钻采工艺论文范文

时间:2023-12-12 16:29:41

钻采工艺论文

钻采工艺论文篇1

关键词:人工挖孔灌注桩 机械旋挖灌注桩 工艺 技术经济

一、两种桩基础施工工艺简介

1 人工挖孔灌注桩

1.1工艺简介及特点

人工挖孔灌注桩是指桩孔采用人工挖掘方法进行成孔,然后安放钢筋笼,浇注混凝土而成的桩。人工挖孔桩一般直径较粗,最细的也在800毫米以上,能够承载楼层较少且压力较大的结构主体。桩的上面设置承台,再用承台梁拉结、连系起来,使各个桩的受力均匀分布,用以支承整个建筑物。深度大于10米的桩孔应有送风装置,每次开工前5分钟送风。在地下水位比较高的区域,先降低地下水位至桩底以下0.5m左右。

1.2施工工艺流程

放线定桩位及高程开挖第一节桩孔土方支护壁模板放附加钢筋浇筑第一节护壁混凝土检查桩位(中心)轴线架设垂直运输架安装电动葫芦(卷扬机或木辘轳安装吊桶、照明、活动盖板、水泵、通风机等开挖吊运第二节桩孔土方(修边)先拆第一节支第二节护壁模板(放附加钢筋)浇第二节护壁混凝土检查桩位(中心)轴线逐层往下循环作业开挖扩底部分检查验收吊放钢筋笼放混凝土溜筒(导管)浇筑桩身混凝土(随浇随振)插桩顶钢筋浇筑桩顶混凝土。

2 机械旋挖灌注桩

2.1工艺简介及特点

旋挖钻机成孔首先是通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土,并直接将其装入钻斗内,然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土,这样循环往复,不断地取土卸土,直至钻至设计深度。主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工,在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用。旋挖钻机的额定功率一般为125~450kW,动力输出扭矩为120~400kN・m,最大成孔直径可达1.5~4m,最大成孔深度为60~90m。

可在水位较高、卵石较大等用正、反循环及长螺旋钻无法施工的地层中施工;自动化程度高、成孔速度快、质量高,其工效是循环钻机的20倍;环保特点突出,施工现场干净。

2.2施工工艺流程

主要是其成孔工艺与其它桩基不同,旋挖钻机的钻进工艺旋挖钻机采用静态泥浆护壁钻斗取土的工艺(当然也有干土直接取土工艺,视工地现场地层条件而定),是一种无冲洗介质循环的钻进方法,但钻进时为保护孔壁稳定,孔内要注满优质泥浆(稳定液)。旋挖钻机工作时能原地作整体回转运动。旋挖钻机钻孔取土时,依靠钻杆和钻头自重切入土层,斜向斗齿在钻斗回转时切下土块向斗内推进而完成钻取土;遇硬土时,自重力不足以使斗齿切入土层,此时可通过加压油缸对钻杆加压,强行将斗齿切入土中,完成钻孔取土。钻斗内装满土后,由起重机提升钻杆及钻斗至地面,拉动钻斗上的开关即打开底门,钻斗内的土依靠自重作用自动排出。钻杆向下放关好斗门,再回转到孔内进行下一斗的挖掘。旋挖钻机行走机动、灵活,终孔后能快速的移位或至下一桩位施工。钢筋笼加工制作、吊放,后压浆工艺同其它桩基施工,具体施工工艺如图3所示。

3 结合工程实例两种桩基的经济比较

成都地铁4号线二期工程光华公园站为地下二层岛式站,标准段基坑深度16~17.00m,准段基坑宽度为19.9m, 车站覆土埋深约2.4~3.6m,车站选用明挖法施工。车站距离北侧的建筑物较远,车站主体南侧侧墙距离新光三越百货地下室侧墙约14m,距离成勘院办公楼地下室侧墙约9m,距离成勘院的围墙约5.6m。围护桩主要采用机械旋挖灌注桩,受成勘院基坑土钉及新光三越基坑锚索影响段的桩采用人工挖孔灌注桩。

计算依据:采用建标[2006]279号关于印发《城市轨道交通工程设计概预算编制办法》;定额采用川建厅价发【2000】0823号文”的《四川省市政工程计价定额》;信息价格采用成都市“工程造价信息”(2013年第10期)等进行测算分析:

采用人工挖孔灌注桩概算指标1858元/圬工立方米;机械旋挖灌注桩概算指标2522元/圬工立方米。从经济角度考虑,人工挖孔灌注桩较为经济。

4结论

通过以上技术经济的比较,结合实际,得出以下结论:

人工挖孔灌注桩经济角度较为节约,但是人工挖孔中劳动强度较大,单桩施工速度较慢,作业安全性差,人工挖深桩或地下有毒气气体容易产生安全事故,遇到地下水丰富或有流沙地质施工困难,成桩质量不可靠,且施工现场污染严重。

机械旋挖灌注桩经济角度稍贵,但是实际施工速度快,安全性能较高,施工精度比较高,噪声小,有利于环保,机械化程度比较高,同条件下, 单桩承载力比钻孔灌注桩高。

参考文献:

[1]《建筑地基基础设计规范》 GB50007-2011

[2]《淮北职业技术学院学报》2011年03期 人工挖孔灌注桩施工技术探析 谭申才

[3]《建筑知识:学术刊》2014年第5期 对旋挖桩施工工艺的探究 徐陆军 赵志刚

钻采工艺论文篇2

[关键词]工艺优化、技术配套、优质高效、大芦湖油田、水平井

中图分类号:N945.15 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)27-0043-01

我厂在该项工艺成功实施后按照“只有一流的甲方,才有一流的乙方”的工作理念,全面打开每天施工情况,认真剖析得失,消化吸收国际先进的工艺技术,总结固化成功经验,分析制定有针对性的优化措施,大胆试验新工艺,确保今后水平井优快钻井及多级分段压裂完井施工中做到协调运行、工艺优化、技术配套、优质高效,进一步缩短与国外先进水平的差距。

一、樊154平1井概况

樊154-平1井位于大芦湖油田樊154块,区域构造处于东营凹陷博兴洼陷中部,总体上为南高北低的单斜,为三角洲-滑塌浊积扇沉积。该块含油面积为12km2,地质储量为576×104t。

樊154-平1井目的层为沙三中二砂组1号砂体,设计井深4063米,水平段长1200米,设计采用水平井裸眼多级分段压裂完井技术分12段压裂投产。

该井2011年1月31日开钻, 4月28日完井,实钻水平段1221m,储层钻遇率100%,油层钻遇率84.8%,完井管柱下入顺利、坐封正常。5月21日实施12段分段压裂施工,总计加砂240m3。5月22日放喷生产,自喷期158天,至11月6日停喷转抽,停喷前累计产液6592t,油量2659t。11月12日转抽开井,截止12月底日液20.9t/d,日油12.5t/d,含水40%,累计产液7280t,累计产油3068t,取得良好的生产效果。

