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学者姓名：范立峰
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摘要 ：
Sustained casing pressure (SCP) was an urgent problem to be solved during shale gas exploration and development. To cope with the issue of SCP, a method of establishing gas channeling barrier was proposed, and the location of the barrier was optimized, considering engineering and geological factors. A series of tests, containing uniaxial/triaxial compression tests and cyclic loading-unloading tests, were carried out to evaluate the accumulated plastic strain. Also, a full-scale cement sheath sealing integrity evaluation device was employed to verify the appearance of the micro-annulus. Computed tomography scan and nuclear magnetic resonance tests were performed to measure and analyze the distribution of microcracks and pores in the cement sheath after cyclic loading-unloadings. Numerical models of the wellbore assembly were established, which considered wellbore structures of different intervals of an actual deep shale gas well. Research findings indicated that after loading and unloading a certain number of times, the accumulation of plastic strain showed an increasing trend with the increase of the measured depth in the vertical section, but decreased with the rise of the measured depth in the horizontal section. The method of setting gas channeling barrier was proposed and could be used to avoid SCP by using the cement slurry with low elastic modulus, which could significantly reduce the cost of cementing operation. Many factors, including the non-uniform in-situ stress, wellbore structure, fracturing stage number, casing internal pressure, and formation mechanical properties were considered to establish the optimization method of barrier locations, and this method was verified by using the logging data of an actual well as well as the engineering and geological data.
关键词 ：
Gas channeling barrier Gas channeling barrier Micro-annulus Micro-annulus Multistage fracturing Multistage fracturing Numerical simulation Numerical simulation
引用：
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| GB/T 7714 | Xi, Yan , Jin, Jianzhou , Fan, Lifeng et al. Research on the establishment of gas channeling barrier for preventing SCP caused by cyclic loading-unloading in shale gas horizontal wells [J]. | JOURNAL OF PETROLEUM SCIENCE AND ENGINEERING , 2022 , 208 . |
| MLA | Xi, Yan et al. "Research on the establishment of gas channeling barrier for preventing SCP caused by cyclic loading-unloading in shale gas horizontal wells" . | JOURNAL OF PETROLEUM SCIENCE AND ENGINEERING 208 (2022) . |
