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英文名称:Industrial Technology & Economy
主管单位:吉林省科技厅
主办单位:中国区域经济学会;吉林省科技信息研究所
出版周期:月刊
出版地址:吉林省长春市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1004-910X
国内刊号:22-1129/T
邮发代号:12-275
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1981
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关键词:页岩井;固井;防漏纤维水泥浆;施工
1、概述
泌页HF1井是位于河南省桐柏县安棚乡境内,是中石化集团部署在河南油田的第一口致密砂岩气小井眼水平井,设计井深4808m,技术套管完钻井深3565m。
安棚油田自2002年注水开发至今,已造成注采严重不平衡加剧了地层的复杂性,造成固井时易发生漏失、环空窜槽、水泥返高不够等问题。本井下情况极其复杂,多次发生井底垮塌,起下钻困难等复杂情况,为了处理复杂情况,泥浆中加入了含油基防塌材料。井壁和套管壁含油污多页岩易垮塌等情况,同时技术套管要求固井水泥浆返到地面,长封固段给固井施工带来很大的难度,同时固井质量提出了更高的要求。结合泌页HF1井的特点采用防漏纤维水泥浆体系,同时水泥浆密度低、失水量小、等固井措施,保证了技术套管固井质量,取得了很好的效果。
2、固井难点
安棚油田地层比较复杂,在钻进过程中出现井壁和套管壁含油污多、页岩易垮、井径不规则。给完井作业带来很多不利因素:
(1)封固段长因素
技术套管要求固井水泥浆返到地面,长封固段这样给固井施工带来了以下困难,水泥用量大,使固井施工压力高,易造成固井施工过程风险大。
(2)井径因素
一是:本井垮塌严重,缺乏井径数据,井壁和套管壁含油污多,难以清洗,影响固井质量;二是:页岩易垮塌,遇冲洗液和水泥浆后有可能再垮塌,三是:封固段长达3500多米,水泥附加量难以确定,要求水泥浆具有较好的性能,水泥浆配方、体系优选困难。
二、泌页HF1井技术套管施工采用的工艺技术
针对泌页HF1井钻井过程中的复杂情况进行分析,找出影响固井质量和固井施工安全的因素我们在施工工艺方面进行攻关。
1、水泥浆体系的研究
对水泥浆配方体系进行优选研究,要求水泥浆具有一定的防垮塌能力、防漏能力和良好的流动性。
通过室内水泥浆试验和施工现场数据采集,决定对水泥浆体系进行优化,上部井段(0-1600米)采用低密度加防漏纤维水泥浆体系,
水泥浆性能:密度1.65 g/cm3、游离水Oml、失水56ml、初始稠度22.1BC、稠化时间402min、可泵时间352min。强度试验:试验温度40℃、试验压力:常压,抗压强度11.0MPa/72h。
下部井段(1600-2600米)采用高密度加防漏纤维水泥浆体系,水泥浆性能:密度1.90 g/cm3、游离水0ml、失水42ml、初始稠度25.3BC、稠化时间188min、可泵时间164min强度试验:试验温度120℃、试验压力21.0MPa,抗压强度27.6MPa/24h。
2、选用套管附件
封固段长为了保证套管的居中度,优选双弓弹性扶正器,采取了以下弹性扶正器的加法:①2500-3000井段每2根套管每根加一只双弓弹性扶正器加25只,②3000-3560井段每1根套管每根加一只双弓弹性扶正器加56只,③浮箍浮鞋等特殊位置处,使用限位卡箍固定扶正器。本井共下双弓弹性扶正器81只。
为解决阻流环失灵问题,使用弹簧式强制复位式浮箍浮鞋,并在入井前进行了试压检验。管串组合上实现了三保险,来保证固井密封良好。套管管柱结构为:φ177.8浮鞋mm+φ177.8mm套管1根+φ177.8mm浮箍+φ177.8mm套管1根+φ177.8mm浮箍+φ177.8mm套管串+φ177.8mm连顶节
3、施工情况:
钻井队共计用24h下完套管,下入177.8mm套管325根总长3549.54m,固井施工按规定程序操作,依次注入冲洗液,水泥车注冲洗液15.0m3(清水)排量1.5 m3/min。注低密度水泥浆(导浆)10.0m3,平均密度1.58 g/cm3,排量2.0m3/min。注低密度水泥浆(领浆)96.0m3,平均密度1.64 g/cm3,排量2.0m3/min。注平均密度1.90 g/cm3水泥浆(尾浆)54.0m3,
