第一篇：水力加壓技術在石油鉆井中的應用

水力加壓技術在石油鉆井中的應用

山東偉創(chuàng)石油技術有限公司

概 述

水力加壓技術是一項廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)及其產(chǎn)品中的實用技術。根據(jù)其液壓能轉化為機械能的原理研制的水力加壓裝置，應用于石油天然氣鉆井作業(yè)中，可以在不消耗額外能量、不需要其它特殊設備的情況下，利用循環(huán)鉆井液產(chǎn)生的液壓力給鉆頭加壓，從而為鉆頭提供一個穩(wěn)定的鉆壓，有效地改變下部鉆具的受力狀態(tài)，改善鉆頭和鉆具的工作條件，達到加 快鉆井速度、延長鉆頭、鉆具的使用壽命、減少井下事故、保證井身質量、減輕司鉆勞動強度的目的。常規(guī)鉆井是靠鉆頭上部的鉆鋌重量給鉆頭加壓，為了獲得穩(wěn)定的鉆壓，需要司鉆小心翼翼地精心操作，均勻送鉆。采用液力加壓技術給鉆頭加壓，不但可使鉆頭獲得穩(wěn)定的鉆壓，而且還能起到吸震防跳、保護鉆頭鉆具、實現(xiàn)自動送鉆、保證井身質量等作用。是石油鉆井中一項投入小、效果明顯、容易操作的實用技術，值得推廣應用。在20 世紀90 年代國外首先將液力加壓技術應用于石油鉆井中。國內應用此項技術是在1996 年塔里木油田所鉆的和4井，在深部φ104.65mm小井眼中使用了美國貝克—休斯公司生產(chǎn)的85.73mm水力推進器。隨后國內西南石油學院、山東偉創(chuàng)石油技術有限公司等也開始研制相應工具，現(xiàn)場試驗均取得了一定的效果。但是由于多數(shù)現(xiàn)場技術人員對此項技術了解較少，對其工作原理及井下鉆具受力情況仍有不同認識，現(xiàn)場試驗應用的范圍有限等，因而使得該項優(yōu)越的技術不能廣泛推廣。下面結合試驗水力加壓裝置的現(xiàn)場實踐，論述液力加壓裝置的工作原理，分析其使用前后鉆具在井下的受力狀態(tài)，總結其所起的作用，回答使用該裝置時人們可能存在的一些疑問，提出現(xiàn)場應用的幾種鉆具組合。旨在為推廣應用此項技術提供理論依據(jù)和技術支持。

一、結構與工作原理

1、基本結構

如圖1-1所示：根據(jù)水力加壓原理研制的水力加壓裝置（單級）由上接頭、缸體（外筒）、活塞、心軸（花鍵軸）、花鍵體、下接頭等組成。其基本結構簡單，加工制造容易。

2、工作原理

水力加壓器在使用時連接在靠近鉆頭的下部鉆具中（上接鉆鋌，下接鉆頭）。鉆進（工作）時，開泵循環(huán)鉆井液，鉆具內高壓流體直接作用于活塞端面上，產(chǎn)生推力推動活塞下行，下接頭 花鍵軸 傳動軸 低壓腔 活塞 缸套 高壓腔 上接頭

通過與活塞相連的心軸（花鍵軸）傳遞推力給鉆頭，此推力即為鉆進時所需鉆壓。

3、液壓力計算

鉆井液從鉆井泵→地面管匯→高壓立管→水龍帶→水龍頭→鉆具內→鉆頭（噴嘴）→環(huán) 1 空→地面鉆井液罐→鉆井泵，形成一個循環(huán)系統(tǒng)，從而泵壓為：泵壓＝所有地面管匯壓耗＋鉆具內壓耗＋鉆頭噴嘴壓降＋環(huán)空壓耗當井身結構、鉆具組合、鉆頭噴嘴、鉆井液密度、排量等一定時，鉆具內某一點處的液體壓力是可以計算出來的。那么，在水力加壓裝置活塞上面（高壓腔內）的液體壓力也是可以求出的。即：液體壓力P＝鉆頭噴嘴壓降Pb＋加壓裝置以下鉆具內壓耗PL又當液力加壓裝置加工成后，其基本尺寸一定，通過計算即可求出當量面積S（或廠家給出計算面積）。

4、鉆壓計算

由上述分析可知：施加在鉆頭上的鉆壓的大小，與作用于活塞上的液體壓力、活塞有效面積以及液力加壓裝置以下鉆具、鉆頭的重量成正比。即

W=F+G1+G2+G3 式中：W——施加在鉆頭上的鉆壓，kN

G1——傳壓桿及接頭重量，kN

G2——液力加壓裝置以下鉆具重量，kN

G3——鉆頭重量，kN 如果水力加壓器直接接在鉆頭上，在鉆井實踐中可以忽略其他重量及裝置壓耗，那么液體壓力可近似等于鉆頭壓降，即：

P≈Pb

W≈0.1PbS

二、水力加壓器井下工作狀態(tài)分析

現(xiàn)場使用水力加壓器，應懂得其工作原理，了解其結構，會計算推力的大小，而明白其在井下工作狀態(tài)、受力情況更是使用好工具的關鍵。

1、工作行程

水力加壓器的工作行程即為活塞在缸體內移動的距離。此行程由研制者設計，加工成后，該行程也就固定了。此節(jié)主要說明在使用中如何觀察判斷。

使用液力加壓裝置鉆進前，鉆頭提離井底先開泵，此時活塞在下止點，行程全部打開，指重表顯示鉆壓為“0”。下放鉆具鉆頭接觸井底后，鉆壓很快升到計算值，在下放鉆具一個行程的距離，鉆壓保持不變，活塞到達上止點，此時停止送鉆，工具會保持一定鉆壓鉆進。當鉆壓顯示值減小時，活塞到達下止點，即完成一個工作行程。再次下放鉆具送鉆，開始下一

