| 激光热裂砂岩可钻性及力学参数特征研究 |
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| 引用本文： | 杨磊,杨本高,刘军军,周雪敏,谢晶,王晨,郭辰辰,高明忠.激光热裂砂岩可钻性及力学参数特征研究[J].煤田地质与勘探,2023(8):171-180. |
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| 作者姓名： | 杨磊 杨本高 刘军军 周雪敏 谢晶 王晨 郭辰辰 高明忠 |
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| 作者单位： | 1. 四川大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室;2. 四川大学水利水电学院;3. 深圳大学广东省深地科学与地热能开发利用重点实验室;4. 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室 |
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| 基金项目： | 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室开放基金项目(2021-CMCU-KFZD001)；;四川省自然科学基金重大项目(2023NSFSC0004)； |
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| 摘 要： | 目前浅部易开采煤炭资源逐渐枯竭，传统钻进技术在深层煤炭资源勘探开发时往往面临破岩效率低、钻进成本高和环境污染等问题。因此，亟需引入新型辅助钻井破岩技术破解此类难题。聚焦于新型激光辅助破岩技术，以坚硬砂岩为研究对象，系统开展了不同时长激光作用后砂岩的力学、可钻性试验，旨在探究激光作用下坚硬砂岩温度场时空演变特性、砂岩表面裂纹的扩展特征及力学参数和钻进效率。结果表明，随着激光作用时间的增加，砂岩表面裂纹由2条逐渐扩展为5条，裂纹面积由6.78 mm2增加到36.85 mm2；温度场的演化特征符合高斯分布规律，由热熔融区向低热区呈环状递减，激光照射15 s后达到热平衡，温度场演化趋于稳定；激光照射50 s后砂岩抗压强度、弹性模量降幅最高分别可达74.6%、92.7%，轴向峰值应变从0.52%不断增加到1.65%，表明岩石经激光作用后呈现由弹性状态向半塑性/塑性状态转变的趋势；激光作用50 s后砂岩进尺速率由0.09 mm/s增加到4.30 mm/s，失重比由2.73%增加到27.36%；合理设置激光参数有助于提高破岩效率与降低钻进成本，在照射20 ...
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| 关 键 词： | 钻探破岩 砂岩 激光辅助破岩 破岩效率 |
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