斜井液氮鹽水聯(lián)合凍結(jié)溫度場研究.pdf

1、我國西部地區(qū)普遍采用斜井開拓方式，斜井井筒穿過上部不穩(wěn)定地層往往采用鹽水凍結(jié)法施工。鹽水凍結(jié)時(shí)間長，施工速度慢，若采用液氮、鹽水聯(lián)合凍結(jié)，既能縮短工期，又能靈活應(yīng)對(duì)施工過程中出現(xiàn)的各種問題。因此，本文提出液氮、鹽水聯(lián)合的凍結(jié)方式。目前，聯(lián)合凍結(jié)雖然在斜井工程中有一定應(yīng)用，但缺乏全面、系統(tǒng)的研究，為此，本文提出“先鹽水再液氮凍結(jié)”、“先液氮再鹽水凍結(jié)”、“液氮鹽水同時(shí)凍結(jié)”三種聯(lián)合凍結(jié)方式，并對(duì)相應(yīng)的凍結(jié)溫度場變化規(guī)律開展研究。
　

2、　首先，采用解析分析法對(duì)聯(lián)合凍結(jié)溫度場進(jìn)行研究。在鹽水單管凍結(jié)溫度場解析公式基礎(chǔ)上得到適用于液氮凍結(jié)的單管凍結(jié)溫度場解析公式，在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出“先鹽水再液氮凍結(jié)”、“先液氮再鹽水凍結(jié)”的單管聯(lián)合凍結(jié)溫度場解析公式，以及“液氮鹽水同時(shí)凍結(jié)”雙管聯(lián)合凍結(jié)溫度場解析公式。
　　其次，開展了聯(lián)合凍結(jié)溫度場數(shù)值計(jì)算研究。建立了平面導(dǎo)熱計(jì)算模型，利用大型有限元計(jì)算軟件包，對(duì)單排管、雙排管、多排管的聯(lián)合凍結(jié)溫度場進(jìn)行了分析，獲得了凍結(jié)管布置間距

3、、排距、鹽水凍結(jié)時(shí)間、鹽水溫度、液氮凍結(jié)時(shí)間、液氮溫度等參數(shù)對(duì)聯(lián)合凍結(jié)溫度場的影響規(guī)律，掌握了不同凍結(jié)方式下相鄰排凍結(jié)管對(duì)溫度場的相互影響規(guī)律；針對(duì)液氮凍結(jié)管溫度分布不均勻的情況，根據(jù)反演分析得到的參數(shù)，建立了三維導(dǎo)熱計(jì)算模型，獲得了液氮補(bǔ)強(qiáng)凍結(jié)溫度場分布規(guī)律。
　　最后對(duì)袁大灘副斜井第三、四段初始地溫、鹽水溫度、測(cè)溫孔溫度、液氮排氣溫度等參數(shù)進(jìn)行了現(xiàn)場實(shí)測(cè)研究，分析了聯(lián)合凍結(jié)溫度場的發(fā)展規(guī)律。
　　該論文有圖69幅，表76