個行程的鉆進。此即為自動（在有效行程范圍內）送鉆功能。

2、受力分析

水力加壓器在井下怎樣工作，受力狀態(tài)如何，怎樣傳遞壓力，如何判斷壓力大小，常規(guī)使用鉆鋌加壓所稱“中和點”的概念還有沒有等，都是需要解決的問題，也有部分技術人員對此懷有疑問。筆者試圖通過液力加壓裝置在井下工作時受力情況的分析解決這些問題。（1）鉆壓顯示的分析

如圖2-1所示，液力加壓裝置可以看作是一個倒置的注射器。

圖中G為鉆具重量、G′為大鉤的承載力、F為高壓液體作用于活塞處的推力（向下）、F′為向上的液壓力、W′及W為地層巖石對鉆頭的反作用力。水力加壓器在井下有四種工況：

圖a為不工作（未鉆進）或液壓力大于實際鉆壓時，活塞位于工具的下止點（行程全打開）； 圖b為鉆頭接觸井底，液體推力F等于鉆壓W時，活塞在缸筒內處于浮動狀態(tài)（正常工作狀態(tài)）； 圖c所示為鉆頭接觸井底、液體推力F小于鉆壓W時，活塞位于上止點（行程關閉）時的情況。

中和點

圖 2-1 圖 2-2 圖 2-3 無論哪種情況，整個系統(tǒng)的受力可以簡化為: 大鉤的承載力G′、鉆具的重量G、向下的液壓力F、向上的液壓力F′、地層巖石向上的反作用力W。其關系式為： G′+F′+W = G+F 而 F = F′

則 W = G-G′

我們知道，“G-G′”

即為鉆壓，所以使用水力加壓器可像常規(guī)鉆井一樣，直接通過指重表觀察鉆壓的大小。（2）下部鉆具受力情況分析 就一般情況講，使用液力加壓裝置仍需要加入鉆鋌。但此時鉆鋌的作用不是直接給鉆頭加壓，而是平衡液壓推力的反作用力，以及為保證井身質量而使下部鉆具具有一定的剛性。

圖2-2為常規(guī)鉆鋌加壓的情況。為了保證一定的鉆壓，必須加夠一定長度的鉆鋌，使下部鉆 鋌的重量大于可能要施加的最大鉆壓。而靠近鉆頭L長度的鉆鋌的

重量正好等于鉆壓時，L長度處的點（截面）稱為“中和點”。中和點以下鉆鋌受壓力，（鉆具自身重量導致），以上鉆具受拉力。但是由于加壓不穩(wěn)，井下跳鉆等影響，中和點是上下移動的，中和點處的鉆具所受拉、壓交變應力變化頻繁，因而此處的鉆具極易疲勞破壞。圖2-3為使用液力加壓裝置的情況。

當液推力等于鉆壓時，活塞處于浮動狀態(tài)。因為裝置缸筒內徑（活塞直徑D）大于上部鉆鋌內徑（d），則在內徑變化處產(chǎn)生液體上頂力（F′），鉆鋌的主要作用之一是平衡此上頂力。顯然，F(xiàn)′小于鉆壓W，因而需要平衡, F′的鉆鋌的重量或長度也小于常規(guī)鉆鋌加壓所需要的重量或長度。

又因常規(guī)鉆鋌（加壓部分鉆鋌）的長度（中和點的位置）取決于加壓的大小，而使用液力加壓裝置所需鉆鋌的長度由液力加壓裝置的結構及上部所接鉆鋌的內徑?jīng)Q定（當然也和鉆壓有關），而且使用水力加壓器中和點的位置是固定的，且已不是原來中和點的意義了。

三、水力加壓器主要功能

在石油鉆井作業(yè)中應用水力加壓技術，其優(yōu)越性是在不需增加額外設備、不消耗額外能量的情況下，只接入一個液力加壓裝置即可改變常規(guī)鉆井靠鉆鋌加壓的模式，使鉆頭與鉆鋌由剛性聯(lián)結變?yōu)槿嵝月?lián)結，由給予鉆頭的硬性、變化的鉆壓變?yōu)榉€(wěn)定、柔性的加壓，大大改善了鉆頭和鉆鋌的工作條件。理論分析和現(xiàn)場實踐均表明，使用液力加壓裝置可以起到以下幾 個主要作用。

1、平穩(wěn)、恒定的加壓功能，有利于加快鉆井速度

眾所周知，鉆井作業(yè)中加壓鉆進，最忌忽高忽低，加壓不穩(wěn)。而常規(guī)鉆井靠司鉆操作，下放鉆具加壓，不但鉆壓傳遞滯后，也不可能保持恒定的鉆壓。加之鉆頭跳鉆、井斜鉆具托壓 3 等原因，更會使實際鉆壓不穩(wěn)。而采用水力加壓器會得到均衡、穩(wěn)定的鉆壓，因而有利于提高鉆井速度。

2、有效的吸震、防跳作用，能夠保護鉆頭和鉆具

常規(guī)鉆井中為了防止跳鉆，要使用減震器。減震器一般有機械式（彈簧減震）和液壓式（液壓有吸震）兩種。機械式易損壞，液壓式由于工具空間的限制，所加液壓油有限。而液力加壓裝置活塞上部是敞開的，整個鉆具內的上千米液體（鉆井液）均為吸震液體，從而能夠有效地吸震防跳，延長鉆頭和鉆具的使用壽命。

3、用于定向井、小井眼中，可提供穩(wěn)定、真實的鉆壓

在定向井中，由于鉆具摩阻力的影響，使鉆壓的傳遞滯后且極不穩(wěn)定，忽大忽小，容易出現(xiàn)“假鉆壓”現(xiàn)象。而且為了防止鉆具粘卡，一般要求司鉆“點送”鉆，這更加劇了鉆壓的不穩(wěn)定性。使用液力加壓裝置，在有效行程內，司鉆可以點送且送鉆下放的幅度大，不但能有效地克服摩阻力，還可保證鉆壓真實穩(wěn)定。小井眼使用小鉆具，由于柔性大、鉆具彎曲貼靠 井壁，同樣使加壓不穩(wěn)，出現(xiàn)假象。使用液力加壓裝置可在一定程度上克服此種現(xiàn)象的發(fā)生。

