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申请/专利权人：太原理工大学
摘要：本发明涉及一种软弱煤层水力压裂数值建模方法，属于碎软低渗煤层卸压消突和煤层气开采技术领域，包括：利用线切割技术将天然原煤加工成含有预制裂缝的标准试件；利用环氧树脂包裹该标准试件，制成透明长方体试件；采用注水压力驱动预制裂缝起裂扩展，同时利用视频引伸计实时监测水力驱动过程中预制裂缝尖端的张开位移；整合测量数据，获得注水压力‑裂尖张开位移曲线；对注水压力‑裂尖张开位移曲线峰后段进行标准化处理；采用Karihaloo多项式对标准化后注水压力‑裂尖张开位移峰后曲线进行参数拟合，获得水力驱动作用下下煤体黏聚型本构方程；基于Abaqus计算平台，采用用户自定义材料子程序VUMAT将该黏聚型本构方程引入到孔压黏聚力单元中，建立煤层水力压裂数值模型，模拟研究软弱煤层水力裂缝起裂的扩展规律。本发明方法可显著提高所建数值模型精度，真实反映煤层水力压裂机制，有助于实际压裂工程中煤层起裂压力、缝网结构的预测与调控。
主权项：1.一种软弱煤层水力压裂数值建模方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：从煤矿井下取原煤煤样，利用环形线切割机将切割成标准试件，并沿其直径预制一条裂缝，并在预制裂缝尖端部分对称布设两个圆形标记点；S2：将S1切割获得的标准试件置于长方体模具中，并浇筑环氧树脂，制成环氧树脂包裹煤样的透明长方体试件；S3：采用压裂管线连接S2中透明长方体试件和压裂装置，开启位移监测装置，然后开启压裂装置开始压裂，实时记录注水压力和预制裂缝尖端两个圆形标记点的相对位移，即裂尖张开位移；S4：整合注水压力-压裂时间和裂尖张开位移-压裂时间数据，获得注水压力-裂尖张开位移曲线，对注水压力-裂尖张开位移曲线峰后段进行标准化处理得到注水压力-裂尖张开位移峰后标准化曲线，并利用多项式对注水压力-裂尖张开位移峰后标准化曲线进行参数拟合，获得煤样黏聚型本构方程；S5：基于Abaqus计算平台，利用其子程序VUMAT将S4得到的煤样黏聚型本构方程引入到零厚度孔压黏聚力单元中，建立软弱煤层水力压裂数值模型。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 太原理工大学 一种软弱煤层水力压裂数值建模方法
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