二、樊154平1井主要做法及经验

(一)坚持“一体化”理念,应用“系统节点”管理方法,切实做好生产运行、协调管理;

在樊154平1井实施运行中,我们坚持“一体化”理念,应用“系统节点”管理方法,使生产运行协调、合理,顺利实施。具体做法如下:

1、贯彻“钻井、完井、压裂投产一体化”理念,油田成立了一体化运行项目组,成员由采油处、开发处、石油工程处、纯梁采油厂、地质院、采油院、钻井院、井下作业公司等单位人员组成,项目组下设运行协调组、油藏设计组、钻井运行组和完井压裂投产组,明确各组的工作内容和责任。

我厂成立了由采油厂副厂长、首席专家牵头,地质所、工艺所、作业科、生产办、油地科等单位参加的项目运行组,明确单位职责,做到组织、人员、职责、制度四落实。

在项目运行中,生产办负责生产组织协调,确保各项施工工序衔接流畅,优质高效。油地科负责钻井及投产过程中油地关系处理,确保钻井投产过程中设备、车辆畅通出入井场。地质所负责油藏地质设计、钻井工程设计、钻井施工设计的运行,监督钻井施工单位严格执行有关技术标准和方案设计,搞好钻井液性能和油层保护工作,严格控制井身轨迹,确保工程质量、安全环保。工艺所负责完井及投产工程设计的运行,监督完井、压裂等环节严格执行有关技术标准和方案设计,确保工程质量。作业科负责作业运行,监督监控完井作业、投产施工,确保施工质量。

2、项目在运行前,就按照“系统节点”管理方法制定“樊154平1井实施运行”方案,分析制订了关键环节的工序质量控制要点、技术要求,做好宏观质量控制。

在该井方案实施运行中,我们坚持做好以下工作:

(1)钻井完井聘请勘探监理部钻井监督专家、BJ公司钻井监督专家住井监督,强化钻井全程监督监控;

(2)钻至A靶点前200m采油厂派专人住井监督,负责卡准地层,控制井身轨迹,监督钻井液性能;

(3)在多级分段压裂完井工具组装连接、下入井筒、脱手施工过程中,采油厂工艺所、作业科派专人全过程监督,确保施工质量。

(4)在压裂过程中,采油厂工艺所、作业科专人与BJ公司和井下施工人员检查地面管汇连接、安全检查,实施压裂全过程、全方位监控;

(5)压裂后放喷中,采油厂派专人负责现场监控,严格按要求执行放喷制度。

3、该井运行过程中实施“每日一汇报、每周一例会”制度。每周定期组织召开钻井现场运行会,分析施工进度和质量,确定下步运行监督内容,做到出现问题及时解决。其他各专业组根据实施进度以及实施过程中出现的问题不定期召开专业会议,讨论并制定下部措施和方案,重大问题提交项目组讨论通过。该井在运行中项目组召开设计论证会11次,运行协调及现场衔接会15次。

4、采油厂制订了“水平井大型分段压裂施工组织协调程序”,明确钻井运行、压裂前施工准备、压裂施工组织、后勤保障、效果跟踪等环节的具体内容和落实部门,由采油厂统一组织协调,确保生产运行畅通。如樊154平1井压裂运行过程中,采油厂的压裂、作业等工作,重点向该井倾斜,优先保证作业队伍,做到随用随安排。在樊154平1井及配合井间地震裂缝监测井樊154斜6井、樊154-7井的作业中,及时、高效的完成作业,相互配合默契。采油厂油地科全力处理该井的油地关系,确保了该井未因油地关系问题影响进度。

三、下步工作建议

1、建议在储层较厚的浊积岩油藏推广和完善裸眼分段压裂完井技术;

2、在滩坝砂中厚度较大的坝砂储层推广裸眼多级压裂工艺,但在较薄的滩砂油藏开展该项技术应用难度较大,主要原因是层薄、泥质隔层多、上下储层跨度大,水平井裸眼完井工具下入、上下储层压开并保持畅通难度较大。为此,建议开展水平井套管完井多级分段压裂技术试验。

3、开展“井工厂”模式开发试验,通过减少钻完井环节、提高钻完井效率,有效降低成本,提高致密砂岩开发效益。

“井工厂”模式是在钻井完井施工上采取流水线式的集中钻井和压裂方式,以密集的井位形成一个开发“工厂”,使占地面积、工农费用大大减少,投产周期大大降低,便于油井后期集中管理的一种“钻完井及生产管理”模式。

通过论证,认为采取同一井场三口井的“井工厂”模式,钻机采用45钻机、50钻机组合方式,可以将建井周期由246天缩短为196天。从钻前劳务,搬迁费用、一二开钻井日费、以及压裂动迁费看,“井工厂”模式比常规模式可节省费用254.796万元。

通过对樊154平1井多级分段压裂完井各节点全面打开分析,我们总结出运行管理、油藏设计、钻井施工、完井施工、压裂施工、放喷生产管理等节点固化内容19项,提出完善建议13项,建议开展试验7项,初步建立了水平井裸眼完井工艺的生产运行管理、技术配套模式,明确了采油厂在水平井多级分段压裂完井施工中的责任和组织运行办法,为今后其它井实施提供了经验。

钻采工艺论文篇3

关键词:煤矿安全;瓦斯抽放;工艺探讨

0 引言

瓦斯抽放对于煤矿开采中防治煤层瓦斯含量减少瓦斯涌出量具有十分重要的作用,在防治采掘过程中瓦斯抽放治理的核心是控制瓦斯含量,从而减少瓦斯事故或者杜绝,在煤矿开采过程中保证开采安全和人员安全。

1 瓦斯抽放原理

瓦斯抽放工艺中的主要应用就是在地面建立瓦斯泵站,经井下抽放瓦斯管道系统与抽放钻孔连接,泵运转时造成负压,将瓦斯抽出,送入瓦斯电厂,或直接供给用户。瓦斯的抽放会出现两种情况,其中之一是抽出的瓦斯量小,在量小的情况下瓦斯抽出可以直接排放到大气当中,在煤矿开采过程中瓦斯的产生主要来源于采空区,其中采空区又叫回采工作面,这是煤矿瓦斯抽放的重点,这是由于采空区瓦斯流量较大并且来源稳定,煤矿采空区抽放方法还是很多也不能统一,但是在不同的要求条件下抽放要求和抽放效果也不同。采空区的治理方法主要是采用抽放这种方式。

2 瓦斯抽放方法

瓦斯抽放的方法需要从多个方面进行综合的分析和方法的选择,其中基本原则就是要适应当下开采煤层的储存状态以及开采煤矿巷道的布置情况,要综合根据当地地质条件以及开采技术进行分析和科学的选择。