低密度水泥浆(导浆)10.0m3,平均密度1.58 g/cm3,一是作为冲洗作用;二是作为水泥浆附加量。另外1.90 g/cm3水泥浆附加4方。因此采用两台注水泥车同时注水泥浆,以缩短固井施工时间,双泵最高注入排量2.6 m3/min,平均注入排量1.88m3/min。
开双泥浆泵顶替泥浆80.0m3后,见水泥浆返出井口后,改用单泥浆泵顶替,(共替泥浆95.0 m3),泥浆密度1.50 g/cm3,排量3.5-2.0m3/min,余4.2m3用水泥车单车顶替碰压16.OMPa。
为降低固井施工压力,保证施工安全,顶替时采用泥浆顶替(最高压力18.OMPa)。放回压到0,敞压侯凝,施工安全顺利结束。整个固井施工共用2h,水泥浆返地面7m3返出水泥浆监测的密度为1.60g/cm3。水泥浆侯凝3d测声副质量,全井为合格。
结语
(1)泌页HF1井的固井施工证明,用于页岩的技术套管技术措施能够满足固井要求,为今后的页岩井固井提供了借鉴。
(2)本井为保证套管的居中度,采用了双弓弹性扶正器,提高顶替效率。
时志国
***钻井公司
一、引 言
在钻井过程中,钻开天然气层后,气体有可能侵入钻井液;振动筛、除砂器、除泥器、钻井液枪、搅拌器等设备在工作过程中有可能使空气侵入钻井液。这些气体侵入钻井液后,会造成钻井液密度降低;会增加钻井液上返速度,引起循环罐过满或外溢;会使离心泵气锁、使水力旋流器、钻井液枪、离心机、灌注泵等无法工作,甚至会引起井喷的发生。气侵钻井液一直是钻井工程所遇到的难题。
人们一直在探索去处气侵钻井液中气体的方法,最初人们发现,向气侵钻井液中加水,会使钻井液密度上升(钻井液密度回复说明气体离开了钻井液),于是产生了最原始、最简单的除气办法;向循环罐内钻井液表面上洒水除气、向振动筛筛网面喷水除气。在弄明白水能除气的原理之后,人们发明了除泡剂代替水除气,并一直沿用至今。
在没有发明除气设备之前,一般使用搅拌器和泥浆枪搅动钻井液除气,这种方法见效慢、除气效率低。上个世纪40年代产生了除气设备,发展到现在已经有常压、真空、立式、卧式等不同结构、不同原理的除气设备,并形成了成熟的除气工艺流程。
二、气泡必须浮至钻井液表面并破裂
无论除气设备的外形、结构怎样变幻、无论除气设备采用的除气原理怎样不同,所有除气设备的基本除气原理都是一样的,就是使气泡浮至钻井液表面破裂。
侵入钻井液中的气体以大小不一的气泡形式存在于钻井液中,要想去除这些气体,必须使气泡脱离钻井液。分析气泡在钻井液中的存在状态(如图1),根据阿基米德定律,气泡的上升浮力等于气泡排开相同体积钻井液的重量:
其中,F——气泡浮力, g
r——气泡半径,cm
γ——钻井液的密度,g/cm3
可以看出,在同一钻井液中,气泡的浮力与气泡半径成正比,也就是说:大气泡比小气泡更容易浮上液面(见图2),
图1、气泡上升过程 图2、在高粘度钻井液中的小气泡
不能浮起来
图3 气泡在钻井液中的状态 图4 紊流将气泡带至液面破裂
但由于钻井液是高粘度、高切力的液体,气泡浮到液面需要很长时间,直径较小的气泡根本无法浮至钻井液液面。所以,处在钻井液中的气泡有两种状态(见图3):一种是气泡能浮到钻井液液面,并最终破裂;另一种是气泡被裹在钻井液中,既不能浮动,也不能聚集在一起形成大气泡。
产生气侵后钻井液中的小气泡特别多,要想去除钻井液中的气体,必须使小气泡运动到钻井液液面。利用搅拌器或是钻井液枪搅动钻井液,所增大的钻井液液面是有限的,而且效率很低。要想清除全部气体,必须使所有的钻井液都搅到表面,并且分布很薄,才能释放出气泡。于是产生了除气设备。所有除气设备的设计原则都是增大钻井液液面面积,使钻井液产生紊流,将气泡带至钻井液表面、使之破裂(见图4)。
三、除气设备布置方案
根据现用除气设备清除气泡直径的大小,可将除气设备分为两类:液气分离器和真空除气器。
循环罐内的气侵钻井液含有很多很多的小气泡,直径很小(≤1/16英寸),它们被裹在钻井液中,既不能浮动的,也不能聚集。所谓的大气泡是指起钻抽吸气或地层气体气侵形成的,大部分或全部充满井眼的环形空间某段钻井液的膨胀性气体,大气泡将造成环空排量增大,使钻井液管线过载,使钻井液从钻台钻盘喷出。当在循环罐内采用浅没式泥浆枪或搅拌器充分搅拌时,通常这些大气泡(直径在1/9~1英寸)会浮到钻井液表面。
液气分离器用于清除环空钻井液中的大气泡,处理量大于井口出口管线钻井液的排量。经液气分离器处理后的钻井液,还含有小气泡,可先经过振动筛除掉部分气泡,然后流入循环罐内。处理循环罐内气侵钻井液中小气泡的任务由真空除气器来完成。
液气分离器不属于正常循环系统的设备,一般只有当发生井涌时才使用。液气分离器安装在振动筛之前,进口管线同井口出口管线或防喷器的节流管汇连接,从液气分离器分离出的钻井液进入振动筛或直接流入沉砂罐;分离出的气体通过排气管线引到安全距离顺风排掉,或引入火炬管线燃烧。在设计液气分离器时,应保证能够处理可能产生的最大气体流量,为防止未除气的钻井液再次循环到井中,需在液气分离器上装一根旁通管线,一旦出现实际气体流量超过液气分离器处理能力的危险情况,就将未经除气的钻井液直接排入废浆池丢弃。
