到的問題,有效提高軟煤層及軟硬復合煤層在水力層狀卸載后的瓦斯抽采效率以及有效抽采時間。
本發明公開了一種煤層氣分段壓裂水平井產能模擬測試裝置,包括承載臺、動力加載機構、煤儲層模擬機構、氣體回收機構及數據采集裝置,承載臺包括承載機架、作業臺及操控臺,煤儲層模擬機構與作業臺連接,動力加載機構、氣體回收機構及數據采集裝置均與承載機架連接,并分別與煤儲層模擬機構相互連接。其具體測試方法包括設備組裝,設備預制,仿真模擬及數據匯總等四個步驟。本發明可有效對不同地質結構進行仿真模擬,從而有效實現精確計量壓裂作業后產氣量試驗精度,同時還可有效提高檢測試驗作業的工作效率;從而為相似煤儲層條件實際下產能預測提供相對精確的參考依據,可有效的提高煤層氣開采礦區設計、開采工藝及開采活動精確性和可靠性。
基于互聯網與超級計算機的礦山微震監測系統包括礦山采掘工作面的采集子系統、礦山井下通訊、監控工作站、互聯網系統、超級計算機中心和時鐘匹配裝置;采掘工作面的采集子系統由信號采集單元、現場通訊總線、電源工作站、采集工作站構成,信號采集單元具有獨立地址,主要功能為信號模數轉換、將數據通過現場總線實時傳送至采集工作站,電源工作站實現通訊中繼作用;采集工作站利用礦山已有通訊網絡傳送采集的數據至地面監控工作站,監控工作站利用互聯網傳送數據至超級計算中心;超級計算中心及時完成數據處理、地質解析和災害預測,并將處理、解釋結果和預測結果傳送至礦山的監控工作站,精密時間協議和時鐘匹配裝置使整個系統時鐘一致。
本發明公開了一種用于礦山生態修復的模擬試驗系統,用于礦山生態修復的模擬試驗系統包括GCTS多功能巖石力學試驗系統和礦山生態模擬裝置,礦山生態模擬裝置包括箱體、可變角模擬坡面、光照器、噴淋器、供熱器和供風器,可變角模擬坡面固定在箱體的底部,箱體的頂板與側壁上設置一弧形導軌,光照器固定在導軌的滑塊上,滑塊由箱體外的電機驅動,噴淋器固定在箱體的頂端內壁上,供熱器和供風氣器分別固定在箱體的側壁上;本發明可以模擬不同礦山的地質狀況,基于GCTS多功能巖石力學試驗系統的實驗數據,分析礦山地表破壞后裸露覆巖的力學特征及破壞特征,判定其穩定性,基于可變角模擬坡面隨溫度、風力、雨水等因素惡化的反應數據,總結各因素對礦山生態系統損毀的程度指標。
本發明涉及一種評價煤儲層壓敏效應的實驗方法,包括煤樣采集,煤巖樣品制備,實驗數據采集及實驗數據處理等四個步驟。本發明提出了一種適用于煤儲層壓敏效應測試的實驗方法,采用適合于煤儲層樣品獲取的采集方法,利用惰性氣體氦氣作為流體介質,可以準確的測量煤儲層壓敏效應實驗中的各項參數,準確評價煤儲層的壓敏效應,為煤層氣勘探開發提供實驗數據支持,且檢測評價作業仿真性高,數據檢測作業精度高,在極大的提高對煤層檢測作業工作精度、效率的同時,另具有良好的通用性,可有效滿足復雜地質條件下煤層檢測作業的需要。
一種多功能高壓氣化實驗系統及其實驗方法,包括水平設置的基座,基座上設有支架,支架上設有氣化爐,氣化爐呈頂部敞口的長方體箱體結構,氣化爐的長度方向沿左右水平方向設置,基座上在氣化爐的前側和后側分別設有若干根前立柱和后立柱,前立柱和后立柱的數量相等且前后一一對應,前后對應的前立柱和后立柱上端之間設有位于氣化爐正上方的法向加壓裝置,氣化爐的左側和右側分別設有進氣管和出氣管,氣化爐內部設有煤層模擬保溫結構。本發明能夠根據目標煤層的地質資料對煤體實現相應的靜水壓力模擬過程,可以根據目標煤層的深度預設法相壓力,亦可以根據煤層深度的變化實現法向加壓的變化,能夠更好的模擬地下實際氣化過程。