2.1 抽放开采煤层本身的瓦斯 在开采厚煤层时瓦斯的主要产点就是开采层本身,常见的掘进方式就是在正式的煤矿掘进前,从底板岩石巷道打钻穿透煤层,插入钢管并密封,然后通过专业机械将瓦斯从插管中抽出,不同的情况下要根据具体的瓦斯储存进行抽放方法的选择。

2.2 抽放邻近煤层中的瓦斯 在多煤层的矿井开采中,顶底板岩层和煤层泄压之后瓦斯的流动性会大幅度的增强,瓦斯将会大量的涌入工作面,对生产的安全性造成威胁,这种瓦斯的抽放方式就需要在回采前进行钻孔到顶板或者底板的临近煤层,回采的过程中瓦斯就会大量流入钻孔。

2.3 抽放采空区的瓦斯 矿井的采空区大量涌出瓦斯的情况下就需要在采空区周围密闭墙上插入抽放管;通过巷道向采空区打钻孔进行瓦斯的抽放,另外,在条件合适的情况下可以选择在地面进行钻孔的方式,这种钻孔方式具有的优势就是可以在采掘工作之前进行,抽放时间不会太过紧张,但是还存在一些缺点,缺点就是钻孔较深,钻孔容易存水,需要及时清理。

2.4 瓦斯抽放工艺的注意事项

2.4.1 瓦斯抽放的判断。在安全生产的角度进行分析考虑,采掘面关于瓦斯抽放的判断具有严格的标准,具体的是当采掘工作面的绝对涌出量大于通风所能承受的瓦斯涌出量的时候必须采取瓦斯抽放措施,即在采掘工作面设计风量比稀释瓦斯的所需风量小的情况下,抽放瓦斯才有必要,避免浪费瓦斯抽放的设备和次数,也避免因为判断不准确造成的瓦斯事故。

2.4.2瓦斯抽放方法选择 ①回采工作面采空区瓦斯抽放方法。抽放钻孔与顶板走向巷道抽放。钻孔布置方法可以从回风巷布孔抽放冒落拱瓦斯,也可以从回风巷高位钻场布孔抽放冒落拱瓦斯。②回采工作面采空区积聚瓦斯抽放方法。常用的有即密封回风巷与尾巷间横贯插管抽放采空区积聚瓦斯方法、密闭尾巷抽放采空区积聚瓦斯方法、埋管抽放采空区积聚瓦斯方法。③老采空区瓦斯抽放方法。对老采空区瓦斯抽放来说十分重要,老采空区的瓦斯聚集更快并且量大,这种情况下常见的抽放方式有三种,其中之一是采用密闭插管大面积老采空区瓦斯抽放方法。这种抽放方式效率较高。二是采用井下钻孔抽放老采空区瓦斯方法。这种方式开采较为常用。三是采用地面钻孔抽放老采空区瓦斯方法。具体的方法选择和抽放量具体控制到多少,应根据实际抽放试验确定。④报废矿井瓦斯抽放方法。报废矿井的瓦斯抽放也十分重要,在瓦斯抽放中除了在开采中矿井的应用之外,全矿井封闭之后也要进行瓦斯抽放,避免造成瓦斯事故,这种全封闭的情况就需要根据原来矿井的基本情况,利用原来的掘进巷道,根据瓦斯的涌出点等进行瓦斯抽放的设备布置,这种方式理论上的可行度很高,但是目前来说在国内还没有应用,在国外的经验上来说报废矿井的瓦斯储量丰富并且在抽放中涌出时间较长,这种情况下要对大量的瓦斯进行充分的利用。

综上来说,在瓦斯抽放中要尽可能采用综合抽放瓦斯方法,以提高抽放瓦斯效果。

3 瓦斯抽放工艺应用

千秋煤矿位于义马煤田中部,该矿21141综放工作面为特厚煤层,瓦斯涌出量大,治理工作面瓦斯难度较大,结合矿井实际需要,对21141综放工作面瓦斯涌出来源开展低位钻场高位钻孔、高位钻场大直径水平长钻孔、上隅角埋管、上隅角插管、局部高位瓦斯抽放尾巷等综合抽放方式。

但由于该矿地应力大、煤层构造复杂造成抽放钻孔施工期间出现顶钻、卡钻,钻孔施工困难,打不到位。于是钻孔定位是钻探施工中非常关键的一步。首先,资料的收集必须全面,对于煤层的地质资料要充分调查和勘探,根据具体数据进行钻孔设计参数,对开孔方位和倾角科学的选择,开孔过程中充分利用煤层的天然走向和倾角。在钻进的进程中要严格,按照规范进行,一旦由于特殊情况造成挪动或者偏差要及时纠正和重新稳定钻机。

在钻进过程中应随时根据孔口排渣及压力仪表判断孔内情况,发现异常及时处理。我们利用先进的磁性定位钻孔倾斜测量仪及时进行了钻孔内多点偏斜检测,并根据钻孔百米倾斜率和我矿的煤层顶板的岩性,对其余几个钻孔的倾角进行了及时调整(倾角上调2~3度左右),并在随后的钻孔钻进中对钻具安装了钻杆偏斜纠正器,钻孔成孔后能满足设计要求。在深孔钻中对于各种孔内事故应按照实际矿井地质情况采取预防为主的措施。

4 结语

瓦斯抽放在煤矿开采中是一个极为关键的工艺,钻孔抽采和插埋管治理、尾巷瓦斯治理这些都需要我们充分重视,从设备到工艺进行综合改进管理,总结经验吸收先进理论,更好的保障瓦斯抽放的效率和安全,实现煤与瓦斯安全高效共采。

参考文献:

[1]黄志安,张英华,宋建国,等.沙曲矿瓦斯抽放工艺技术试验研究[J].煤炭工程,2006(5):67-68.

[2]姚尚文.改进抽放方法提高瓦斯抽放效果[J].煤炭学报,2006,31(6):721-726.

[3]杨文清,宋宽强,姚正民,等.大口径瓦斯抽放井施工技术[J].中国煤炭地质,2008,20(8):77-79.

[4]张铁岗.矿井瓦斯综合防治技术[M].北京:煤炭工业出版社,2001.