图 6 吸入口、流量平衡器的正确安装位置
图 5 除气器从沉砂罐后的第一个罐吸浆
真空除气器属常规除气设备,安装除气器时应使除气器从沉砂罐后的第一个钻井液罐中吸取气侵钻井液(见图5),经除气器处理过的脱气钻井液排入下游排浆罐中。 除气器的吸入口应位于吸入罐的下部(见图6),并且需在吸入罐中安装搅拌器,以保证真空除气器吸入的是搅拌均匀的气侵钻井液,需在真空除气器的吸浆罐和排浆罐之间需安装流量平衡器,安装位置要高一些,接近罐的顶部,这样来自排浆罐的脱气钻井液从上部进入吸浆罐,保证位于吸浆罐底部除气器的吸浆口吸入的是气侵钻井液。
图 7 流量平衡器在底部
液气分离器的安装位置是固定的,应在井口和振动筛之间;而真空除气器是撬装设备,安装的灵活性比较大,在现场中出现了一些安装错误:
图8 用钻井液枪搅拌钻井液
有些井队将流量平衡器安装在罐的底部(见图7),这样脱气钻井液由底部进入吸浆罐,由于脱气钻井液较气侵钻井液密度高,容易沉在罐底,使吸浆口吸入密度高、含气量小的钻井液,而含气量高、密度低的钻井液在罐内的上部,很难被吸入,使除气器的工作效率降低。
不安装搅拌器,用泥浆枪搅拌气侵钻井液(见图8)。除气器的处理能力是根据钻井液的循环量来设计的,用泥浆枪搅拌气侵钻井液,会使吸入罐中的钻井液量增加,超过除气器的设计处理量,使除气器不能正常工作。
有些井队将真空除气器安装在除砂器、或除泥器之后(见图9),这是非常不可取的。气体侵入钻井液,会使钻井液密度降低、体积膨胀,将真空除气器安装在振动筛之后可尽快清除气体,减少钻井液溢出循环罐的可能。除砂器、除泥器、离心机、钻井液枪等固控设备都要求用离心泵供给钻井液,而气侵钻井液可能造成离心泵叶轮气锁,使钻井液无法进入到离心泵中,造成由离心泵供浆的固控设备无法工作。
四、常用除气设备
1、液气分离器
一般常用的液气分离器有两种类型:封底式和开底式。
(1)、封底式(见图10)
图10、封底式液气分离器
除气罐底部封闭,钻井液通过一根U型管线回到循环罐内。除气罐内钻井液面的高度,可通过U型管的高度增减来控制。
(2)开底式(见图11)
图11、开底式液气分离器
分离器除气罐无底,下部半潜入钻井液中。罐内的液面依靠底部潜入深度来控制,这种分离器国外俗称“穷孩子”,说明其简易性。
目前最简单、最可靠的液气分离器是封底式的。开底式分离器次之,因为它的钻井液柱高度受到循环罐内液面高度的限制。
2、常压除气器(见图12)
图12 由阀控制的钻井液冲击层
常压除气器出现于上世纪70年代初,它通过浸入气侵钻井液中的泵将气侵钻井液送到罐内,在阀板的作用下,使气侵钻井液产生足够高的速度,形成钻井液薄层冲击罐的内壁,使气泡脱离钻井液破裂,钻井液与气体的分离。
图 13 卧式真空除气器
3、卧式真空除气器(见图13)
卧式真空除气器有一个长的卧式罐,在罐内有两块较长的向下倾斜的挡板,进口管线将气侵钻井液引至罐上部的槽内,两块挡板将钻井液分布开形成很薄的钻井液层(1/8英寸到3/8英寸),大部分气泡都能从薄层钻井液表面逸出并破裂。
4、立式真空除气器(见图14)
图14 立式真空除气器 图15 罐内锥体结构和钻井液薄层
立式真空除气器有一个矮的立式大直径的罐,罐内的锥体结构非常有特点(见图15),它由几个层叠在一起的圆锥体组成,结构紧凑,能提供较大的分离面积,气侵钻井液流经层叠的圆锥体表面形成钻井液薄层,气泡溢出破裂。
5、离心真空除气器(见图16)
图16 离心真空除气器
离心真空除气器利用真空泵的抽吸作用,在真空罐内形成负压,钻井液在大气压的作用下,通过吸入管进入旋转的空心轴,再由空心轴四周的窗口,呈喷射状甩向罐壁,在碰撞、真空及气泡分离器的共同作用下,浸入钻井液中的气泡破碎,气体逸出,真空泵抽出气体并将之排往安全地带,除气后的钻井液则由于自重进入排空腔,经旋转的叶片排出罐外。
五、结束语
通过以上内容我们了解到:所有气侵钻井液都必须经过脱气处理,必须保证提供给每台离心泵不含气体的钻井液,以确保离心泵的正常可靠运转,坚决杜绝再次将气侵钻井液循环至井内的情况发生。
要去除钻井液中所含气体,必须使钻井液中的气泡浮至钻井液液面破裂。所有的除气设备,无论它有什么样的外形、有什么样的内部结构,运用什么样的原理,它们的目的只有一个:将气泡带至钻井液表面破裂。产品的不断开发和性能的不断提高是永无止境的,研制出处理能力强、除气效率高、性能稳定、易于维护操作的除气设备,永远是研发人员追求的目标。
参考文献:
专业技术工作总结