一種基于擴散率曲線差減法快速測定煤層瓦斯含量方法,涉及煤層瓦斯基礎參數測定技術領域,本發明能夠準確方便快捷地測定煤層原始瓦斯含量。主要方法包括以下步驟:a、現場取樣;b、實驗室煤樣工業分析;c、實驗室煤樣瓦斯擴散實驗;d、球狀煤粒動擴散系數新模型擬合煤樣瓦斯擴散率曲線;e、現場解吸測試;f、計算煤樣原始瓦斯含量。此方法不同于以往方法,避免了運用解吸模型推算誤差導致的瓦斯含量測定誤差,且無需進行計算瓦斯殘存量,也不需要考慮瓦斯損失量。本發明測定過程簡單易行,測定時間短,適用于測定各種復雜地質條件下、各變質程度煤層的原始瓦斯含量。
通過解吸率快速確定煤層瓦斯含量的方法,包括以下步驟:a、現場取樣;b、現場解吸測試;c、解吸率測定;d、計算可解吸瓦斯量;e、計算煤樣原始瓦斯含量。本發明能夠準確方便的獲得煤層原始瓦斯含量。此方法避免了解吸模型推算誤差導致的瓦斯含量測定誤差,且不需要進行殘存量測定,所需設備簡單,方法更為方便。在相同地質單元,煤層煤樣構造破壞、工業分析等條件一致時,可不需要重復測定吸附平衡壓力p1下解吸率,更為便捷。
本發明涉及一種煤層氣勘探開發技術領域,特別涉及一種煤層氣垂直井特厚煤層連續油管分段壓裂增產方法,該方法步驟如下:在煤層氣垂直井特厚煤儲層壓裂改造時,根據地質、工程資料把特厚煤層分成若干段,分段射孔壓裂增產改造。采用連續油管下入工具串,對第一段煤層進行噴砂射孔作業,射孔作業完成后進行反循環洗井,然后通過環空注入攜砂壓裂液對第一段煤層進行主壓裂改造,第一段壓裂改造完成后,通過連續油管拖動工具串至第二段,進行噴砂射孔作業—反循環洗井—環空主壓裂增產改造。以此方法,拖動工具串至第三、四……段,依次進行壓裂增產改造,最后,上提連續油管出井口,對未噴砂射孔段進行補射作業。
本發明屬于煤礦安全技術領域,特別是指利用砂體連通性定量評價煤層瓦斯賦存條件的方法及其應用。包括以下步驟:S101,統計煤層頂部、底部30m范圍內砂巖厚度,計算砂巖所占地層比例,繪制砂地比等值線圖;S102,統計并測試不同部位煤層瓦斯含量,繪制瓦斯含量等值線圖;S103,分析瓦斯含量與砂地比之間的相關性;S104,采集煤層頂底板地層水,分析陰陽離子含量及類型;結合水離子測試結果、直接頂板巖性、煤層埋深、上覆巖層厚度等地質因素,綜合分析瓦斯含量差異及成因。利用砂地比、地層水陰、陽離子濃度等定量數值,可以判斷煤層瓦斯賦存條件是否被地層水流動干擾,為三軟煤層更深構造部位瓦斯風化帶的識別提供依據。
本發明公開了一種確定地下熱水可開采量的地熱井優化布局方法,包括有如下步驟:給定計算區面積F、開采井井管半徑rω和地下熱水開采年限t,根據計算區水文地質和經濟技術條件給定設計水位降深Smax;依據單井非穩定流抽水試驗資料確定導水系數T及彈性釋水系數μ*;根據導水系數T、彈性釋水系數μ*,選用繪制設計水位降深時單位可開采量Q采/Smax和地下熱水開采井數n的關系曲線;選取(Q采/Smax)~n關系曲線變化陡峭和平緩的分界點,確定優化布局井數n采和單位可開采量Q采/Smax;根據優化布局井數n采、單位可開采量Q采/Smax、設計水位降深Smax,確定地下熱水可開采量并應用于工程實踐。