钻采工艺论文篇4

关键词:石油钻采;开采设备;腐蚀;防止

引言

设备在长期的使用过程中总会发生一些诸如老化,外皮剥落等现象。这种现象实则就是腐蚀。当设备发生了腐蚀,其使用效率以及寿命就会大打折扣。尤其是对于石油的钻采设备而言,就更是有着不可估量的危害以及损失。本文将从这一现象切入对石油钻采设备的防腐工艺研究。分析其发生腐蚀的原因,并探讨出较为科学合理的防腐工艺,希望能够对目前国内石油钻采设备所采取的防腐措施中起到积极的启发作用。

1.石油钻采设备的防腐工艺完善的必要性分析

石油的钻采地点往往是在油田。而油田的分布一般在干旱的沙漠,海洋,滩涂等一些环境恶劣,地理位置十分复杂的地形。这样的环境决定了开采设备的部件需要长期在一个特定的泥浆或者大气中,井架,钻台等主要部件会因为开采的需要而经常发生剧烈的碰撞或摩擦等,时间长了,会使得开采设备表皮有着不同程度的剥落或者损伤。并且开采设备在工作过程中需要很容易因长期的旋转作业或者循环作业。这样更是进一步加剧了设备的腐蚀速度。开采设备一旦出现了腐蚀,其的使用寿命就会大打折扣,并且发生意外事故而造成人员伤亡的几率也大大增加。因此,为了避免以上情况的出现,应该进一步提高并完善石油钻采设备的防腐工艺。

2.开采设备防腐过程中存在的问题

2.1设备维护力度不足

在石油的钻采过程中,很多作业人员由于恶劣的工作环境,往往会忽略开采设备部件的保养或者维护。开采设备大部分的工件都是制作自钢材。而钢材在长期接触沙漠,滩涂,海洋等环境的情况下,很容易发生外皮老化等腐蚀现象。如果作业人员没有为工件表面涂上一些诸如底漆或者涂层之类的保护措施,那么开采设备在一段时间后就出现了腐蚀现象,进而影响了石油钻采的工作进程,同时也影响了石油钻采的出油率。

2.2油漆配套不合理

这里说的油漆是指石油钻采的工件表面所需要喷涂的面漆。处于对海洋或者沙漠环境的考虑,工件的防腐工艺需要进一步完善。而一些作业人员认为只需要定期定量在工件表面喷涂上油漆就可以达到防腐的目的了。然而事实上并非如此。工件表面所使用的油漆是讲究配套使用的。例如双氧底漆和锌的比例混合就是对结构件一个综合的防腐处理。而作业人员在喷涂过程中过多的消耗了锌,那么就会大大减低了油漆的耐候性,还影响了结构件表面的美观。

3.防腐工艺的完善

3.1注意油漆的选型

经相关的调查比较发现,脂肪族聚氨酯面漆有着较好的防腐性。因为开采设备的工作环境大都是在沙漠,海洋,滩涂等一些较为复杂恶劣的地形。而油漆的抗击气候能力直接影响着开采设备的防腐能力。脂肪族聚氨酯面漆还有着很强的抗磨损抗冲击的能力,在工作过程中,开采设备的部件总会不可避免的发生不同程度的碰撞或者是摩擦,具有良好的抗冲击能力,能够很好的保护开采设备的外皮以及内部的物理构造。在具有防腐性的面漆类型中,脂肪族聚氨酯面漆是一种最佳的选择。此外,氯化橡胶面漆的也具有很强的防腐性。并且还具有非常优异的耐水性能。很多处于海洋或者滩涂的油田开采往往选择使用氯化橡胶面漆。除了其本身较强的耐水性能之外,在耐酸性能以及耐碱性能上也是十分之强的。十分适合用来作业于湿润的环境。

3.2完善涂层配套体系

石油的钻采对于开采的地理环境以及开采的设备也都有着特殊的要求。由于石油的钻采作业大都是于大气中或者是深水中,而开采设备的很多主要部件例如井架,钻台等大都是用钢铁制作而成的。因此设备的防护性较差。而为了能够将设备和外界的恶劣环境相隔开来,应该采用在设备外部加上保护涂层的措施。这是一个简单且可行性较强的防腐工艺。例如油漆就是一种很不错的涂层保护材料。值得注意的是,在油漆的选择上应该充分考虑到一下因素。首先是其防锈性能。因为保护涂层的最基本作用就是防腐。而设备生锈会进一步导致腐蚀的发生。其次就是保护涂层的耐候性以及柔韧性。只有将这些油漆的性能都考虑进去了,才能给设备加上一个理想的涂层保护。

3.3防腐喷涂工艺

前面提到的完善涂层配套体系是一个行之有效的防腐措施。而根据不同的涂层工艺所具有的防腐性能有所差异,因此应该在加上保护涂层之前先为设备外部涂上底漆。这里的底漆是先采用喷砂进行预处理。这样的做法是想要提高底漆和工件表面的粘着力。让底漆能够和设备表面在较短的时间就能够迅速依附。底漆的点涂对温度有着一定的要求。最佳的温度应该在五摄氏度左右。底漆和后面油漆的喷涂应该在三个小时和一天之内。这样所喷涂上去的漆膜就不容易受外界的温度或者湿度的影响而发生掉落。喷完底漆之后,然后再涂上封闭漆起到固定漆膜的作用。每涂上一层新面漆之前,都要确保每个涂层的干燥度。这样工件表面和油漆之间的附着力才有保障。

结论:众所周知,石油是一个国家工业经济发展的命脉,石油的钻采设备讲究的是专业以及高效。如果开采设备发生腐蚀等状况,不仅会影响到设备工作的效率,甚至还可能会影响到开采人员的生命安全状况。因此,完善石油钻采设备的防腐工艺是十分有必要的。我们需要的不仅仅是一套专业的设备,更需要在设备的保养维护上下足功夫。以不断提高石油钻采的出油率。有力促进国家的油田事业发展。

4.参考文献

[1] 冯志蓉,黄宁康;电子束熔凝司太立合金复层的抗蚀性能研究[J];四川大学学报(自然科学版);1989年03期

[2] 白续铎,赵晓红,陈九顺;铝管鞋油气胀腐蚀与缓蚀问题的研究[J];黑龙江大学自然科学学报;1989年01期

[3] 张九渊,卢建树,吴国章,洪明庚;应用统计理论中极值分布对钝态金属小孔腐蚀的研究[J];浙江工业大学学报;1991年04期

钻采工艺论文篇5

关键词:机械化 掘进枝术 高效 探讨

煤矿掘进技术、装备和工艺水平,直接关系到煤矿生产的采掘接续、生产能力、经济效益和安全。为此,综合机械化掘进已成为我国煤炭生产和安全高效矿井建设必不可少的技术支撑。而要提高单进水平就必须最大限度的提高开机率、充分发挥综掘机的作用,解决掘进机械化作业线的配套问题。

1机械化掘进的装备与工艺分析

1.1 煤巷的机械化掘进工艺分析:煤巷高效掘进配套方式主要有三种:一是悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配套作业线;二是连续采煤机与锚杆钻车配套作业线;三是掘锚一体化机组。

1.1.1 煤巷悬臂式掘进机的工艺:悬臂式纵轴掘进机、配胶带运输机出煤、单体锚杆钻机支护的作业方式,对煤层赋存条件有较好的适应性,主要有以下几个特点:① 液压传动结构简单,操作简便;② 电气系统实现PLC或EPLC控制,监控监测自动化、辅助故障诊断;③ 机型结构简单紧凑,稳定性高;④ 总体模块化设计;⑤ 操控、检修方便。