贵州铝厂工贸实业总公司 龚凤凌
本人1995年从浙江经济高等专科学校工商系劳动人事管理专业毕业后,分配到贵州铝厂第三电解铝厂人事科工作,从事养老、失业、医疗保险统计管理及劳动合同的签订等方面的工作,1998年被厂部聘任为助理经济师;1999年3月调入贵铝工贸实业总公司人事科工作至今,除继续负责养老、失业、医疗保险统计工作外,还主要从事劳动工资方面的管理,并参与了公司2003年劳动用工、人事、分配制度的改革方案试行工作。现将本人自参加工作以来所从事的专业技术工作总结如下:
一、 养老、失业、医疗保险统计管理
本人参加工作后从事时间较长的专业技术工作,主要是养老、失业、医疗保险统计管理工作。95年,贵铝职工养老保险进入行业统筹阶段,刚刚起步的职工养老保险工作千头万绪要从最基本的职工养老保险信息的采集、整理、建立台帐记录做起。在人事科领导的指导下,我认真负责地做好职工的养老保险信息采集、登记工作,填写核算《贵州铝厂职工养老保险缴费基数过录表》,做好各类养老保险数据统计工作,保证信息的准确性、完整性和及时性;在办理、核算养老保险金的支付过程中,我灵活运用自己在校学习掌握的《社会保障学》及有关计算机数据信息库知识,将职工养老保险缴费基数的核算修改为一项简便、合理的函数公式,使单位职工养老保险管理工作由单一、老化的手工操作真正转变成了计算机科学管理,大大缩小了工作量,缴费基数核算的准确性也得到了提高,受到单位领导和职工一致好评。在完成厂内职工养老保险的前期阶段性工作后,在随后而来的失业、医疗保险统计数据的统计过程中,我准确理解各类统计指标的解释内容,保证各种保险统计报表基础原始数据正确,对上述保险统计报表体系中,指标栏目涉及内容较多,指标分解要求也较为细致的,我认真正确归类处理统计报表各项指标的内容,按统计报表的填报要求,使发生数据变化的逻辑关系正确,对表中指标数据发生重大变化的,及时调整并作变更说明,及时统计汇总。在实际工作中,这样烦琐的统计工作要求我作为一名业务经办人员,要时常进行细致的业务工作效果分析,从定性和定量分析的角度,对整个业务工作效果进行评价,才能得出准确的定量报表数据,同时,必要的企业保险统计数据报表综合分析也是做好此项工作的重要手段之一,以养老保险为例,从参保单位、参保职工、缴费人数、缴费基数到养老保险费的征缴额度的确定,相互之间形成了一条紧密的工作链,在指标参数都确定的情况下,各项指标之间的对应关系都是十分明确的。通过对统计报表各项指标数据的综合分析,我进一步提高了上报统计报表数据的准确性。多年来,我所在人事部门的保险统计信息资料,填报及时可靠,数据准确无误,多次受到有关业务部门的高度评价。
二、 日常工资管理和岗位工资制度改革
在工贸实业总公司人事科,我除主要负责上述类别的保险统计工作以外,还主要具体负责全公司职工工资管理工作。工贸实业总公司作为贵铝集体企业,其下属各分公司工资管理在经过该公司劳资员造表核算后,交人事科最后审核。我从99年到工贸总公司至今,公司实行的岗位结构工资制度变化不大,工资管理也成了一项较为简单的日常管理工作。尽管如此,我仍然小心认真地做好每月的劳动工资统计审核工作,保证各项原始数据准确无误,并根据上级各部门的要求,及时、准确地上报给各业务部门。包括每月向贵州铝厂人事处上报,每季度向贵阳有色公司上报,每半年和年终向贵阳市统计局、劳动局、白云区劳动局分别报送人事劳动工资报表等,除此之外,我还建立健全了公司职工工资管理各类各项记录台帐,并按规定办理日常的职工转正、职务变动、岗位变动及工龄变化等工作调整的办理工作,多年来,由我经手上报的各级各类报表无差错、无遗漏,时间上从不滞后,多次在有关业务检查、审核中受到上级业务部门的高度好评;2002年4月,贵铝分流改制上市,工贸总公司面临的内外生存环境都发生严峻变化,企业改革势在必行,在总公司领导的重视和支持下,由我科室具体承办的劳动用工、人事、分配制度改革拉开序幕,作为人力资源部的工资管理人员,我参与了公司推行工资实行全额浮动的劳动工资改革方案措施的制定、讨论和修改工作。在具体讨论、修改到最后的定稿过程中,我多次提出有见地、符合本单位实际的改革方案思路,受到主管领导的肯定。最后,由我执笔完稿的我公司劳动用工、人事、分配制度改革方案在经过反复的调查摸底、纵向核算比较后,在年初职代会讨论通过后开始实施。我公司实行的工资全额浮动方案,是在本人档案工资的基础上进行的合理变革。其中,劳动工资改革方案总的原则是,根据企业经济效益,总公司对各分公司实行总的全额工资浮动分配,职工每月只能领取原月均工资收入的60%,其余40%视单位经济效益上下浮动,半年兑现一次。同时,在我的提议下,公司还进行了岗位结构工资制的改革,我和同事们一起,对全公司职工工资收入进行反复核算比较后进行套改,将原来名目较为繁多的工资明细项目用统一的岗位工作制来套改替代,职工工资由岗位工资、奖金、职称补贴、保留工资四个部分组成,突出了岗位定收入高低的特点,公司职工收入分配制度真正形成了“岗位凭能力”“收入靠贡献”的格局。最初,实行这样大幅度的工资制度改革,尤其是在贵州铝厂范围内第一次实行这样的岗位工资改革,且实行全额浮动,肯定是触及了部分职工切身利益的,在科室领导的指导和帮助下,作为直接的业务经办人员,我对个别收入受到影响,暂时有抵触情绪的职工,耐心向他们做好细致入微的说明和解释、沟通工作,为公司2003年推行三项制度的改革起到了积极的作用。
