Technical Papers and Presentations

钻井时,泥浆滤液会在压力差的作用下侵入到渗透性地层,地层水的饱和度与矿化度发生改变,从而测量的电阻率数值偏离地层电阻率。 长方体模拟地层，三个圆分别模拟供电和测量电极，参数设定坐标。 地下水流模块中Two-Phase Darcy’s Law接口模拟泥浆侵入，两相流体密度和黏度，固体孔隙度与绝对渗透率都通过空白材料赋值，地层上下无流动，设定地层初始压力和流体饱和度，左侧边界设定侵入压力和流体饱和度，右侧边界设定出口压力。 化学模块中的Transport of diluted species in porous media计算泥浆侵入后地层水矿化度 ... Read More

煤炭地下气化就是将处于地下的煤炭直接进行有控制的燃烧，通过对煤的热作用及化学作用产生可燃气体的过程。煤炭地下气化过程中，随着气化工作面的扩展，燃空区范围不断扩大，煤层顶板产生裂隙甚至发生冒落，对地下气化稳定运行造成不确定影响。相较于常规井工开采造成的顶板垮落，气化过程会产生大量热，顶板在煤层温度场高温作用下因热膨胀产生热应力，改变顶板内热应力的分布，同时温度会对顶板岩石的抗压强度、抗折强度、比热容、导热系数等造成影响。研究随着燃空区的逐渐扩展，顶板在温度影响下的应力场分布，对研究煤炭地下气化过程中的顶板冒落规律有重要意义。 ... Read More

Differential Acoustic Resonance Spectroscopy (DARS) was developed to examine changes in the resonant frequencies of a cavity perturbed by the introduction of a centimetre-sized sample. This laboratory-based measurement technique fills an experimental gap between the low-frequency stress ... Read More

预制装配式综合管廊具有工期短、成本低、质量高及占地少等诸多优势，目前对复杂工况下预制管廊结构以及管节连接处的受力性能还缺乏深入分析。为研究装配式预制综合管廊结构及其连接特性，以北京市通州区某文化旅游区预制综合管廊为研究背景，结合装配式综合管廊工程的施工过程，采用COMSOL有限元分析软件建立三维数值模型。管节与管节之间采用平口通缝拼装形式，构件纵向使用弧形螺栓连接，借助软件内置的螺栓组件模拟管廊纵向连接。建立管节安装、回填、运营三种工况，对管廊混凝土结构和连接螺栓的变形和受力进行分析，并提出结构存在安全隐患的区域和可能存在的破坏模式。 Read More

近年来，煤系气开采受到越来越多国家的关注。我国煤系气储量十分巨大，但其分布方式多以煤-砂互层为主，主要特点是煤层多（20-40层），单层厚度薄。若采用单层开采的方式，不仅成本高昂且收益低下。为经济高效的开采往往需要一口井贯穿十几个甚至几十个薄层区域，此时需要合采来提高效益。为了研究煤层气、致密气合采规律，基于煤层气的赋存和运移规律，综合考虑煤层气从煤层基质中解析、扩散，经由裂隙渗流到井筒的过程，结合煤层气在致密砂岩中满足达西渗流的特点，建立了耦合的煤-致互层储层两气合采数值模拟。通过采用有限元数值分析软件 COMSOL Multiphysics 进行数值求解 ... Read More

改进拉链式压裂技术是将拉链式压裂和交替压裂相结合，第2口井中产生的裂缝处于第1口井产生的两条裂缝之间，具有更大的应力干扰作用范围，储层改造体积更大。在开采过程中，两口井裂缝区域存在缝间干扰，明确裂缝干扰区域的渗流场及基质、裂缝间地层压力变化规律十分重要，对压裂施工中压裂位置的优化具有重要意义。 忽略储层厚度及温度的影响，采用二维模型，建立了页岩基质，天然裂缝，人工裂缝的多重介质渗流耦合模型，描述了页岩气生产过程中的页岩气流动状态。改进拉链式压裂井模型如图1，地层为300m×400m的矩形区域，人工主裂缝间距50m，井筒近似为直线，二者差集为图1的模型 ... Read More

随着城市化的发展，城市下垫面的改造引起城市微气候的改变,比如温度、风速等，这些参数主要受建筑结构、材料、排列方式的影响,在夏季，城市地区温度比周围乡村地区温度高，这种现象也称为城市热岛效应，在全球范围内，这种热岛强度（城乡空气温度差）范围从0.6℃到12℃不等。城市热岛影响人的舒适性和健康，也会加大城市的能源消耗，因此，减少城市多余热量是城市规划者需要考虑的重要因素。此模型采用解决空气与建筑表面和地面热对流传输的CFD模型和解决建筑表面和地面与天空之间短波和长波辐射交换的RAD模型，CFD模型采用雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）方程，考虑热效应的影响 ... Read More

了解山地峡谷的风场特性是进行山区建筑规划、桥梁和风力涡轮机的选址等的重要前提。然而目前国内外的研究主要集中在理想化简单山体模型对应的风场特性，实际复杂山体的风场特性研究还较为缺乏。本研究利用Comsol Multiphysics 5.2软件导入高程数据并参数化曲面生成实际峡谷模型，再利用湍流k-ε接口模拟三种不同类型的实际峡谷（平行型，前窄后宽型，前宽后窄型）对应的稳态的风速场，分析并对比其风场特性。模拟结果表明，在进口风速一致的情况下，峡谷越窄的地方风的加速效应越明显，前窄后宽型峡谷内的风场较前宽后窄型峡谷内的风场更加安全。 Read More

多分支水平井技术广泛应用于油田开发，与常规直井相比，多分支水平井增大了油气藏泄油面积，具有单井产量高、采出程度高和经济效益高等优势。在生产过程中，地层压力衰竭以及井间干扰对油气井产能具有重要影响，所以必须明确生产过程中地层压力的变化规律以及井间干扰情况。 模型不考虑地层温度变化，对固体力学与达西渗流场进行耦合。对于渗透率较低，厚度较薄的储层，可以看做纵向均质地层，工程上可以使用二维模型。图1为多分支水平井地质模型，地层假设为矩形区域，分布有两口相互平行的鱼骨状多分支井的水平段，上部为趾端，下部为跟端。将地层边界设置为固定约束边界，同时赋予地层初始压力P0 ... Read More

掌握工作面动态推进下长壁采空区煤自燃过程的演变规律，是有效遏制井下采空区火灾的关键。采空区煤自热过程涉及到气体与固体煤之间一系列复杂的相互作用，以及煤层开采引起的采空区渗透率的动态演化。本文建立了固体煤与气体之间的气体组分流动与输运、以及传热过程的瞬态耦合模型，定量研究了煤在采空区环境下自热演化过程。采用comsol 对某矿采空区温度场、气体运移场以及多组分气体浓度进行了数值模拟，模拟结果与某矿的采空区监测温度和氧气浓度参数相吻合。采用验证后的模型对工作面通风量、通风阻力、工作面推进速度等敏感性参数进行数值模拟研究。结果表明:(1 ... Read More