1.1.2 连续采煤机的掘进工艺分析:连续采煤机用于多巷掘进的快速掘进技术,虽然在同一台设备上实现掘进与锚杆支护不能平行作业,但采用多巷道掘进交叉作业,可实现掘锚平行作业,即先由连续采煤机进入掘进巷道 ,待连续采煤机掘进一定距离后,连续采煤机经联络巷退到另一个巷道,这时由锚杆钻车进入该巷道进行锚杆支护施工。

1.2 岩巷掘进机械化

1.2.1 破岩工艺

1.2.1.1 人工钻爆法破岩工艺分析。风锤人工钻凿炮眼、爆破落岩。该工艺是我国煤炭系统岩巷破岩的主要工艺。

1.2.1.2 全液压钻车钻爆法破岩的工艺分析。液压钻车钻凿炮眼、爆破落岩。这种工艺凿岩效率高,钻进速度快,特别是硬岩钻进效率更高,大幅度减少凿岩单工序时间;钻眼质量高,爆破效果有保障;工效高,作业人员少,钻车一般两人操作,熟练时可一人操作;可实施中深孔爆破,提高爆破效率,从而提高循环进度;由于司机远离迎头,安全上更可靠;液压凿岩机比风动凿岩机噪音小的多,可改善工人劳动环境,提高了单进水平。

2机械化掘进的装备与工艺分析

2.1煤巷的机械化掘进工艺分析

煤巷高效掘进配套方式主要有三种:一是悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配套作业线;二是连续采煤机与锚杆钻车配套作业线;三是掘锚体化机组。

2.1.1煤巷悬臂式捌进机的工艺

悬臂式纵轴掘进机、配胶带运输机出煤、单体锚杆钻机支护的作业方式,对煤层赋存条件有较好的适应性,其液压传动结构简单,操作简便;电气系统实现PLc或EPLc控制,监控监测自动化、辅助故障诊断;机型结构简单紧凑,稳定件高;总体模块化设计。

2.1.2掘锚机组的工艺分析

掘锚机组适用于高产高效矿井煤巷快速掘进,它速度快、效率高、安全可靠,掘进和支护在同一台设备上进行。MRH s220型掘进机配置锚杆机和我们自行研制的机载锚杆钻机差不多,也是先有掘进机,后配套锚杆钻机。掘进机使用效果很好,但锚杆机使用效果并不理想。

2.2岩巷掘进机械化

2.2.1破岩工艺

2.2.1.1人上钻爆法破岩工艺分析

风锤人工钻凿炮眼、爆破落岩。该工艺是我国煤炭系统岩巷破岩的主要工艺。

2.2.1.2全液压钻车钻爆法破岩的T工艺分析

液压钻车钠凿炮眼、爆破落岩。这种工艺凿岩效率高,钻进速度快,特别是硬岩钻进效率更高,大幅度减少凿,岩单工序时间;钻眼质量高,爆破效果有保障;工效高,作业人员少,钻车一般两人操作,熟练时可一人操作;可实施中深孔爆破,提高爆破效率,从而提高循坏进度;司机远离迎头,安全上更可靠;液压凿岩机比风动凿岩机噪音小的多,可改善工人劳动环境,单进水平提高更有潜力。

2.2.1.3部分断面岩巷掘进机(纵轴悬臂)破岩工艺

岩巷纵轴悬臂掘进机H切割破岩+工艺,比钻爆工艺好、工人劳动强度低,巷道成型规整,对围岩扰动小、利于支护。

缺点是,切割过程中粉尘浓度高,内外喷雾加除尘风机仍达不到钻爆工艺相应的环境条件;EBZ 200H在岩石坚固性数值大于7时.破岩效率低、截齿消耗大、凿座磨损严重甚至磨通、主轴断裂等设备故障率明显提高。

2.2.1.4全断面岩巷掘进机的破岩工艺

全断面岩石掘进机在国外已完垒成熟,它的自动化程度较高的施上工艺艺和装备系统。与传统的钻爆法相比,具有快速、高教等优点。

2.3破岩设备

2.3.1全液压钻车

使用液压钻车作业线,可提高劳动效率,提高单进水平。液压钻车的支臂、推进器和千斤顶都采用液压结构,并且在工作油缸前端普遍装有液压锁。其工艺流程为:全液压钻车钻眼一人工爆破落岩一侧卸车装岩一矿车运输一锚杆支护一喷射混凝土。

2.3.2储装运系统

我国并巷矸石储运工艺,绝大多数采用钢丝绳牵引耙斗装机配矿车装运,巷道式储矸。配套方案有以下几种:

(1)全液压钻车钻眼+人工爆破落岩+挖斗装岩机装岩+矿车外运:此种配置受矿车供给不连续的限制,单进的提高也比较困难。

(2)垒液压钻车钻眼+人工爆破落岩+挖斗机装岩+梭车储矸+皮带装载+矿车外运:此种配套式设备占用量大,管理要求较高。

(3)全液压钻车钻眼+人工爆破落岩+侧卸车装岩+梭车储矸+皮带装载+矿车外运:此种配套,装岩灵活,储运能力强,不影响装岩后工序的衔接。

(4)悬臂式纵轴岩巷掘进机破岩+内置二运+梭车储矸+皮带装载+矿车外运:此类配套工艺破岩速度快,在采用梭车储矸工艺时,储、装、运系统能与破岩速度相匹配,可以直接进入下一循环。

3 连续采煤机的掘进工艺的探讨

连续采煤机经常用于多巷掘进的快速掘进技术,作业效率比较高。虽然在同一台设备上实现掘进与锚杆支护不能平行作业,但采用多巷道掘进交叉作业,可实现掘锚平行作业,即先由连续采煤机进入掘进巷道,待连续采煤机掘进一定距离后,连续采煤机经联络巷退到另一个巷道,这时由锚杆钻车进入该巷道进行锚杆支护施工。

参考文献:

[1]王长新,大隧道快速掘进机械化配置《中国煤炭》2011.10

[2]刘晓梅,矿井巷道掘进超前支护机械化技术应用《煤矿机械技术》2012.8

钻采工艺论文篇6

关键词:汽车零件;微小孔;钻削工艺

1.微小孔钻削的难点

事实上,钻削加工是切削工艺中条件较为恶劣的一种方法,而加工过程中,将其运用到钻削微小孔的工件中,特别是汽车零部件的喷油嘴微小孔时,由于微小的麻花钻在构造上存在着缺陷,它集中了很多几乎全部的钻削过程中的难点,而且使得切削条件更加的恶劣,这也会加剧加工中的质量,在机械制造领域中它是需要深入研究和突破的技术上的难题。

