УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПОПЕРЕЧНЫХ ТРЕЩИН В ШАХТНЫХ УСЛОВИЯХ

Для оценки действующих в массиве напряжений используются различные способы. Наиболее распространенным из них является метод гидроразрыва пласта, который широко применяется при проведении исследований в шахтных условиях. В результате интерпретации и обработки данных, регистрируемых в ходе закачки рабочей жидкости под давлением в изолированный интервал скважины, определяют значения минимального и максимального напряжений. Рассмотрена схема устройства, с помощью которого создается трещина разрыва, направленная поперек оси скважины. Устройство состоит из составного герметизирующего элемента нажимного типа и механического якоря. Раскрытие и закрепление якоря, который может быть выполнен в виде анкера, либо тарельчатой пружины, создает дополнительное касательное нагружение в окрестности стенок скважины в интервале разрыва. Испытания анкера с кольцевым выступом, проведенные на блоке оргстекла, показывают, что при его вдавливании образуется область разрушения материала. Применение данного устройства позволит создавать поперечную трещину в необсаженных скважинах без проведения дополнительной энергозатратной операции нарезки начальной трещины щелеобразователем.


Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ и Правительства Новосибирской области РФ в рамках научного проекта № 17-45-540686 р_а.

Ключевые слова

Гидроразрыв, поперечная трещина, скважинное устройство, касательная нагрузка.

Номер: 3
Год: 2018
ISBN:
UDK: 539.421
DOI: 10.25018/0236-1493-2018-3-0-75-81
Авторы: Патутин А. В., Рыбалкин Л. А., Шилова Т. В., Сердюков С. В.

Информация об авторах: Патутин Андрей Владимирович — кандидат технических наук, старший научный сотрудник, andrey.patutin@gmail.com Рыбалкин Леонид Алексеевич — аспирант, младший научный сотрудник, Шилова Татьяна Викторовна — кандидат технических наук, младший научный сотрудник, Сердюков Сергей Владимирович — доктор технических наук, зав. лабораторией, Институт горного дела им. Н.А. Чинакала СО РАН.

Библиографический список:

1. Шкуратник В. Л., Николенко П. В. Методы определения напряженно-деформированного состояния массива горных пород: научно-образовательный курс. — М.: МГГУ, 2012. — 112 с.

2. Кхан М. Ф. Х. Изменение напряженно-деформированного состояния газонасыщенного угольного пласта с глубиной разработки // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2011. — № 6. — С. 183—184.

3. Асанов В. А., Токсаров В. Н., Самоделкина Н. А., Бельтюков Н. Л., Ударцев А. А. Оценка напряженно-деформированного состояния нетронутого массива на месторождении Жаман-Айбат // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. — 2014. — Т. 13. — № 12. — С. 56—66.

4. Kang H., Zhang X., Si L., Wu Y., Gao F. In-situ stress measurements and stress distribution characteristics in underground coal mines in China // Engineering Geology, 2010, Vol. 116, pp. 333—345.

5. Mills K., Jeffrey R., Black D., Meyer T., Carey K. Developing Methods for Placing Sand-Propped Hydraulic Fractures for Gas Drainage in the Bulli Seam / In Proceedings of the Coal Operators’ Conference, Wollongong, 2006. — pp. 190—199.

6. Родин Р. И., Плаксин М. С. Особенности повышения газопроницаемости угольных пластов // Вестник Научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. — 2016. — № 1. — С. 42—48.

7. Курленя М. В., Сердюков С. В., Шилова Т. В., Патутин А. В. Методические основы и технические средства герметизации дегазационных скважин методом барьерного экранирования // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2014. — № 5. — С. 203—210.

8. Леконцев Ю. М., Сажин П. В. Технология направленного гидроразрыва пород для управления труднообрушающимися кровлями в очистных забоях и дегазации угольных пластов // ФТПРПИ. — 2014. — № 5. — С. 137—142.

9. Huang B., Yu B., Feng F., Li Z., WangY., Liu J. Field investigation into directional hydraulic fracturing for hard roof in Tashan Coal Mine // Journal of Coal Science and Engineering, 2013, Vol. 19, no 2, pp. 153—159.

10. Yokoyama T., Sano O., Hirata A., Ogawa K., Nakayama Y., Ishida T., Mizuta Y. Development of borehole-jack fracturing technique for in situ stress measurement // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2014, Vol. 67, pp. 9—19.

11. Liu Y., Xia B., Liu X. A novel method of orienting hydraulic fractures in coal mines and its mechanism of intensified conduction // Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2015, Vol. 27, pp. 190—199.

12. Леконцев Ю. М., Патутин А. В., Сажин П. В., Темиряева О. А. Комбинированное устройство для проведения направленного гидроразрыва // ФТПРПИ. — 2016. — № 3. — С. 90—94.

13. Шилова Т. В., Сердюков С. В. Защита действующих дегазационных скважин от поступления воздуха из горных выработок // ФТПРПИ. — 2015. — № 5. — С. 179—186.

14. Сердюков С. В., Курленя М. В., Патутин А. В., Рыбалкин Л. А., Шилова Т. В. Экспериментальная проверка способа направленного гидроразрыва горных пород // ФТПРПИ. — 2016. — № 4. — С. 3—11.

15. Рыбалкин Л. А., Патутин А. В., Патутин Д. В. Разработка технических средств направленного гидроразрыва с касательным нагружением стенок скважины // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. — 2017. — Т. 4. — № 2. — С. 275—278.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.