4、在行程范圍內實現(xiàn)自動連續(xù)送鉆，減輕司鉆的勞動強度

常規(guī)鉆進時要求司鉆精力集中，連續(xù)送鉆，此時司鉆就要不停地抬、壓剎把，稍有不慎，就會出現(xiàn)溜鉆現(xiàn)象，司鉆的勞動強度較大。而使用液力加壓裝置司鉆可以“點送”，即間歇送鉆就可保持一定鉆壓鉆進。如裝置設計行程為0.3米，天車、游車為5×6繩系，則絞車滾筒外緣轉動3米相當于鉆具下放0.3米。那么司鉆一次下放0.3米即可煞住剎把，讓工具自動送鉆。這樣，不但便于司鉆觀察情況，也大大緩解了其精神緊張的壓力，降低了勞動強度。

5、增強了下部鉆具的剛性，有利于防斜打直，保證井身質量

下部鉆具的彎曲是導致井斜的一個重要原因。為了保證下部鉆具的“直”，技術人員采取加大鉆具直徑、設計不彎鉆鋌等辦法。而采用液力加壓裝置即可增加下部“直”鉆具段的長度，相當于增強了下部鉆具的剛性。在常規(guī)鉆井中，下部鉆具由于自重而引起彎曲，其產(chǎn)生彎曲（一次彎曲）的長度（重量）與施加的鉆壓密切相關。為了不使鉆具彎曲就要控制鉆壓。而使用液力加壓裝置后使鉆具彎曲的長度（重量）只與該裝置與上部所連接鉆具的臺階處產(chǎn)生的上頂力有關，顯然，該上頂力小于鉆壓，因而增加下部“直”鉆具段的長度。如在φ215.9mm井眼中使用φ158.75mm、內徑為φ71.44mm的鉆鋌，鉆井液密度為1.2g/cm3，經(jīng)過計算可知，鉆鋌長度達到38.9 m時就發(fā)生彎曲（一次彎曲）。為保證井身質量，可施加的鉆壓不能超過40.14kN。若使用φ165mm液力加壓裝置，鉆壓可控制在55.483 kN，提高了 38.22%。這樣，在可比常規(guī)鉆具組合加壓大的情況下，還能保持鉆具不發(fā)生彎曲，相當于增強了鉆柱的剛度。

6、配以適當?shù)你@具組合，可以起到良好的降斜作用

前已述及，平穩(wěn)加壓、保證鉆具的剛性，是防止井斜、保證井身質量的重要因素。而在需要降斜時，采用液力加壓裝置配以適當?shù)你@具組合，可以提高鉆具穩(wěn)定器的位置，增大鐘擺降斜力，從而起到較好的降斜作用。

四、注意問題

現(xiàn)場使用水力加壓器，有幾個問題需要注意。

1、鉆壓的調節(jié)

在鉆進中，由于情況的變化需要調節(jié)鉆壓。在設計水力加壓器時，均考慮了現(xiàn)場實際情況，根據(jù)不同鉆具組合及鉆頭尺寸設計了不同尺寸、不同級別（單級、雙級、多級）的工具。同時還可設計截流塞用于調節(jié)鉆壓的大小?，F(xiàn)場可根據(jù)需要選擇不同規(guī)格、不同級別的液力加壓裝置。并根據(jù)實際組配鉆頭噴嘴，以使其產(chǎn)生所需要的壓降。另外，由于目前鉆井所用鉆 4 井泵，其功率、排量都較大，有調節(jié)的余地，可在鉆進時適當調節(jié)滿足鉆壓需要。在上述都調節(jié)不成時，水力加壓器允許在關閉或打開狀態(tài)下鉆進，即超過或小于液推力的情況下鉆進，只是減震等效果稍差。

2、如何防止鉆鋌彎曲

通過前面分析，為了平衡液壓推力的反作用力，需要加入一定數(shù)量的鉆鋌。而在一定情況下，即反推力達到一定值后，鉆鋌也會彎曲。如在3.5所舉實例中，要施加70—80 kN的鉆壓，那么噴嘴壓降要達到70 MPa，此時產(chǎn)生的上頂力為50.057kN，超過了使鉆鋌產(chǎn)生彎曲最低壓力40.14 kN，鉆鋌自然會彎曲。解決的辦法：一是根據(jù)實際優(yōu)選、設計好水力參數(shù)，調節(jié)好鉆壓值，盡量不使上部鉆具彎曲；二是可在水力加壓器下面接少量鉆鋌調節(jié)鉆壓;三是在液力加壓裝置上面使用大水眼鉆鋌，通過減少大、小水眼過度臺階處的環(huán)形面積來減小反推力，以保證整個鉆具的不彎曲。

3、水力加壓器安放位置

從工具本身講，水力加壓器可以安放在鉆柱組合中的任何位置。但要使其有效發(fā)揮作用，原則是越靠近鉆頭效果越好。一般距離鉆頭不要超過3根鉆鋌的長度。

4、水力加壓器的使用技術

現(xiàn)場使用技術，是一項新工藝、新技術成功并取得較好效果的關鍵，特別是對于還未推廣開的技術，更要講究使用操作。液力加壓技術的推廣，不但要靠設計人員研制可靠、實用的工具，更要依賴于現(xiàn)場推廣技術人員的辛勤工作。在此不再贅述。

五、推薦鉆具組合

根據(jù)筆者參與水力加壓器現(xiàn)場應用的體會，結合理論分析，推薦現(xiàn)場使用水力加壓器的幾種鉆具組合如下。

1、鉆頭+水力加壓器+鉆鋌

此種組合是常用組合?？梢杂行У姆乐固@，施加穩(wěn)定的鉆壓。下部鉆具的剛性較強，有利于保證井身質量。若使用PDC鉆頭，因其所用鉆壓較小，因而更容易操作，使用效果更明顯。