| APA | Xi, Yan , Jin, Jianzhou , Fan, Lifeng , Guo, Xueli , Shen, Jiyun , Li, Jun . Research on the establishment of gas channeling barrier for preventing SCP caused by cyclic loading-unloading in shale gas horizontal wells . | JOURNAL OF PETROLEUM SCIENCE AND ENGINEERING , 2022 , 208 . |
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摘要 ：
基于最小二乘法将分形表面简化为三角函数的叠加,采用弹塑性有限元方法计算界面的接触刚度,定量表征了法向接触压力、法向接触变形及法向接触刚度的关系,研究结果揭示了粗糙面分形维数和特征尺度参数对法向接触刚度的影响机制。结果表明:存在基体最优建模厚度,可有效提高粗糙面接触刚度的计算效率;法向接触刚度随法向接触变形及法向接触压力的增加呈现非线性增加趋势;表面分形维数和特征尺度参数对法向接触刚度影响显著,法向接触刚度随分形维数增加而增加,但随特征尺度参数增加而减小。
关键词 ：
分形维数 分形维数 界面接触刚度 界面接触刚度 基体最优建模厚度 基体最优建模厚度 粗糙表面 粗糙表面 特征尺度参数 特征尺度参数
引用：
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| GB/T 7714 | 范立峰 , 赵璐 , 聂雯 et al. 界面分形参数对法向接触刚度影响的研究 [J]. | 工程力学 , 2021 , 38 (07) : 207-215 . |
| MLA | 范立峰 et al. "界面分形参数对法向接触刚度影响的研究" . | 工程力学 38 . 07 (2021) : 207-215 . |
| APA | 范立峰 , 赵璐 , 聂雯 , 刘小明 . 界面分形参数对法向接触刚度影响的研究 . | 工程力学 , 2021 , 38 (07) , 207-215 . |
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引用：
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| GB/T 7714 | Wu, Zhijun , Zhang, Penglin , Fan, Lifeng et al. Debris characteristics and scattering pattern analysis of reinforced concrete slabs subjected to internal blast loads-a numerical study (vol 131, pg 1, 2019) [J]. | INTERNATIONAL JOURNAL OF IMPACT ENGINEERING , 2021 , 148 . |
| MLA | Wu, Zhijun et al. "Debris characteristics and scattering pattern analysis of reinforced concrete slabs subjected to internal blast loads-a numerical study (vol 131, pg 1, 2019)" . | INTERNATIONAL JOURNAL OF IMPACT ENGINEERING 148 (2021) . |
| APA | Wu, Zhijun , Zhang, Penglin , Fan, Lifeng , Liu, Quansheng . Debris characteristics and scattering pattern analysis of reinforced concrete slabs subjected to internal blast loads-a numerical study (vol 131, pg 1, 2019) . | INTERNATIONAL JOURNAL OF IMPACT ENGINEERING , 2021 , 148 . |
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摘要 ：
为了研究传统加热后和微波加热后花岗岩细观裂纹分布的非均匀性和各向异性,基于经纬分析方法,采用离散度和各向异性率分别评价细观裂纹分布的非均匀性和各向异性,对比800℃传统加热后和800℃微波加热后花岗岩细观裂纹分布的离散度和各向异性率。结果表明:相比与传统加热,800℃微波加热后花岗岩细观裂纹分布的离散度较小,即非均匀性较小;相比与传统加热,800℃微波加热后花岗岩细观裂纹分布的各向异性率更接近1,即各向异性更小。
关键词 ：
微波加热 微波加热 细观裂纹 细观裂纹 非均匀性 非均匀性 各向异性 各向异性 花岗岩 花岗岩 传统加热 传统加热
引用：
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| GB/T 7714 | 高经纬 , 程绍桐 , 范立峰 . 基于经纬分析方法的花岗岩两种热致裂纹空间分布特征研究 [C] //2021年工业建筑学术交流会论文集（中册） . 2021 . |
| MLA | 高经纬 et al. "基于经纬分析方法的花岗岩两种热致裂纹空间分布特征研究" 2021年工业建筑学术交流会论文集（中册） . (2021) . |
| APA | 高经纬 , 程绍桐 , 范立峰 . 基于经纬分析方法的花岗岩两种热致裂纹空间分布特征研究 2021年工业建筑学术交流会论文集（中册） . (2021) . |
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摘要 ：
为认识花岗岩的细观热损伤特性,首先基于CT(Computed Tomography,计算机层析扫描)技术获取高温热处理后花岗岩横截面上的细观裂隙分布图,然后在细观裂隙分布图上选择分析区域并设置参考线,随后计算不同参考线上的细观裂隙密度,并采用细观裂隙密度的变异系数对细观裂隙分布非均匀性进行定量描述,最后讨论变异系数随参考线方向改变的变化规律.结果 表明:不同参考线上的细观裂隙密度不同,细观裂隙密度的变异系数大于0,细观裂隙呈现非均匀分布.随着参考线方向改变,细观裂隙密度的变异系数明显改变,变异系数最大值是40％,最小值是25％,热损伤花岗岩横截面上的细观裂隙分布非均匀性呈现各向异性.