1.1低刚度的微小孔钻头

在力学模型的角度上,钻夹头上的微小孔钻头可以将其近似于圆柱悬臂梁。由于孔径减少而其与钻孔长度的比例被增加,因此,钻头的刚度在这样的形势下会被下降。开始钻削之后,钻头尖的部分容易在施工中产生钻头弯曲或者偏移的现象,这将会严重影响到孔钻入的定位,以及孔径尺寸和其加工形状的精度。因此,为了缓解上述钻头刚度上存在的不足,微小孔头中钻芯的厚度需要被加大,当它的直径超过了1mm那么钻芯厚度和钻头直径两者之间的的比例会低于0.2,微小钻头所需要的的钻芯厚度或保持在0.3与0.4的水平之间。一般的,如果钻芯的厚度以及横刃的宽度都较大,在钻削条件较为恶劣的情况下,将会破坏入钻时的位置定位,使得游动的情况变得更加的严重。

钻削过程中横刃在副前角的切削状态中,而横刃的的宽度越大,它的切削抗力便会越高,钻头的负荷会因此被加重。钻头螺旋槽的主要功能是为了导入切削液以及其他的排屑和容屑,但是如果存在螺旋槽较浅的情况,那么其可以容屑的能力就会表现的比较差,之后会造成排屑的困难,使得加工好的表面和切屑之间的刮擦现象加重,会影响到表面的加工质量,造成切屑堵塞的情况。这种状况下切削液便无法被注入到切屑的区域,将会导致冷却的效果降低。 出口毛刺现象与轴向的切削力量有较大的关系,而这种力量主要是来源于横刃,横刃的宽度越大,那么产生的轴向钻削力就会提升,产生的出口毛刺现象便会加剧。

1.2微小孔钻头结构的形状的影响

麻花钻头的结构形状较为复杂,切削中的导向部分可以适当的减轻导向部分中与孔壁之间造成的摩擦。在加工过程中我们使用的标准麻花钻在这部分的棱边较为狭窄,从外圆向尾部形成了倒锥的现象,因此产生的副后刃面会比较狭窄以及副偏刃角会大于0°。这种钻头的在实际的应用中较为广泛,可以用于提高在加工中的刚度和强度等【1】。一般钻头如果没有棱边以及倒锥,那么其在钻削过程中便很容易发生导向部分和孔壁的摩擦,并且越来越严重。

2.微小孔钻削工艺的发展

2.1高速钻削

关于高速钻削的理论是在1931年德国的物理学家Carl J.Salomon所提出的一项理论。在这项理论中提到,常规的切削范围中,切削中产生的速度提高会导致切削温度被抬升,但是当切削的速度保持在一定的数值时,他的温度会降低,并且切削时所用的速度跟需要加工的材料种类有较大的关系。因此,这项理论也给我们较大的启示,如果用刀具在高速区用高速的切削,那么其温度会大幅度降低,并且可以大大的提高我们的加工效率。

根据现有的金属切削理论,钻削速度产生的钻削力的变化是小于进给量产生的钻削力的。如果将进给速度保持不变,将钻削的速度提高那么将会降低钻削的扭矩以及其轴向的进给力,从而缓解微小钻头的负荷,降低钻头在使用中被折断的可能性。一般高速钻削产生的主轴的转速可以保持在超过10000rm/in的水平。在转子动力学理论的指导下,我们知道,当主轴的转动速度高于其固有角频率的时候,会相应的增加主轴旋转的稳定度,这样可以产生自动对心的作用,能相应的增加入钻的精度【2】。在1980年代初,日本的一些公司有研制出较高速的告微小加工机床以及数控微小孔加工机床,其中前者主轴速超过180000rm/in,而后者主轴转速可以保持在120000rm/in以及20000rm/in之间水平。来自美国的National Jet公司宣布已经研发出可以达到40000rm/in的主轴转速的微小孔钻削主轴。在国内,河北机床厂也开始与北京理工大学进行合作,也成功研制出达到80000rim/轴转速的微小孔高速钻削机床,这项研发也在生产中得到了较广泛的应用。在钻削印刷的电路板中,如果条件合适,一般都会采用高速的钻削工艺。不过由于这种钻削工艺对主轴有较高的要求,因此国内外还是会选择进度较高频的主轴电机或者满轮驱动自己空气惊讶轴承的主轴。为了防止振动,高速钻削是不能被应用在以机械传动的主轴中。

2.2振动钻削

振动钻削的工艺是建立在目前的切削理论以及振动理论上的较为新兴的钻削方法,这也是振动切削的一种。这种方法与普通的钻削方式的区别在于其整栋装置可以让钻头和工间两者之间产生可控范围中的相对运动【3】。一般的振动方式大概有三种,一种是轴向整栋,还有扭转振动以及复合振动。轴向的振动方式在工艺中较容易被实现,产生的效果也较为明显,是主要的振动方式。这三种振动方式的振动频率可以在数百赫兹之间,因此我们也会将之称为低频的振动钻削。

振动钻削是对传统钻削方式的一种新颖的方法,它改变了原始的钻削工艺的连续钻削的过程,而是转变成一种脉冲式的断续钻削的方式。如果主切削刃和工件并不分离,那么这之间的切削速度以及所产生的方向等数据都会产生周期变化。相反,如果两者是分离状态的,那么其切削的过程会变成断续的切削形式。因此,在振动的参数、主轴转速等都在合理的范围内时,可以很好的帮助对钻入位置的定位,并且可以减少所产生的毛刺,降低切削的温度,大大的延长钻头的寿命。这种工艺也深受国内外学者的关注。

2.3喷油嘴的多工位钻削方式

这种方式是运用中心钻以及具有长短差异的钻头在不同的位置上钻削同一个孔的一种方法。工艺加工过程中,会先用中心孔来钻出所需要孔的位置,然后用配有较短的螺旋刃的钻头钻到大概二分之一的孔深中,最后选用较长刃沟的钻头加深所需要的深度,以此可以硌映ぷ晖返氖倜并且还能保持中孔位的精度。目前这种多方位的钻削方式被大量的应用到实际的加工过程中,国外一般对喷油嘴的加工都会采用这种方式。在瑞士也有公司研制户喷孔在CNC3的微小孔钻床。

3.结语

微小孔的钻削技术由于条件不同,因此采用的钻削方式也不同,并且在实践过程中也会采用较多的加工方法并投入生产。但是目前关于钻削方式的研究仍然还有很多问题,比如钻头在形状、尺寸等上面的偏差都很容易导致工艺的不精。另外,在出口处的毛刺问题上,目前国内外都还没有较为理想的方式来解决,特别是在内燃机的燃料喷嘴上,也在这部分除去小孔出口的毛刺,在操作过程中是非常困难的,而制造商针对这种问题也只能在钻孔被加工完成后,用电解磨削的方式来将其周围的毛刺去掉,如果不做好处理将会影响到喷嘴的喷射效果。为了将钻削技术进行更细化的研究,笔者认为需要将这种工艺进行更加广泛的应用,深入了解其运作的激励,研究新材料在微小孔钻削中的应用,将会对今后的钻削工艺的进步有较大的帮助。

参考文献:

[1]张鹏,李仙昊,张德远. 实用化振动切削技术――微小孔振动钻削工艺及装备[J]. 新技术新工艺,2007,01:33-34+2.