各国煤炭储量分类方法和标准各不相同,因此各国煤炭储量级别意义不尽相同,储量数量差别较大。国外共同的趋势是把开采经济性放在首位,即以煤炭经济可采储量作为国际上煤炭储量比较的基础。世界能源委员会公布1994年末世界煤炭经济可采储量为10438.64亿t,美国位居第一,为2405.58亿t,中国位居第三,为1145亿t。由于管理体制不同,各国对矿井建设周期没有统一概念。在我国,矿井建设周期是指从立项开始到建成投产为止的时间。对井工矿而言,建井工期概念比较明确,有一定可比性。美国、澳大利亚和南非煤矿建井工期最短,一般为2年左右。井筒施工机械化程度
主要有两种计量指标,即原煤产量和商品煤产量。除中国、俄罗斯、哈萨克斯坦、乌克兰和印度采用国内外煤炭工业技术经济指标分析井筒施工机械化是指在凿岩、装岩和提升等各工序中使用机械作业。目前钻爆法施工仍是各国并筒施工的主要方法。采用钻井法凿井技术则实现了井筒施工完全机械化。联邦德国井筒施工几乎全部采用机械化配套技术装备,而钻井法凿井所占比例也已达39.1%,居世界领先水平。
矿井井型指矿井年生产能力。随着现代开采技术的发展,矿井井型有增大趋势。我国50年代和60年代建设的矿井一般年生产能力为45万t或60万t,而近年建设投产的大柳塔矿井设计年生产能力为600万t。英国赛尔比联合矿设计年生产能力1000万t,是世界上最大的井工煤矿。德国鲁尔煤炭公司对老矿井实行改造和合并,合理集中生产,该公司所属14个煤矿平均年生产能力300万t以上。
煤矿开采方法分地下开采和露天开采两大类。美国、印度、俄罗斯和澳大利亚等国均以露天开采为主。这些国家的共同特点是煤层埋藏较浅,适合露天开采,同时采用现代化大型露天开采设备。1994年美国露天产量为6.17亿t,占总产量的“%。美国最大的煤炭公司皮博迪煤炭公司所属煤矿均为露天矿,年产量超过1亿t。而我国露天产量仅占总产量的3.2%。在地下煤矿中,主要采用房柱式采煤法和长壁采煤法。房柱式采煤法是最传统采煤技术,其应用范围在逐渐缩小,目前只有美国、印度和南非等仍然以房柱式开采为主。长壁综采是现代采煤技术,发展极其迅速。美国长壁综采起步较晚,目前综采工作面虽然只有80多个,但所采用的综采配套设备和生产管理均属最高水平,单产和效益也是世界最高的。了采煤机械化程度采煤机械化程度是指机械化采煤工作面的产量占采煤工作面总产量的百分比,是表示现代化采煤技术应用程度或者说手工作业减少程度的一个重要指标。联邦德国西部、英国和美国采煤机械化程度均已达到100%。其中联邦德国西部和英国全部采用综采,而美国综采则只占36%。我国国有重点煤矿采煤机械化程度为72%,综采占47%。如果将地方煤矿和乡镇煤矿考虑进去,则这两项指标将比上述数字低得多。8掘进机械化程度国内外反映掘进机械化程度的指标主要有两24个,即掘进装载机械化程度和综掘机械化程度。国内外关于掘进装载机械化程度概念和统计范围基本一致。只要掘进和装载工序采用机械作业,其进尺都可以计入,因此各国掘进装载机械化程度指标差别不是很大,例如俄罗斯和中国1994年掘进机械化程度分别为84%和72%。采用部分断面掘进机和全断面掘进机掘进称为综合机械化掘进,是现代化掘进技术发展的方向。目前各国研制的掘进机一般只适用于煤巷和半煤岩巷掘进,而岩巷掘进一般仍采用钻爆法掘进。综掘机械化程度更能反映掘进技术的先进。我国综掘机械化程度与先进国家相比差距很大。例如,1990年英国综掘机械化程度已达86%,1994年俄罗斯和中国该项指标分别只达到48%和n%。而且我国把使用掘进机、液压钻车和反井钻机掘进均计入综掘进尺。
关键词:工业锅炉 节能技术 经济学评价
中图分类号:TKll+4 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)04(c)-0228-01
随着全球能源形势的日趋严峻,燃料消耗量巨大的锅炉也面临着提高能效,减少排放的问题。在这种形势下,各种节能技术不断涌现。对于工业锅炉的使用者选择何种节能技术,主要考虑两个方面:这种节能技术是否适应自己的生产状况;节能技术是否有较大的经济效益。该文采用基本的经济学技术评价方法―静态评价法对目前几种常用的节能技术进行评价,从中可以看出其各自的经济效益。