2、鉆頭+水力加壓器+鉆鋌18—23m+穩(wěn)定器+鉆鋌

此種組合為鐘擺鉆具組合，有利于防斜打直。特別適合于糾斜、降斜時使用。因穩(wěn)定器以下鉆具均處于不彎狀態(tài)，且比常規(guī)組合長（重），降斜力增大，可適當增大鉆壓，在達到降斜效果的情況下，加快鉆井速度。

3、鉆頭+鉆鋌2根+水力加壓器+鉆鋌

這種組合一方面可調節(jié)由于現(xiàn)場條件的限制（如壓降有限），液壓推力不夠的情況，另一方面更增加了下部鉆具的剛性（鉆鋌少不易彎曲），能起到一定的穩(wěn)斜效果。

4、鉆頭+穩(wěn)定器+水力加壓器+穩(wěn)定器+鉆鋌1根+穩(wěn)定器+鉆鋌

在這種滿眼鉆具組合中，水力加壓器相當于短鉆鋌的位置，可以在穩(wěn)斜鉆進中使用。但近鉆頭穩(wěn)定器最好加兩個，以保證穩(wěn)斜效果。上述是推薦使用的液力加壓裝置的幾種常用鉆具 組合?，F(xiàn)場使用液力加壓裝置時，不只限于這幾種組合。應根據(jù)鉆井實際，結合工具的結構尺寸合理搭配鉆具，以使其發(fā)揮更好的作用。

六、水力加壓器應用實例

由山東偉創(chuàng)石油技術有限公司研制的不同規(guī)格的水力加壓裝置，已在勝利、西部鉆探、川東北、長慶、吉林、華北、塔里木等油田的數(shù)百口井使用，技術經(jīng)濟效果明顯，典型實例如下:

1、華北油田S50井 該井是一口重點探井，? 311mm鉆頭鉆至館陶底地層時跳鉆嚴重，為防止跳鉆使用水力加壓裝置（H437鉆頭），從井深2069.76米鉆至2307.70米，進尺237.94米，純鉆時間78.16小時，平均機械鉆速3.14米/小時。鉆進中鉆頭工作平穩(wěn)，綜合錄井儀顯示大鉤負荷、鉆壓、扭矩曲線平滑，明顯優(yōu)于上、下未使用水力加壓裝置時鉆頭工作曲線。且起出鉆頭新度較高（綜合評定75%），無一斷掉齒現(xiàn)象。與未使用水力加壓裝置的鄰井同井段相比，平均機械鉆速提 高28%，起到了很好的防跳、延長鉆頭壽命、提高機械鉆速的效果。其鉆具組合為： 1/2 ″HA517+6 1/2 ″水力加壓裝置+6 1/4 ″NDC×1根+6 1/4 ″DC×1根+Φ214扶正器+6 1/4 ″DC×19根+5″DP

2、塔里木油田TZ1井

該井吉迪克組上部地層的蘭灰色泥巖，巖性致密堅硬，可鉆性差。用? 444.5mm大鉆頭鉆進時，跳鉆極為嚴重，加之該地區(qū)地層傾角大，易井斜，無奈采用輕壓（80-100kN）、低轉（45rpm）的措施勉強鉆進。此種情況下使用了水力加壓裝置，采用150-180 kN鉆壓、95rpm的轉速鉆進，不但有效地避免了跳鉆現(xiàn)象，加快了鉆井速度，而且還保證了井身質量，起到了較好的防跳、防斜、加快鉆速的作用。平均機械鉆速比同井上部井段未使用水力加壓裝置時提高了25%;單只鉆頭進尺明顯高于相鄰兩口井同井段、同型號鉆頭，平均機械鉆速分別提高75.4%和132%;使用液力加壓裝置前的最大井斜為3.7°/358米，使用后最大井斜2°/844米。

3、華北油田WG2井

WG2井是一口重點預探井，設計井深5400 m。二開? 311.1mm鉆頭鉆到2500 m時井斜已達7.5°，只好采用小鉆壓吊打糾斜，待井斜降下來以后，加大鉆壓鉆進又斜了出去，這樣反復多次，不但降斜效果不明顯，而且嚴重影響了鉆井速度，不得已又采用螺桿鉆具＋彎接頭反摳降斜，到3100 m時井斜降至2.5°。為保證井身質量，又加快鉆速，下入SJ229B水力加壓裝置。該裝置入井后采用正常參數(shù)鉆進，鉆壓180-240 kN，鉆到井深3224 m時，井斜降為 0.5°。以后又連續(xù)兩次入井，最后鉆到3453 m中完井深后起出。該裝置累計入井3次共450.5 h，純鉆226.5 h，進尺353 m，平均機速1.56 m/h（最快時4-5 m/h，錄井人員怕漏撈砂樣不允許鉆速太快），比上部600 m機械鉆速提高二、三倍（鉆上部600 m用了兩個月時間，平均每天10 m左右），同比WG1井機械鉆速提高51%。鉆頭壽命也有明顯提高，無崩斷齒現(xiàn)象。其鉆具組合為：

φ 311 鉆頭＋水力加壓裝置＋φ203NDC ＋φ203短DC＋φ308F＋φ203DC＋φ178DC＋ φ127DP

4、塔里木油田KL204井

該井位于山前構造帶，地層傾角大（45°?55°），極易井斜，為防井身質量超標，通常采用鐘擺鉆具結構，小鉆壓吊打的方式鉆進，以犧牲機械鉆速來保井身質量。KL204井以防斜、加快鉆速為目的，在二開第二只鉆頭下入SJ203B水力加壓裝置，使用井段為592?818 m，鉆壓為120-200 kN，既解放了鉆壓，又控制了井斜，在保證井身質量的前提下機械鉆速比 上下兩只鉆頭分別提高70.3%和145.74%，比鄰井KL201井提高77.25%，起出鉆頭新度為60%。