关键词 ：
各向异性 各向异性 热损伤 热损伤 细观裂隙 细观裂隙 花岗岩 花岗岩 非均匀性 非均匀性
引用：
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| GB/T 7714 | 高经纬 , 席岩 , 范立峰 et al. 热损伤花岗岩内细观裂隙分布非均匀性的研究 [J]. | 实验力学 , 2021 , 36 (3) : 350-358 . |
| MLA | 高经纬 et al. "热损伤花岗岩内细观裂隙分布非均匀性的研究" . | 实验力学 36 . 3 (2021) : 350-358 . |
| APA | 高经纬 , 席岩 , 范立峰 , 杜修力 . 热损伤花岗岩内细观裂隙分布非均匀性的研究 . | 实验力学 , 2021 , 36 (3) , 350-358 . |
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摘要 ：
本发明公开了一种外裹纤维的轻骨料及抑制轻骨料上浮的方法，先将预湿的轻骨料与纤维通过少量的胶凝材料浆体连成一体，轻质骨料表面形成一层带有纤维的胶凝材料浆体薄层，凝结硬化后制得了一种带纤维的毛球状轻质骨料，再利用此类轻质骨料作为一种新型粗骨料来制备轻质混凝土。因此有效解决了轻骨料的上浮问题，而且保证了试件的均质性；轻质骨料表面纤维的一端嵌固在骨料表面包覆的胶凝材料薄层中，另一端嵌固在混凝土浆体内部，增大了骨料与水泥浆的接触面积，与直接加入纤维的方法相比，此方法制备得到的混凝土，其抗拉强度以及骨料和水泥浆的界面粘结强度都更大，因此更有效的阻止轻质骨料的上浮。
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| GB/T 7714 | 范立峰 , 王虎 , 钟惟亮 et al. 一种外裹纤维的轻骨料及抑制轻骨料上浮的方法 : CN202110182151.3[P]. | 2021-02-09 . |
| MLA | 范立峰 et al. "一种外裹纤维的轻骨料及抑制轻骨料上浮的方法" : CN202110182151.3. | 2021-02-09 . |
| APA | 范立峰 , 王虎 , 钟惟亮 , 席岩 . 一种外裹纤维的轻骨料及抑制轻骨料上浮的方法 : CN202110182151.3. | 2021-02-09 . |
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摘要 ：
本发明公开了一种平面二维应力波通过节理前后的传播特性测试系统，包括加载系统、装载系统、节理模拟系统、加温装置和测量系统。节理模拟系统放置在装载系统之上，加载系统中的侧向摆锤正对节理模拟系统中的岩样平板侧面，用于给岩样平板施加冲击载荷，加温装置能够给岩样平板进行加热，测量系统能够测量出节理前后两块岩样平板测量点处的应变。本发明通过实验得到的结果比数值模拟得到的结果更加贴合实际，同一测量点通过贴多个方向应变片的方法来测量出在加热冷却后平面二维应力波通过该点传播的大小和方向，通过DIC技术来记录在高温过程中节理模拟系统的全场应变信息，将各点应变信息进行分解，进而测量平面二维应力波通过节理前后的传播特性。
引用：
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| GB/T 7714 | 范立峰 , 江枫 , 王梦 . 一种平面二维应力波通过节理前后的传播特性测试系统 : CN202110179055.3[P]. | 2021-02-09 . |
| MLA | 范立峰 et al. "一种平面二维应力波通过节理前后的传播特性测试系统" : CN202110179055.3. | 2021-02-09 . |
| APA | 范立峰 , 江枫 , 王梦 . 一种平面二维应力波通过节理前后的传播特性测试系统 : CN202110179055.3. | 2021-02-09 . |
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摘要 ：
Casing shear deformation has been a serious issue to be resolved during multistage fracturing in shale gas horizontal wells in the world, which significantly increased the well stimulation cost and reduced the production capacity. Fault slipping was identified as a significant cause and not easy to control. A new device of bypass cementing device, along with the indispensable accessories, was proposed and designed. The local pressure loss of the device was calculated to analyze the compatibility of geometric dimensions between the wellbore and device, and the device structure parameters of the tools were optimized. A matched application process that was able to make the slurry bypassing nature fractures developed zone was established. Then a series of corresponding numerical models of the device were developed and to simulate the variation of inner diameter in the casing deformed part using the shell-to-solid coupling method, and the shear deformation degrees before and after using the new device were compared. Simulation results showed that after using the bypass cementing device, the reduction of casing inner diameter after fault slipping was reduced by about 63.75%–75.6%, which could effectively protect the casing integrity. The method in this study supplied an important solution for dealing with the problem of casing shear deformation caused by fault slipping induced by multistage fracturing in shale gas horizontal wells. © 2020 Elsevier B.V.