1 节能技术经济分析评价方法
节能技术经济分析是一项目的投资费用、经营成本、销售成本、折旧与大修基金、销售收入和利润以及税金的计算为基础,通过综合分析项目的现金流平衡情况,对投资的回收期、内部收益率等评价指标进行计算,从而对项目的效益做出定量评价。
投资费用包括固定资产投资和新增流动资金两部分。固定资产投资包括建筑和安装费用。新增流动资金指企业因节能技术改造所需流动资金的增加额。
对于节能技术改造项目的经济评价,主要使用经营成本。经营成本按产量变化关系可划分为固定成本和可变成本两部分。固定成本指在一定生产水平范围内,不随产量变化的部分费用;可变成本是指随产量变动而变化的部分。
折旧费与大修基金在计算中按年折旧费与年大修基金定量。计算方法为:年折旧费等于新增固定资产值乘折旧率;年大修基金等于年折旧费乘大修提取率。其中新增固定资产投资包括建筑、设备等直接投资和分摊投资。折旧率按设备设计年限所得。
由于工业锅炉的节能技术项目相对投资额较小,其投资额的时间价值可以忽略,我们采用静态评价方法。节能项目的静态评价方法主要计算绝对回收期、投资利润率、投资节能率、节能投资率和年计算费用等几个指标。
2 工业锅炉常用节能及节能改造技术
链条锅炉改沸腾锅炉。沸腾燃烧相对链条炉具有燃烧强度高,换热效果好等优点。将链条炉改为沸腾炉常采用鼓泡床沸腾燃烧方式,多应用于6 t到35 t的锅炉。
热载体锅炉余热回收。由于热载体锅炉介质温度较高,其排烟温度也较高,经统计热载体锅炉的排烟温度在360 ℃左右。通常这部分烟气直接排放到大气中,造成浪费。如在热载体锅炉系统中装配烟气回收装置,即可回收废热,并降低了排烟温度。
分层燃烧技术。我国燃煤工业锅炉大多为正转链条炉排锅炉,煤块在煤层中无序分布,部分区块煤层密实阻碍空气使煤块缺氧燃烧,降低了锅炉效率。使用分层燃烧技术,使大中小三种煤炭颗粒按下到上有序排布,提高燃烧效率。
我们分别以35 t链条炉改沸腾炉项目、3.5 MW热载体锅炉余热回收装置项目及20吨链条炉安装分层给煤装置项目为例进行经济评价,各自数据见表1。
3 节能项目的静态评价结果
从计算结果可以看出,三种节能项目中分层燃烧节能改造项目回收期最短,投资利润率和投资节能率最高,年计算费用最低,在静态评价方法中取得的指标最好。所以在20 t燃煤锅炉选择节能项目时,可优先选择安装分层给煤装置。从该项目的数据中就可以看出,其投资总额小,安装周期短并且提高燃烧效率效果显著,在实际使用中,分层给煤技术也较为广泛应用于10 t以上的燃煤链条锅炉。可见,使用节能经济学评价方法能对繁复的节能技改项目做出客观的经济效益评价,为锅炉使用单位提供选择的依据。
参考文献
[1] 丁守宝.中小型锅炉节能环保新技术[M].北京:化学工业出版社,2009.
钢铁工业作为我国经济发展的重要组成部分,在全国二氧化碳排放总量大概占12%左右,并且这个占比仍然呈现出上涨趋势,新时期面临严峻的节能减排压力。为了能够有效降低二氧化碳排放量,应该大力推动低碳经济发展,促进钢铁行业能够健康持续发展,创造更大的经济效益[1]。低碳冶金工程技术,是冶金工业发展的主要趋势,受到了世界各国政府广泛关注和重视,并大力推动低碳冶金工程技术发展。基于此,为了能够推动冶金工业健康持续发展,应该明确冶金工程的节能减排要求。尤其是在当前的煤炭资源和铁矿资源急剧减少,温室效应愈加明显的形势下,在不同程度上影响社会生产生活。因此,新时期低碳冶金工程技术逐渐成为有待解决的关键性问题。
二、低碳经济下的冶金工程技术
1.可循环钢铁流程。钢铁工业在建设和发展中,对于资源和能源的消耗量较大,加之生产规模大,流程长,很多工序复杂、密集。所以,在生产过程中伴随着不同程度上的能量和物质排放,可能会污染生态环境,成为新时期循环经济发展的关键切入点。大力推行新一代循环钢铁流程,有助于优化钢铁工业生产和物质排放的缺陷,切实提升资源和能源利用效率,推动冶金工业发展。从我国新一代可循环钢铁流程工艺分析来看,具有突出的连续、紧凑和动态的流程特点,同时也可以有效降低能源消耗,实现废物回收利用[2]。2.氢冶金。氢是一种无污染的能源,国内外对其重视程度不断提升,并投入了大量的资金予以开发和研究。同时,氢气是一种清洁的还原剂,不需要转换剂即可参与到还原反应中,比碳的还原效率要高,可以作为还原剂创新冶金技术,有效降低冶金中的二氧化碳排放问题,实现无碳冶金成为可能,与可持续发展战略相契合。氢冶金主要是用于钢铁冶金中,受到了社会各界广泛的关注和重视,通过对铁矿石的氢还原反应,消除冶金中的二氧化碳排放。