結 論

水力加壓技術是一項投入小、見效快、操作簡便、經(jīng)濟有效的實用技術。理論分析和現(xiàn)場實踐都表明，使用液力加壓裝置能夠有效地起到平穩(wěn)、恒定加壓、吸震、防跳、保護鉆頭、鉆具，延長其使用壽命、加快鉆井速度、保證井身質量、減輕司鉆勞動強度等作用，值得大力推廣應用。由于液力加壓技術還是一項沒有被現(xiàn)場人員普遍認識、接受的新技術，因此推廣應用此項技術，還需要科技人員大力宣傳其優(yōu)越性，需要研制人員和現(xiàn)場技術人員緊密結合，6 共同制定符合現(xiàn)場實際的使用措施，用實際使用的對比效果來表明其有效作用?？蒲腥藛T要不斷完善液力加壓技術，研制使用范圍更廣、更加適合于現(xiàn)場調節(jié)的工具，以不斷拓展其 功能，使其發(fā)揮更大的作用。

第二篇：水力平衡技術在暖通空調中的應用

水力平衡技術在暖通空調中的應用 標簽: 動態(tài)失調 水力平衡 節(jié)能改造平衡閥

水力失調分為靜態(tài)失調和動態(tài)失調兩種情況。靜態(tài)失調是指系統(tǒng)中各用戶在設計狀態(tài)下，實際流量與設計流量不符，這種失調是穩(wěn)態(tài)的、根本性的，如不加以解決，這類問題始終存在。特別是在現(xiàn)有的定流量系統(tǒng)中，靜態(tài)失調問題比較突出。動態(tài)失調是指系統(tǒng)中一些用戶的水流量改變時，引起系統(tǒng)的阻力分布變化，導致其他用戶流量隨之改變產(chǎn)生失調，這種失調是變化的、動態(tài)的。新建的分戶供暖系統(tǒng)因安裝散熱器溫控閥，系統(tǒng)變流量運行，產(chǎn)生的失調現(xiàn)象屬于此種失調。

暖通空調實際運行中，初、末的供回水溫差小，由重力引起的垂直失調??；中期供回水溫差大，由重力引起的垂直失調作用加大。特別對于下供下回系統(tǒng)，要求系統(tǒng)供回水溫差應小于10℃，才能保證因重力引起的垂直失調不致太大。暖通空調系統(tǒng)的最初設計一般供回水溫差為25℃，這樣實際運行時為了避免垂直失調則系統(tǒng)流量必須加倍，正如前面所示將造成巨大的能源浪費。

水力平衡技術在暖通空調中的應用

按照國家規(guī)范的熱工要求，應通過合理劃分和均勻布置環(huán)路，并進行水力平衡計算，減少各并聯(lián)環(huán)路之間壓力損失的相對差額。當相對差額大于15%時，應根據(jù)水力平衡要求配置必要的水力平衡裝置。水力平衡技術是所有節(jié)能措施中最重要的一項，是一切工作的基礎。拋開水力平衡來談節(jié)能則不能保證用戶供暖效果，不能實現(xiàn)最大程度的節(jié)能。通常水力管網(wǎng)平衡調節(jié)靠平衡閥來實現(xiàn)，平衡閥是解決管網(wǎng)設計、施工過程中產(chǎn)生的最基本失調情況的一種閥門，因此，調節(jié)功能是其首要的功能。閥門的理想流量特性主要有直線流量特性、等百分比流量特性、快開流量特性三種。對于平衡閥只有采用線性流量特性和等百分比流量特性才具有良好的調節(jié)性能，其中以等百分比流量特性最好。除調節(jié)功能之外，平衡閥附加了可測量的測量接口，配合智能儀表可以精確的測量壓差、流量甚至介質溫度；平衡閥具有可視的數(shù)字刻度，一看就可以知道閥門的開度。

平衡閥必須經(jīng)過科學調試才能達到正確發(fā)揮它的作用。kt-7gslgd與平衡閥一起被發(fā)明的還有平衡閥專用智能儀表，它與平衡閥來配合使用。平衡閥與智能儀表一起使用來檢測系統(tǒng)運行中的實際數(shù)據(jù)，如流量、壓差、溫度等，幫助工作人員進行判斷并且做出正確的調整。對于設計人員，應認識到系統(tǒng)的水力平衡是確保分戶計量供熱實施的重要環(huán)節(jié)，而且靜態(tài)平衡是動態(tài)平衡的基礎。靜態(tài)平衡是指設計計算條件下各環(huán)路流量的理想分配，應對室外區(qū)域管網(wǎng)進行合理的統(tǒng)籌設計，對室內外系統(tǒng)要進行嚴格的水力平衡計算。動態(tài)平衡則是當用戶進行調節(jié)時，系統(tǒng)能夠對各環(huán)路流量進行相應合理分配。設置必要的調控設備，是為滿足計量供熱的需要，而不能認為設置調控設備就可取代水力平衡計算。

水力平衡技術在暖通空調中的節(jié)能效益

水力平衡技術能夠真正實現(xiàn)系統(tǒng)阻力平衡，為采取其它節(jié)能措施打下良好的基礎。通過此項節(jié)能技術，根據(jù)不同項目情況，一般在手工調節(jié)的基礎上供熱系統(tǒng)節(jié)能可達5%—20%左右。水力平衡的重要價值還在于改善供熱品質，提高用戶滿意度和收費率。通過實際測試，近端用戶單位流量是遠端用戶單位流量的數(shù)倍，為使遠端用戶達到16℃，近端用戶室溫已經(jīng)超過20℃，甚至開窗戶造成能源浪費。因此須進行水力平衡調試。通過加裝調節(jié)裝置，使各個調節(jié)裝置處的流量達到計算流量值，即整個系統(tǒng)達到了平衡，實施水力平衡調試技術可節(jié)能10%以上。