本發明屬于水文地質、地球科學、環境科學與工程研究技術領域,提供了一種深層地下水中溶質遷移轉化的一維模擬裝置,安全性高,裝置簡單。所述深層地下水中溶質遷移轉化的一維模擬裝置,包括依次串聯連接的水箱、增壓泵、單向閥、安全閥、具有特殊法蘭結構的含水層介質柱、針形閥以及取樣裝置,具有特殊法蘭結構的含水層介質柱至于恒溫控制單元工作室內進行控溫。使用本裝置具有如下效果:實驗裝置設計簡單、易操作和方便維護,溫度和水壓控制精確、方便調節,裝置能模擬的最大水壓為10MPa,適用于4~65°C、pH6.5~9的實驗環境,可有效模擬深層地下水的水壓和低溫地熱環境、長期穩定操作,并不受環境溫度條件的限制。
本實用新型公開了一種一次性長管氣相壓裂裝置,包括承壓管、密封堵頭、增壓棒、充氣閥,承壓管為空心管狀結構,其一端與密封堵頭連接,另一端與充氣閥連接,并構成密閉腔體結構,承壓管、密封堵頭和充氣閥同軸分布,增壓棒至少一根且嵌于承壓管內,增壓棒的總長度為承壓管長度的1/4—3/4。本新型結構簡單,使用靈活方便,操作靈活方便且使用成本低廉,一方面可有效的滿足多種復雜地質結構、鉆孔、油氣井和水井結構使用的需要,提高設備環境適應性和使用靈活性,另一方面可根據使用需要靈活調整對地質結構的壓力強度、壓裂作業位置和壓裂作業范圍等,同時還可有效的對壓裂進行靈活的操控,從而達到提高工作效率、控制精度及操作安全性的目的。
一種便于收集管理地質鉆孔巖粉和直觀了解地質鉆孔巖層巖性的巖粉盒。巖粉盒為圓柱形,由透明的塑料制成,頂部有外螺紋,底部有內螺紋,頂部的外螺紋和底部的內螺紋可以相互旋合。巖粉盒內部用透明的塑料板分成兩部分,一部分用于儲存巖粉樣品,另一部分用于存放記錄巖粉樣品信息的卡片。巖粉盒放入巖粉樣品和巖粉樣品的信息卡片后,再拿一個巖粉盒作為蓋子使用,用空巖粉盒的底部的內螺紋和裝有樣品的巖粉盒頂部的外螺紋旋合,這樣可以把多個的巖粉盒一層一層地連起來。從巖粉盒外部可以直接看到巖粉樣品。打開巖粉盒,可以看到巖粉樣品的信息卡片。多個巖粉盒配合使用,可規范收集巖粉樣品,記錄鉆孔巖性,直觀看出鉆孔內地層的巖性變化情況。
本發明涉及一種三維開采沉陷相似材料模擬實驗臺,包括承載底座、試驗腔、調節橫擔、調節掛板,承載底座上端面通過定位卡扣與試驗腔外側面連接,試驗腔為橫斷面呈矩形的腔體結構,調節橫擔嵌于試驗腔內,兩端位于試驗腔側表面外并通過調節掛板與試驗腔側壁滑動連接,所述調節掛板與試驗腔側壁間通過定位銷連接。本新型一方面在有效實現進行三維作業面上進行沉降仿真作業的同時,極大的簡化了設備結構,有效降低了本新型仿真作業及設備維護成本及勞動強度;另一方面可靈活實現對不同地質結構及沉降作業面進行高效仿真模擬作業,極大的提高了對地質沉降仿真作業的檢測全面性和檢測精度。
本實用新型公開了一種多級可控氣相壓裂裝置,包括壓裂管、連接裝置及控制裝置,壓裂管包括承壓管、噴氣管、盲孔、增壓棒及充氣閥,承壓管一端與充氣閥連接,另一端連接噴氣管,承壓管和噴氣管內部構成相互連通的空腔,噴氣管上設置盲孔,增壓棒置放于承壓管內。本新型結構簡單,使用靈活方便,操作靈活方便且使用成本低廉,一方面可有效的滿足多種復雜地質結構、鉆孔、油氣井和水井結構使用的需要,提高設備環境適應性和使用靈活性,另一方面可根據使用需要靈活調整對地質結構的壓力強度、壓裂作業位置和壓裂作業范圍等,同時還可有效的對壓裂進行靈活的操控,從而達到提高工作效率、控制精度及操作安全性的目的。