同时,氢气低温还原工艺主要是在固态条件通过氢气来还原铁矿物质,从而获取一定金属性质的海绵铁。当前,铁矿石中氢气低温还原反应中对于氧气的消耗量较大,资源利用效率偏低,原料供热以及反应装置设计中还存在一系列问题有待完善。3.冶金环保和节能。第一,在冶金二次资源综合利用。主要是将炉渣二次回收利用,由于炉渣中八廓铁合金渣、高炉渣以及电炉渣,在二次资源回收利用中取得了较为可观的成效。当前,我国的冶金渣更多的是用于制作矿渣水泥,但由于冷却工艺不同,具体用途存在一定的差异,主要包括高速公路路基材料、铁路道渣、农业肥料和矿渣铸石等,作出了重大的贡献[3]。转炉渣中含有一定数量的铁物质,如何能够有效提取和利用成为当前首要的工作方向。而转炉渣在广泛推广和应用中,可以用做水泥原材料,优化配合比。第二,烟气脱硫技术。二氧化硫主要是含硫化石燃料燃烧后产生,而我国是一个以煤炭资源为主的国家,煤炭资源消耗量较高,钢铁行业二氧化硫排放量仅排在电力行业之后,在全国第二位。因此,钢铁行业中的二氧化硫排放更多的是来源于烧结环节,在企业二氧化硫排放总量占70%以上。所以,如何能够有效脱硫成为当前冶金工程技术创新和发展的关键。
三、结语
在低碳经济下,为了能够建立资源节约型社会,应该明确当前时展要求,注重对冶金工程技术的创新和完善,融入低碳经济发展理念,尽可能降低冶金工业中的能源和资源消耗,提升资源利用效率,降低环境污染,推动社会和谐发展。
作者:李晓翔 单位:中冶京诚工程技术有限公司
参考文献:
[1]孙航,贺西平,周长朴,等.浅析低碳经济对钢铁产业的影响[J].甘肃冶金,2015(6):45-47.
低碳经济
(3)我国钢铁工业碳排放影响因素分解分析 何维达 张凯
(11)碳排放约束下京津冀都市圈全要素能源效率研究 王喜平 孟明 刘剑 蒋理
(20)基于gm(1,1)模型的东北三省人口——经济系统协调发展研究 张秀英 谷晓蕾
(26)城市化、产业结构调整与环境污染的动态关系——基于var模型的实证分析 王瑞鹏 王朋岗
(32)能源、经济和环境作用机制及其实证分析 崔立志
企业经济
(41)epc项目tmt运作效能关键影响因素实证研究 赵辉 王雪青
(47)技术转移效率及产权治理——基于不完全契约的视角 刘清海 史本山
(53)企业商业模式的创新联动结构与创新机制研究 王水莲 常联伟
(61)愿景构建,高绩效人力资源实践与企业绩效之间的关系研究 丁宁宁
(68)创业者与风险投资家间信任对增值服务的影响研究 张识宇
创新研究
(76)联系度改进topsis法的中部六省区域创新能力研究 郭丽芳 王汉斌 樊小霞
(83)基于两维的集群供应链技术创新行为演化分析 左志平 黄纯辉 夏军
(90)国家创新体系视角下的创新型企业建设工程绩效评价 刘兰剑 董雪
(102)企业创新国际化发展模式研究 谢钰敏 魏晓平
产业经济
(109)ofdi逆向技术溢出对高技术产业全要素生产率的影响研究——基于malmquist指数和动态面板数据模型的实证分析 任治君 高文玲
(118)产业集群发展影响因素研究——基于电子及通信设备制造业省级面板数据实证分析 卢华玲 周燕 樊自甫
(127)科技政策与产业政策比较分析及配套对策研究 沈旺 张旭 李贺
(134)基于效率视角的医药行业集中度提升路径研究 刘西国 徐伟 王健
(141)战略性新兴产业与军民融合 孟斌斌 李湘黔 王月
综述研究
(145)建设工程领域工程合谋现象研究综述 乐云 单明
(152)管理控制领域的研究热点分析 陈明 侯剑华
无
关键词:石油工程;井下作业;修井技术;现状;工艺优化
0引言
近年来,随着我国经济的飞速发展,我国对于油气资源的需求量也越来越多。石油工程井下作业的工作状态以及修井技术的工艺手段能够对整个石油工程的效率以及产量产生很大的影响。另外,技术手段的更新换代能够有效拓展油井的开采量,从而进一步满足我国对于石油的巨大需求量。也就是说,如果在石油工程井下作业过程中修井技术得不到很大的提高以及改善,那么很大可能整个石油工程也会出现很大的不足之处,甚至于会拉低整个石油工程的进度以及开采石油的质量,所以针对石油工程井下作业修井技术现状以及工艺优化的相关完善机制就显得非常重要。
1石油工程井下作业有关修井技术的现状探索
1.1修井设备的维护和管理