結語

水力平衡技術的應用是改善暖通空調性能和促進節(jié)能改造的有效途徑，具有很高的經(jīng)濟價值和社會效益，應該大力推廣。

第三篇：新型技術在石油地質勘探中的應用

新型技術在石油地質勘探中的應用

[摘 要]隨著社會飛速的發(fā)展，社會生產(chǎn)與生活都需要大量的石油資源，致使我國石油氣資源勘探工作的任務加重，因此，必須加強我國新型技術在石油地質勘探的應用，提升石油資源的開采率。文章以石油勘探現(xiàn)狀為出發(fā)點，對新型技術在石油地質勘探中應用的意義進行了分析，并對新型技術在石油地質勘探中的應用進行了闡述。

[關鍵詞]新型技術；石油資源；地質勘探；

中圖分類號：TH38 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）28-0192-01

隨著科學技術的逐漸進步，人們的生活與生產(chǎn)變得更加便利，同時也使得社會對石油的需求日益增多。目前，石油在多個領域都得到了較為廣泛的應用，其石油產(chǎn)品已經(jīng)覆蓋了我們生活的很多方面，比如瀝青、石油燃料、殺蟲劑等，這些都是以石油為原料從而生產(chǎn)出來的。而且石油是屬于不可再生資源，因此如何利用新型技術來提升石油開采的效率以及質量，有效地應用在石油地質勘探中，對于我國的發(fā)展具有重要意義。石油勘探概述及其現(xiàn)狀

1.1 石油勘探概述

石油勘探主要是為了尋找油氣資源，從而使用多種的勘探手段來了解地下的情況，探析儲油、生油、油氣運移、保存等條件，進而評價含油氣的遠景，準確地確定出油氣聚集的較為有利的地區(qū)。并且利用石油勘探還能夠找到儲油氣的圈閉，探析出油氣田的整體面積，查明油氣層的產(chǎn)出能力以及相關的一些情況。石油勘探的過程主要是對其地理環(huán)境的巖性、物性以及地質構造等特征進行描述，從而確保提升原有采收率和油田的產(chǎn)量。石油企業(yè)是否先進，主要取決于評價決策系統(tǒng)，所以必須及時實行對策、抓住商機，提高評價決策系統(tǒng)的穩(wěn)定性，進而使得我國石油企業(yè)在國際市場上的競爭力有所保障。對程序地層學分析技術的發(fā)展。發(fā)展迅速的市場經(jīng)濟已帶動石油資源的大量使用，需要石油企業(yè)在進行石油開發(fā)的同時，還要考慮到商業(yè)的運用，并使用科學的措施，在最大程度上提高石油開發(fā)的經(jīng)濟效益。程序地層學分析技術在我國絕大多數(shù)石油企業(yè)中已經(jīng)得到廣泛的運用，并且效果很好，這對我國石油企業(yè)的發(fā)展具有一定的借鑒作用。

1.2 我國石油地質勘探的?F狀

社會的發(fā)展使人們對石油的依賴性日益增加，我國正在不斷加大對石油地質勘探技術的創(chuàng)新與研究，并且資金的投入也在逐漸增加，取得了非?？捎^的進步，促進了我國很多個地區(qū)的發(fā)展與進步。但是，我國的石油地質勘探的新型技術在一定程度上與發(fā)達國家相比有很多的不足之處。隨著社會的發(fā)展以及我國經(jīng)濟的增長，對石油資源的需求也會逐漸的增加，如果石油的儲存量不能跟上經(jīng)濟發(fā)展的需求，便會產(chǎn)生較大的石油缺口，從而影響我國經(jīng)濟的健康發(fā)展。目前我國石油的儲量以及后備采儲量存在不足的現(xiàn)象，并且對于新型技術沒有得到很好的突破，因此提升石油的勘探與開采是當前石油產(chǎn)業(yè)面臨重要的問題。我國應該對石油地質勘探的工作給予高度的重視，加快新型技術的開發(fā)與應用，提升石油勘探和開采的效率，緩解我國石油資源匱乏的重大問題。新型技術在石油地質勘探中應用的意義

隨著科學技術的發(fā)展，在石油地質勘探領域不斷的出現(xiàn)新技術。比如：三維地震模擬方法技術在運用上不斷成熟，使石油勘探的相關人員在進行盆地模擬和地下成像的工作時，技術得到進一步提高。在石油勘探過程中，通過運用GPS以及3G網(wǎng)絡技術，使工作人員對數(shù)據(jù)組織、工程設計的研究都得到明顯的進步。我國的復雜地形很多，給石油地質勘探工作帶來很多困難和挑戰(zhàn)，所以，石油勘探人員不得不研發(fā)出一些新技術來處理實際工作中所遇到的困難。石油地質勘探的工作人員通過勘探過程中的新技術，從而研發(fā)出陸地、海洋兩種途徑的石油開采，充分的運用我國廣闊的海洋資源；通過對石油地震的勘探以及一維、二維、三維的描述來制定更全面的勘探方案；在進行物探的過程中，通過勘探評價開發(fā)等三個階段不斷運用地震勘探技術，使我國的石油勘探水平得以提升，通過不斷使用先進的石油勘探技術，來促進我國石油勘探效率以及我國采集石油效率的提升，進一步使我國石油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和國家的經(jīng)濟得到穩(wěn)步的提升。

2.1測井前沿技術

隨著計算機、信息技術、電子技術的發(fā)展，極大地改變了人們的生活方式和生產(chǎn)方式。數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理技術發(fā)展迅速，成像測井儀的數(shù)據(jù)傳輸率快，一定時間內能傳輸更多的數(shù)據(jù)，極大地擴大了井眼搜索的范圍，并通過技術創(chuàng)新能發(fā)現(xiàn)鉆孔附件的盲礦體。此外還有磁共振測井技術、快速平臺測井技術、隨鉆測井技術以及套管井測井技術也得到了進一步的發(fā)展。通過這些現(xiàn)代化信息技術，在鉆探之前，可以有效地了解作業(yè)區(qū)域的地質條件，從而根據(jù)鉆井實際情況選擇合適的勘探技術，降低石油地質勘探的成本，從而提高我國石油開采銷量，進一步擴大石油企業(yè)的經(jīng)濟利益。