本實用新型公開了一種多級長通管氣相壓裂裝置,包括高壓管、噴氣管、密封堵頭、增壓棒、盲孔及充氣閥,高壓管、噴氣管均若干個,且相鄰的高壓管之間通過噴氣管相互連通,并構成內部相互連通的長通管空腔,密封堵頭與位于最前端的噴氣管前端面連接,充氣閥與位于最后端的高壓管后端面連接,增壓棒至少一根并嵌于長通管空腔內,增壓棒與充氣閥內置的電極相互連接,噴氣管上設置若干個盲孔,且環繞噴氣管軸線均布。本新型一方面可有效的滿足多種復雜地質結構、鉆孔、油氣井和水井結構使用的需要,提高設備環境適應性和使用靈活性,另一方面可根據使用需要靈活調整對地質結構的壓力強度、壓裂作業位置和壓裂作業范圍。
本實用新型公開了一種采動區地表沉陷單樁靜載荷模型試驗裝置,它包括一個周面至少前面是透明的模型槽,槽底作為承壓板,在槽底上設有漏砂孔,槽底下面放置有擋孔板用于擋住漏砂孔,擋孔板用支撐柱進行支撐;模型槽中從底向上依次鋪有砂土層、聚乙烯薄膜和黏土層,黏土層中預埋有模型樁,模型樁底部和周圍預埋有土壓力盒,的樁體上設有應變片,模頂設有加載裝置,土壓力盒和應變片連接在模型槽以外的數據采集儀上;在模型樁和黏土層的頂部分別設有百分表。利用本實用新型試驗裝置法可以比較精確地模擬多種采動區地表土體移動變形規律,可以模擬多種地質條件下的采動區地表變形過程,以及不同曲率變化過程。
本實用新型公開了一種雙管氣相壓裂裝置,包括泄流管、儲液管、增壓棒及充氣閥,儲液管嵌于泄流管內,泄流管與儲液管之間設不小于3毫米的間隙,泄流管和儲液管前端為密閉結構,末端設連接口,并通過連接口與充氣閥連接,充氣閥與儲液管相互連通構成密閉的承壓腔體結構,增壓棒若干并嵌于儲液管內,泄流管上均布若干噴氣孔。本新型一方面可有效的滿足各種鉆孔、油氣井和水井結構使用的需要,適應于多種復雜地質條件,提高設備環境適應性和使用靈活性,另一方面可根據使用需要靈活調整對地質條件的壓力強度、壓裂作業位置和壓裂作業范圍等,同時還可有效的對壓裂進行靈活的操控。
本實用新型公開了一種篩管氣相壓裂裝置,包括裸眼鉆孔、篩管、透氣孔、綜合密閉空間、封孔裝置、增壓棒和充氣閥,篩管一端為密閉結構,另一端為充氣閥,封孔裝置以內的篩管上設置有若干透氣孔,環繞篩管軸線均勻分布,篩管、裸眼鉆孔和封孔裝置共同組成綜合密閉空間,增壓棒嵌于篩管內,通過充氣閥內置的電極與啟爆器連接。本新型一方面可有效的滿足多種復雜地質結構、鉆孔結構使用的需要,提高設備環境適應性和使用靈活性,另一方面可根據使用需要靈活調整對地質結構的壓力強度、壓裂作業位置和壓裂作業范圍等,同時還可有效的對壓裂進行靈活的操控,從而達到提高工作效率、控制精度及操作安全性的目的。
本新型涉及一種采空區地表建筑設備糾偏基座裝置,包括定位底座、主承載基座、輔助承載基座、調節螺柱、螺套,輔助承載基座為軸向截面呈等腰梯形的塊狀結構,嵌于定位底座內并環繞定位底座軸線均布,主承載基座嵌于定位底座內,其側表面與輔助承載基座斜腰對應的輔助承載基座側表面相抵,主承載基座、輔助承載基座內均設調節腔,調節腔內設螺套,調節腔另通過螺套包覆在一條調節螺柱外。本新型一方面可有效滿足多種設備地基定位安裝作業的需要,施工工作效率高且承載定位穩定性好;另一方面可有效的對沉降等地質形變起到良好的抵御能力,同時另可對因地質形變導致導致地基形變進行修復作業。
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