想要提升我国石油工程井下作业的修井技术必须要重视最为重要的一点就是对于修井设备的维护和管理。因为在实际石油开采过程中,设备的完好状态会在很大程度上影响到石油开采的效率和质量,只有保证设备的完整性,才能够保证石油工程作业的顺利进行。再加上我国地域辽阔,且油气资源在地区分布上非常不均,为了各个地区的经济发展需求,国家只能将油气资源从充足的地区运输的贫瘠的地区。通过这个角度,我们也可以看到石油工程对于整个国家的发展都具有非常重要的意义,所以修井设备的质量安全和工作性能的重要性就不言而喻。所以工作人员必须加强对于修井设备的维护管理力度,才能保证修井设备的工作性能稳定发挥。通常来讲,修井作业过程中所需要的设备多种多样,并且需要根据修井作业类型的不同选择不同的修理设备。从启动到旋转过程都是由各自专业的设备进行作业,其中,在启动时一般需要为修井作业提供动能以及井口的相关设备。而修井机通常也分为履带式以及轮胎式这两种种类。而由于轮胎式修井机具有安全系数较高的优点,使得在实际修井作业过程中的使用频率相对较高。
1.2作业事故问题
在修井作业过程中所面临的另外一大挑战就是作业事故问题。因为井下作业由于其作业地点的特殊性,如果在修井过程中出现操作不当或者是由于其他自然因素,都会很容易导致井下作业事故的发生,从而对井下作业工作人员的生命财产安全造成很大的威胁。通常来讲,修井作业过程中的事故原因有两种:一是井下的地质结构由于石油作业的破坏导致事故的发生;另一种就是由于人为作业过程中出现操作失误导致事故的发生。
1.3井下打捞工作
修井作业过程中还包括井下打捞工作。在石油工程井下作业过程中,发生的最多的事故主要是落物以及卡钻。而这两种事故都必须要通过打捞工作才能缓解事故对于石油工程井下作业的影响。打捞工作通常是以裸眼、套管以及油管这三种打捞方式为主,并进行井下事故的相关修理作业。在打捞的过程中,修井作业团队要进行合作,尽量减少由于操作不当导致的一系列井喷事故。而打捞设备还分为内捞和外捞两种方式,这两种打捞方式的打捞水平和国际上的修井打捞作业水平还存在着很大的差距,我国打捞工艺技术还比较落后,使得井下作业修井技术的效率和质量都严重滞后。
2石油工程井下作业修井技术工艺优化的相关措施及建议
近年来随着我国科技的发展,石油工程井下作业修井技术工艺的整体水平也提升了很多,但是仍然有很多现实问题没有解决,所以石油企业仍然需要探究新的、更好的技术工艺优化方法。
2.1提升修井技术相关人员的作业水平
石油企业应该为修井技术相关人员安排定期的培训,这样一方面是保证修井技术相关人员可以不断更新自身的专业知识和专业技能,使得在工作过程中能够更加及时地发现其中存在的问题,并且采取正确的措施予以纠正,从而大幅度降低修井作业过程中安全事故发生的可能性。石油工程安全部门还需要建立“责任到人”的管理制度,将具体的设施管理工作落实到具体的单位或者个人身上,让他们各自承担相应的安全责任。这样一方面是保证每个工作人员都能够认真负责地对待井下安全管理工作,减少因为人为原因出现安全事故的可能性。另一方面,如果真的发生了安全事故,那么企业可以在第一时间找到相关责任人,从而更加迅速地发现安全事故发生的原因,这也为安全事故的解决节约了时间。另一方面,企业需要通过培训提升修井技术相关人员对修井作业的安全责任意识,只有修井技术相关人员充分地认识到修井作业过程中安全以及专业知识技能的重要性,才能够在工作中更加认真负责,才能最大限度地避免井下修井作业过程中事故的发生。
2.2加大对修井作业工艺技术程序的优化
在进行我国石油工程井下作业修井技术工艺优化的过程中,需要对修井程序过程进行优化,因为只有优化了修井程序才能进一步保证修井作业的顺利进行。具体而言,修井过程中需要明确修井过程的实际目标,确定优化主题,收集与优化对象相关的一系列信息,并且分析确定这些优化对象之间的关联,最后根据实际的修井作业要求,将这些信息充分利用,从而制定出相关的施工技术方案。具体而言,需要根据井下修井作业的实际情况引进先进的科学优化技术,从而大幅度提升修井作业工作的整体管理水平。第一,石油工程安全部门需要建立完善的监控系统,对井下修井作业设施设备实施24h不间断的动态监控,这样可以保证石油工程安全部门能够更加及时地发现其中存在的问题。第二,引进现代科技建立自动报警系统,在关键设备处安装智能感应系统,一旦关键设备的参数出现异常,那么系统就可以自动预警,这样工作人员就可以及时地排除安全隐患,同时排除效率大幅度提升。
2.3加大对修井设备的检修和管理工作
石油工程安全部门需要定期检查和维修油气储运设施,同时检修内容、检修时间、检修人员等都必须做出明确的规定,这样才能够保证定期检修工作能够得以顺利的推行。在检修过程中,工作人员需要详细地记录修井设备设施的相关数据信息,这样一方面是为了证明检修工作确实被保质保量的完成,另一方面如果设施被检查出存在问题,那么记录的数据就可以作为安全问题分析的重要依据。同时,对井控的工具和装置进行全面的优化能够促进对于油气层的控制,从而减少井下作业对地质层造成的污染。因为如果井下的油气层遭到破坏,将会阻碍井控的正常开展,还会制约油井的产油量。