2.2鉆井技術

鉆井技術是石油地質勘探過程中的常用技術，可以說，石油地質勘探的大部分成本都是花費在了這上面，鉆井工程的重要性可見一斑。石油鉆井技術應在保障鉆井效率及鉆井質量的同時，盡量降低成本。傳統(tǒng)的鉆井技術成本較高，近年來我國在不斷改進原有技術，并研發(fā)新的鉆井技術，目的就是為了降低鉆井成本。如欠平衡鉆井技術就是一種比較新型的石油鉆井技術，其不但成本較低，且在鉆井過程中對地表的破壞較少，同時還解決了卡鉆和漏失等常見鉆井問題，大大提高了鉆井速度。該技術十分適合應用于枯竭油層的勘探。不過其也存在一些缺點，例如易腐蝕、安全風險大等，因此還需要進一步進行技術優(yōu)化，或是聯(lián)合運用深井鉆井技術等其他技術。總而言之，只要將鉆井技術合理運用到需要的場合，就能夠發(fā)揮其更大的效用。

2.3虛擬現(xiàn)實技術和空中遙測技術

在石油地質勘探工程開展中，信息技術的發(fā)展也帶來完全新型化的技術，應用在石油地質勘探工程中。虛擬現(xiàn)實技術，指的就是通過大屏幕可視化環(huán)境與計算機輔助可視化環(huán)境等多種可視化系統(tǒng)，把石油地質勘探過程中所獲得的所有數(shù)據(jù)用圖形建立模型或者是采用三維模擬動態(tài)圖等形式來表現(xiàn)出來的一項技術。這一項技術應用于石油地質勘探工程中，可以在一定程度上大大節(jié)省人力和物力，在節(jié)省勘探成本的基礎上提高勘探效率，而且可以在大屏幕上直接觀看顯現(xiàn)的勘探數(shù)據(jù)和情況，加深了現(xiàn)實效果的模擬性，促使石油地質勘探工作得到更好的發(fā)展。與此同時，空中遙測技術也是作為一項新技術應用于石油地質勘探工程開展之中，空中遙測技術指的是通過地震源和石油地質勘探儀器以及相關的軟件進行遙測監(jiān)控的一項新型技術，這一項技術與成像技術相互結合，在獲得數(shù)據(jù)的基礎上制作出高清晰的石油地質油藏結構圖，能夠擴大石油勘探范圍，大幅度提高了石油勘探的質量和效率。

3.結語

綜上所述，探討新型技術在石油地質勘探中的應用具有重要的意義。加強對石油地質勘探技術的創(chuàng)新，能夠有效地提升石油勘探以及開采的效率，與國家能源安全以及社會的穩(wěn)定密切相關。所以相關部門要對新型技術在石油地質勘探中的應用給予重視，加大技術和資金的投入力度，提升石油地質勘探的技術水平，從而有效地保證我國穩(wěn)定的發(fā)展。

參考文獻

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第四篇：石油鉆井名詞解釋(中英文版)

石油鉆井名詞解釋（中英文版）

（1）縮徑 tight hole:井眼因井壁巖石膨脹等而使井徑變小。

（2）鉆頭行程 bit run:一只鉆頭從下入井內到起出為一行程。

（3）井史 well history:是指一口井的檔案資料，包括鉆井、地質、完井等施工作業(yè)數(shù)據(jù)和資料。

（4）磨料射流 abrasive jet:帶有某種細小的、耐磨的固體顆粒的射流。它靠固體顆粒的研磨作用可極大地提高破巖效率。

（5）鉆頭水力參數(shù) bit hydraulic: 指鉆頭壓降Bit pressure drop和鉆頭水功率Bit hydraulic horse-power水功率。

（6）循環(huán)壓耗 circulating pressure loss:鉆井液在循環(huán)系統(tǒng)中流動所造成的壓力損耗。包括地面管匯壓耗、鉆柱內壓力損耗和環(huán)空壓耗。（我們現(xiàn)在很多的工作，就是為了計算準確循環(huán)壓耗。）

（7）塞流 plug flow: 當流體通過管子時，如果質點的流動象塞狀物，就叫塞流。管流 pipe flow:流體在邊壁處處受到水流壓力作用的管道內流動稱為管流。

（8）巖屑上返速度 cutting rising velocity:巖屑隨鉆井液上升的絕對速度。它等于環(huán)空鉆井液返速與巖屑滑沉速度之差。

（9）向壁效應 wall effect:指巖屑下沉時，由于巖屑與井壁相碰撞而使滑落速度降低的作用。

（10）優(yōu)化鉆井技術 optimized drilling 選取合適的鉆井參數(shù)，利用鉆進快速、高效進行。

（11）門限鉆壓 threshold bit weight:鉆壓與轉速的典型關系曲線中，把鉆速與鉆壓關系線性化后的截距。它取決于巖石的壓實程度、應力狀態(tài)和外界作用條件。