[2]程军,焦锋. 微小孔钻削工艺的研究现状[J]. 机械工程师,2007,11:9-11.

钻采工艺论文篇7

关键词:钻探技术,探矿工程,资源勘查,工业化

中图分类号: P634 文献标识码: A 文章编号:

1 工程活动在人类社会活动中的地位

科学、技术和工程是3个不同的对象,3种不同的社会活动,它们有本质的区别,同时也有密切的联系。科学活动是以发现为核心的活动,技术活动是以发明为核心的活动,工程活动是以建造为核心的活动。科学活动成果的主要形式是科学概念、科学定律、科学理论,是论文和著作;技术活动成果的主要形式是发明专利、技术诀窍、图纸、配方,当然也可以是技术文献和论文;而工程活动成果的主要形式是物质产品、物质设施。“科学活动的主角”是科学家,“技术活动的主角”是发明家,“工程活动的主角”是企业家、工程师和工人。科学的对象是带有一定普遍性和可重复性的“规律”,技术的对象是带有一定普遍性和可重复性的“方法”,而任何工程项目都是一次性、个体性的项目。三者各有独特的本性,各有特殊的、不能被其他活动所取代的社会地位和作用。强调科学、技术、工程有本质的区别,绝不意味着否认它们之间有密切的联系,相反,科学、技术、工程三者是人类社会活动的统一体。在社会实践中人们往往混淆了这些活动的特征,或者用一种活动代替另一种活动,或者突出强调了某一种活动而有意无意地贬低了另一种活动。例如人们在讲科学技术的时候,往往突出了科学而忽视了技术,在讲工程技术的时候又只注意到技术而忽视了工程。

2 钻探工程技术体系

尽管钻探工程技术在不同的应用领域采用的具体技术方法不同,但是基本的技术体系都是由钻探对象、钻探设备和钻探工具、钻探工艺方法组成的,

如图所示

按技术特征钻探工程可划分为十大钻探技术体系(表1):

(1)科学钻探技术体系;

(2)石油天然气钻进技术体系;

(3)固体矿产地质岩心钻探技术体系;

(4)水文水井钻进技术体系;

(5)工程地质勘察钻探技术体系;

(6)基础工程施工钻进技术体系;

2)科学钻探技术体系

(1)地层——钻遇地层广泛:沉积岩、火山岩、变质岩均能遇到,但以坚硬、破碎、复杂的结晶岩为主(与地质岩心钻探钻遇地层相近);海洋科学钻一般在洋壳中进行,但逐步向地幔层进人。

(2)钻井——深度最大,一般在数千米以上,甚至达到万米以上,环境科学钻探也可能浅一些,一般开孔时达到500~700mm,终孔在160~220mm;海洋科学钻口径还要大。

(3)工艺方法——采用地质岩心钻探取心技术和石油钻井工艺两者相结合的工艺方法,称为组合式钻探技术。

3)基础工程施工钻进技术体系

(1)地层—— 以第四纪地层为主,极少量嵌岩至风化壳,有时会钻遇卵砾石地层。

(2)钻井——很浅,一般仅几十米;桩基础孔口径很大(0.5---2m甚至更大)。

(3)工艺方法——分干式与湿式方法,干式采用旋挖或抓取的取土工艺,湿式靠泥浆正、反循环携带岩土。

(4)钻进系统——干式钻头有螺旋钻、筒装钻、抓斗等,湿式钻头一般为拼装牙轮或滚刀,切削具多为硬质合金;

3 钻探技术现代化是当务之急

由于地质工作体制发生重大变化,一段时间以来我国矿产地质勘查工作出现较大滑坡,影响最大的是勘查技术,尤其以钻探技术最为严重。当前,我国已进入矿产资源消费高增长时期,重要矿产资源供需矛盾日益突出,对外依存度迅速提高,供应不足已成为制约经济可持续发展的重大瓶颈之一,钻探技术与装备的落后则极大地影响了矿产资源勘查的进度和效果。近来随着国外勘查商强势进入我国,引人大量先进装备和技术,对原来地勘单位的探矿队伍和工厂造成强烈冲击。改造队伍、改变机制、开发新技术新装备,使我国钻探工业尽快赶上世界先进水平已成当务之急。中国正在步人经济发展的快车道,在我国有一批行业(如铁路、钢铁、机床、石油钻井)通过技术改造,已经大大缩小了与世界先进水平的差距,但是地质钻探行业的落后面貌尚无大的改观。原因很多,关键问题是钻探技术的重要性没有引起有关决策者的认识,钻探工作者对自身的责任也缺乏认识,对自身的能力也缺乏自信。

4 钻探工业现代化的几个关键问题

我国钻探工业现代化之路有一系列亟待解决的问题,其中关键的影响全局的重大问题有:

(1)战略与决策问题首先是国家的作用。有人认为市场经济下工程技术进步单纯靠市场、靠竞争就能发展起来,钻探技术研究没有必要国家投资,从事这方面研究的科研单位全部轰赶到市场就行,于是积极加入转企的行列。科研院所转企是国家科技体制改革的方向之一,对于市场前景好,条件具备的研究院所应当向这个方向积极努力发展,但是对于服务于整体上尚没有形成市场机制的地质工作的钻探工程来讲,目前不具备这样的条件,或者更准确地说不完全具备条件。为什么市场条件更好的矿产资源研究单位不转企而进入创新体系,同样的从事物探和分析测试的勘查技术研究单位也不转企,唯独只将钻探技术研究所列入转企行列?这充分反映了上层决策的偏颇。实践结果也表明单纯靠市场,严重影响了钻探技术的现代化发展,反过来给地质调查和矿产资源勘查工作拖了后腿。

(2)顶尖科技创新人才和野外施工现场技术人

1)钻探工艺技术水平要与世界先进水平看齐采用世界主流施工技术占大多数(如地质岩心钻探体系中金刚石、绳索取心比率达70 以上),有大量独立开发的新技术(如液动锤)。

2)装备水平具有很强的国际竞争能力衡量指标有技术性能参数、故障率(无故障工作时间)、使用寿命、操纵性能、安全性、运移性等;设计理念的现代化,主传动系统液压化,控制系统电液化和智能化;产品可大量出口。

5 地质岩心钻探技术近期发展方向探讨

钻探技术发展方向是个很大的题目,这里只发表个人对近期应该关注的几个方向的看法。

(1)深部资源勘探用新型钻探技术与装备(液压化、智能化);

(2)绳索取心技术(钻杆、钻具)的提高和推广应用;

(3)贯通式空气潜孔锤取心钻探技术完善与推广;

(4)深孔定向钻探技术(小直径螺杆马达、高精度测斜仪器)的研究;

(5)小直径(H、N级口径)的井底信号传输技术和自动导向钻进技术;

