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摘要：定面射孔技术是为提高岩石打孔改造效果的而提出的一种新型射孔工艺，对于降低地层起裂压力意义重大，本文将利用数值模拟针对射孔孔径对岩层的开裂进行研究。
关键词：射孔、数值模拟、分析
本文主要研究在不同孔径下，定面射孔角度对土钉墙起裂压力的影响规律，从而合理选择射孔孔径，实现优化的目的。因此，为解决研究所遇到的问题，达到上述的目的，本文将以力学知识为基础，建立力学模型，采用有限元方法进行数值模拟，研究岩层在定面射孔条件下岩石的起裂压力。
阅读资料可知，不同的射孔直径下，不同射孔夹角对水力压裂起裂压力的影响不同。在射孔施工过程中，当射孔孔径确定时，如何确定合理的射孔夹角将是非常重要的。下面将在射孔孔径为10mm、20mm、30mm的情况下，进行分析研究射孔角度对水力压裂起裂压力的影响。
1孔径10mm
本模块选择定面射孔孔径为10mm的情况，岩石所处的应力场情况为正断层。射孔长度为700mm，只改变射孔夹角，夹角由15°变化到90°，间隔为15°。结果由表1-1和图1-2表示：
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表1-1射孔夹角与起裂压力的关系
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图1-2射孔夹角与起裂压力的关系
2孔径20mm
本模块选择定面射孔孔径为20mm的情况，岩石所处的应力场情况为正断层。射孔长度为700mm，只改变射孔夹角，夹角由15°变化到90°，间隔为15°。结果由表1-3和图1-4表示：
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表1-3射孔夹角与起裂压力的关系
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表1-4射孔夹角与起裂压力的关系
3孔径30mm
本模块选择定面射孔孔径为30mm的情况，岩石所处的应力场情况为正断层。射孔长度为700mm，只改变射孔夹角，夹角由15°变化到90°，间隔为15°。结果由表1-5和图1-6表示：
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表1-5射孔夹角与起裂压力的关系
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图1-6射孔夹角与起裂压力的关系
由上述结果可得：定面射孔情况下，射孔孔径为10mm、20mm、30mm，当射孔夹角不断增大，起裂压力也不断增大。
在三种不同的孔径情况下，岩石的起裂压力变化如下：
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表1-7射孔夹角与起裂压力的关系
由上图可以看出：在定面射孔情况下，对于正断层地应力类型，在同一射孔角度下，随着射孔直径从10mm增加到30mm，岩层的起裂压力逐渐降低。这是由于随着射孔直径的增大，间接的影响平面内孔眼间距减小，从而孔眼间的相互作用增加，应力集中效应增大，同时孔眼壁面面积增大，水压作用效果得到了增强，因此起裂压力降低。同时，随着射孔角度的增大，三种孔径下岩层的起裂压力均增大，且变化规律近似。
参考文献：
[1]张广清, 陈勉, 殷有泉,等. 射孔对地层破裂压力的影响研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2003, 22(1).
[2] 李根生, 刘丽, 黄中伟,等. 水力射孔对地层破裂压力的影响研究[J]. 中国石油大学学报(自然科学版), 2006, 30(005):42-45.