关键词 ：
Cementing (shafts) Cementing (shafts) Fracture Fracture Horizontal wells Horizontal wells Numerical methods Numerical methods Numerical models Numerical models Shale gas Shale gas Shear deformation Shear deformation Well stimulation Well stimulation
引用：
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| GB/T 7714 | Xi, Yan , Li, Jun , Fan, Lifeng et al. Mechanism and numerical simulation of a new device of bypass cementing device for controlling casing shear deformation induced by fault slipping [J]. | Journal of Petroleum Science and Engineering , 2021 , 196 . |
| MLA | Xi, Yan et al. "Mechanism and numerical simulation of a new device of bypass cementing device for controlling casing shear deformation induced by fault slipping" . | Journal of Petroleum Science and Engineering 196 (2021) . |
| APA | Xi, Yan , Li, Jun , Fan, Lifeng , Wang, Wei , Zha, Chunqing . Mechanism and numerical simulation of a new device of bypass cementing device for controlling casing shear deformation induced by fault slipping . | Journal of Petroleum Science and Engineering , 2021 , 196 . |
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摘要 ：
岩体动态力学行为和应力波传播特性是岩体工程动态稳定性分析的关键科学问题之一.天然岩体内广泛存在着从细观缺陷到宏观节理等不同尺度的不连续结构面,影响应力波的传播,导致应力波能量的衰减.岩体内的细观缺陷和宏观节理对应力波传播的影响具有不同的作用机理,充分认识不同尺度的不连续面对应力波传播规律的影响对岩体工程动态稳定性分析具有重要意义.首先,分析了应力波在细观缺陷岩体内的衰减机制,详细介绍了研究细观缺陷岩体内应力波传播的波散射方法、等效弹性模量方法、等效黏弹性连续介质方法,对比总结了这些方法的适用性及优缺点.其次,分析了应力波在宏观节理岩体内的透、反射机制,系统介绍了研究宏观节理岩体内应力波传播的位移不连续方法和等效连续介质方法,重点概述了这2种方法的优缺点.再次,总结了双尺度不连续结构面岩体内应力波传播的分析方法,在同一框架内分析了双尺度不连续结构面岩体内应力波的传播规律,阐明了细观缺陷和宏观节理对应力波传播规律的不同作用机理.最后,结合深部岩体工程、极地岩体工程等国家重大项目,展望了应力波分析方法在极端环境下岩体工程稳定性分析中的应用.
引用：
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| GB/T 7714 | 王梦 , 范立峰 . 岩体内应力波传播的研究进展与展望 [J]. | 北京工业大学学报 , 2021 , 47 (7) : 802-814 . |
| MLA | 王梦 et al. "岩体内应力波传播的研究进展与展望" . | 北京工业大学学报 47 . 7 (2021) : 802-814 . |
| APA | 王梦 , 范立峰 . 岩体内应力波传播的研究进展与展望 . | 北京工业大学学报 , 2021 , 47 (7) , 802-814 . |
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摘要 ：
本发明公开了一种研究高温下应力波在岩体中传播特性的实验装置，包括发射装置、加热装置、入射杆、透射杆、数据采集装置五部分。通过加热装置对岩石杆进行加热，加热装置能够控制加热温度和加热速率。发射装置撞击入射杆产生应力波，之后应力波传播到岩石杆中，最后传播到透射杆中，透射杆后有缓冲装置用于吸收撞击所产生的动能。通过贴在入射杆和透射杆的应变片测量应变，并计算得到应力波在岩石杆中的传播状况。本发明使用采集入射杆和透射杆的应变数据通过理论公式间接得到高温下岩石杆应力波传播特性，属于间接测量方法。应变片可以检测到1με的应变，相比数字图像识别技术具有成本低、可操作性强、精度高等优势。
引用：
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| GB/T 7714 | 范立峰 , 杨崎浩 , 高经纬 . 一种研究高温下应力波在岩体中传播特性的实验装置 : CN202110179092.4[P]. | 2021-02-09 . |
| MLA | 范立峰 et al. "一种研究高温下应力波在岩体中传播特性的实验装置" : CN202110179092.4. | 2021-02-09 . |
| APA | 范立峰 , 杨崎浩 , 高经纬 . 一种研究高温下应力波在岩体中传播特性的实验装置 : CN202110179092.4. | 2021-02-09 . |
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