(6)小直径膨胀套管技术研究;

(7)钻探标准化的改进与实施。钻探技术是由工艺方法和装备共同构成的,其中装备是硬件,是新技术的物质载体,具有十分重要的作用。谈到钻探工程技术的现代化不能不对钻探装备的现代化提出一些看法。当前在钻探装备应该关注以下几个方面:

(1)首先是装备设计理念的现代化,要引进工业设计的理念(工业产品造型设计、结构与功能、结构与材料、外形与工艺、视觉传达设计、环境设计、人机工程等);

(2)在新方案、新工艺、新结构、新材料方面要敢于向世界先进水平冲击;

(3)应大幅度提高装备自动化、智能化水平;

钻采工艺论文篇8

地热钻井及其工艺变化

地热钻井

地热钻井是一项非常重要的特殊技术,它用于地热蒸气和地热水的钻井,是勘探和开采地热流体必须采用的手段之一。地热钻井的深度一般在1000米到3000米之间,大多数是在2000米左右,有少量的超过了3000米。随着时间的推移和科学技术的不断发展变化,地热钻井技术也在不断发展着。其中井身结构及套管结构、钻井工艺、完井工艺以及洗井工艺不断发展随着时间的变化逐渐表现出来。

(1)、井身结构及套管结构

从20世纪70年代至今,井身结构经历了153/8”+81/2”、171/2”+121/4”+82/2”、171/2”+121/4”+95/8”、171/2”+95/8”、171/2”+121/4”+95/8”+81/2”等几种不同型号的变化,与其配套的套管结构则经历了相应的103/4”+51/2”、133/8”+103/4”+51/2”、133/8”+103/4”+7”、133/8”+7”、133/8”+103/4”+7”+81/2”等几种型号。不得不说由简入精,井身结构及其配套的套管结构已经越来越成熟完善。

(2)、钻井工艺

地热市场的占领在于将石油钻井中先进成熟的工艺和相关的水文、地热等条件有机结合起来,并且充分引进各种现代的设备,选用优质的钻头和各种机械参数,提高钻井的工作效率,缩短建井周期。再加上引进现代科学的泥浆工艺,在地热钻井过程中,针对不同的地层,采取不同的科学泥浆配方,以达到平衡钻井的目的。从70年代至今,钻井工艺也历经了非常大的变化,其变化更好地适应了现代地热钻井的施工和完成。

(3)、完井工艺

70年代的地热井的完井工艺主要采用水井式的完井方式,对于水层采用笼式过滤管,入井后采用投填砾料的方式,止水则采用投泥球封隔止水的古老方法。而90年代之后,由于地热井完井工艺的不断发展和完善,采用水井完井方式的同时还结合了石油完井工艺,针对不同的水层采取不同的方法。如:包网缠丝滤水管、不包网缠丝滤水管完井、裸眼完井等方式都产生了非常好的效果。止水方式上改进了传统的止水方法及装置,改进为混合式装置,又根据地热井多为大段混合开采的特点,在水层顶部设置了伞状防塌装置,确保了水层的稳定和寿命。

(4)、洗井工艺

传统的水井洗井方法就是反复地抽取和吸取。在地热井中则逐步引进了二氧化碳气举、酸化,高能气体压裂,压风机气举洗井以及活塞抽吸、高压喷射冲洗等方法,这些方法对于不同的地热井的施工都产生了良好的影响。

成井技术的分析

成井过程是地热井施工中最为重要的工序之一,由于不同的地热井所处的大地构造背景和热储层岩性不同,因此需要采用不同的成井方法来实现工程的顺利完成。就目前国内相对比较成熟完善的成井方法而言,先期完成法、后期完成法、裸眼完成法、筛管完成法和射孔完成法这几种成井方法是比较具有代表性的。

先期完成法

先期完成法适用于井比较深、上部地层比较复杂的地热井,它是在钻井中采用分别排除的方法的一种钻井工艺,完井工艺较为安全。

先期完成法是在钻达到目的层的顶部时,先下入技术套管来固定井壁,再用小尺寸的钻头钻至井深。下技术套管是为了能够封固住非采水段的井壁,隔绝深浅地层水以及满足下部施工的需要。

先期完成法的缺点在上文中也显而易见了,它实施起来较为麻烦,因此造成工期较长,投入相对较大。

后期完成法

后期完成法能够根据钻孔的资料自由地选择取水井段,而且其钻井的工期较短,投入相对较小。

后期完成法和先期完成法的区别在于,它在钻达到目的层的顶部时,先不下技术套管,而是用原有尺寸的小钻头钻至完钻井深,再根据各项资料的显示进一步下入技套或者其他工具来固定井壁。

后期完成法同样具有一些缺点,由其钻井过程可看出,它对钻井的技术要求非常高,而且完井下管和固定井壁的工艺也是相当的复杂。

裸眼完成法

裸眼完成法一般适用于井壁比较稳定的地区,比如火成岩类的裂隙型热储层等。它采用的是不下井管的方法,相较于其他需要下井管的方法而言,裸眼完成法的优点在于其出水口的截面积较大、出水量较大、阻力较小并且不易发生堵塞事故以及投资较少等。但是这种方法却不适用与砂泥浆剖面的地热井,因此不得不说此为一大遗憾。

筛管完成法

筛管完成法一般适用于砂泥岩剖面等沉积型的地层。它采用的是在取水段下入筛管的完井方法,此种方法若辅以填沙工艺即可起到防塌和防砂的作用,其优点不言而喻,即较为简单且安全。

射孔完成法

射孔完成法是一种较为特殊的完井方法,它主要是针对水量不足而未取水层段进行取孔以弥补缺点,或者不下滤水管直接在取水段射孔取水。射孔完成法无疑是在施工过程中出现上述两种或者以上的问题时及时采取的一种完井方法。由此我们可以看出完井方法的多样性以及其技术的成熟和完备。

【结语】成井方法的多样也在暗示着地形构造的多样性,只有掌握住每一种成井方法的优缺点,才能够熟练而不失稳重地把不同地形构造的地热井安全有效地完成,以保障地热井开发过程中必要的人身和设施安全。

每个地区的地形和地层构造都存在着多多少少的不同,针对不同的地层构造采取不同的完井方法是地热钻井的重要原则。热能不断地被发掘并且快速地发展,引发地热井开采的同时,需要不断改进和完善完井技术,从而推进地热井的安全有效开发和使用,造福于其他人,同样也造福于自己。

参考文献

[1]孔令珍、张新福、王荣生、张宁.地热井成井技术研究[J].地下水.2011年3月(33)、

[2]李砚智、张长茂.河北省地热钻井技术及成井工艺[C].中国地热能:成就与展望――李四光倡导中国地热能开发利用40周年纪念大会暨中国地热发展研讨会论文集.2010年10月、

[3] 李国栋.地热钻井技术的若干问题[J].地下水.2008年元月(30)、

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