第五篇：石油鉆井技術綜述

石油鉆井技術綜述

“鉆頭不到，油氣不冒”的論斷似乎無可辯駁。鉆頭到了，油氣就會冒出來？事實給出的答案是“不一定”：如果地下有油氣，而進入井筒的通道在施工過程中被堵住，油氣就無法冒出來。躋身鉆井技術“家族”的新寵——欠平衡鉆井，通過井筒環(huán)空中循環(huán)介質的井底壓力、地層孔隙壓力本應保持的平衡被人為打破，避免油氣進入井筒的通道堵塞，使“只要地下有油氣，就能冒出來”的愿望成為現(xiàn)實。中國石油近年來應用這一新技術，取得了較多重要新發(fā)現(xiàn)，提高了鉆井速度，從而保障了儲量增長與產(chǎn)量提高的平衡，促進了油氣供求的平衡。欠平衡鉆井技術的魅力，令中國石油進一步推廣應用的號角更加嘹亮：今年“新鉆探井中應用欠平衡鉆井技術的比例力爭達到20%”。6月29日至30日，中國石油在成都召開“欠平衡鉆井工作推進會議”，再次擂響推廣應用的戰(zhàn)鼓。邛西氣田可謂中國石油探索欠平衡鉆井技術征途中的燦爛鮮花。古韻事“文君當壚、相如滌器”的發(fā)生地——四川邛崍市，天然氣勘探“三起三落”。1992年、1994年各鉆1口探井，見到良好油氣顯示，但沒獲產(chǎn)能。成為中國石油對外合作勘探區(qū)塊后，外商投資數(shù)百萬美元實施“加砂壓裂儲層改造”作業(yè)，也無功而返。四川油氣田鉆探邛西3井時，率先在國內試驗全過程欠平衡鉆井新技術鉆進儲層，喜獲成功，測試日產(chǎn)氣量達45.6萬立方米，從而發(fā)現(xiàn)邛西氣田，并證明“川西前陸盆地大型含氣區(qū)”有較好的勘探開發(fā)前景。認識欠平衡鉆井技術不難。通常的鉆井作業(yè)應用的是平衡鉆井技術，即井筒環(huán)空中循環(huán)介質的井底壓力與地層孔隙壓力保持基本平衡。而欠平衡鉆井技術卻是人為地使前者低于后者，“允許地層流體有控制地進入井筒，并將其循環(huán)到地面進行有效處理”。實現(xiàn)欠平衡鉆井不易。中國石油在探索、推廣欠平衡鉆井技術的過程中，既實施液相、氣相等欠平衡鉆井和全過程欠平衡鉆井，也嘗試用欠平衡鉆井技術鉆水平井，其中氣相欠平衡鉆井包括應用空氣、氮氣、天然氣、柴油機尾氣進行鉆井作業(yè)。2000-2006年間，中國石油應用欠平衡鉆井技術鉆井300多口，有較多的嶄獲。大港油田發(fā)現(xiàn)了千米橋潛山億噸級的凝析油氣田，岐深1井取得重要新發(fā)現(xiàn)。大慶油田的徐深1井獲高產(chǎn)油氣流，取得了松遼盆地北部深層天然氣勘探的重大突破。遼河油田發(fā)現(xiàn)了古潛山油藏。吉林油田長深1獲測試日產(chǎn)氣量46萬立方米，展示了松遼盆地南部深層天然氣勘探的廣闊前景。滿東2井利用氣體鉆井技術鉆開儲層，沒見到預期的結果。從“發(fā)現(xiàn)沒有，也是發(fā)現(xiàn)”的角度看，悲中有喜：深化了地質認識，校正了油氣勘探部署的“版圖”，人力、物力、財力“移居地”的生產(chǎn)建設力量會更強。中國石油的實踐證明，應用欠平衡鉆井技術，既能及時地檢驗地質認識，又能大幅提高鉆井速度、單井產(chǎn)量。聞名中國石油的“磨溪速度”，欠平衡鉆井新技術發(fā)揮了重要作用，磨溪氣田的產(chǎn)能迅速翻番。四川油氣田用145天鉆成6530米的超深井、27天完成2000多米水平井段的鉆進，欠平衡鉆井技術功不可沒。去年，四川油氣田應用氣體鉆井技術的進尺超過2萬米，今年要超過6萬米。各油田借學習“磨溪經(jīng)驗”的東風，推廣應用欠平衡鉆井技術，既提高了鉆井速度，也增大了單井產(chǎn)量。窿9井應用氣體鉆井提速，機械鉆速提高

8.7倍。蘇里格氣田采用天然氣鉆井技術鉆小井眼，提高速度5—10倍。紅臺2-15井、平落19井應用欠平衡鉆井技術，測試日產(chǎn)量相當于常規(guī)鉆井技術完成的鄰井的5倍。井筒液體壓力高于地層壓力，引發(fā)惡性井漏，延長鉆井周期，漏失大量泥漿，消耗大量堵漏材料，經(jīng)濟損失較大，嚴重影響勘探開發(fā)進程。應用欠平

衡鉆井技術，使井筒液體壓力低于地層壓力，為避開類似難題提供了新方法。礦2井處理惡性井漏110多天，應用欠平衡鉆井技術，9天鉆過漏層。天井1井多次發(fā)生惡性井漏，移井位重新鉆井后，采用空氣泡沫鉆井等技術，順利鉆過漏層；草007-2井表層鉆井時8次井漏，堵漏耗時10多天，后來采用氣體鉆井技術順利穿過易漏地層。欠平衡鉆井技術在實踐中發(fā)展，在探索中前進，形成了新的產(chǎn)業(yè)鏈：科研單位開展專題研究，完善施工作業(yè)標準，推進技術進步；四川空氣鉆井、新疆欠平衡、大港欠平衡等施工作業(yè)隊伍茁壯成長，技術指導專業(yè)化、技術服務規(guī)?；?，作業(yè)能力大幅提高；研制出“不壓井起下鉆裝置”、“旋轉控制頭”等具有自主知識產(chǎn)權的工藝裝備和工具，既為大規(guī)模應用欠平衡鉆井技術提供了必要的設備，也創(chuàng)造了新的經(jīng)濟增長點。追溯鉆井技術的發(fā)展歷程，不斷解放思想的脈絡清晰可見。正是由于解放思想，使“鉆井過程中，地層的流體不進入井筒”的觀念轉變?yōu)椤翱梢赃M入井筒，但處于可控狀態(tài)”，從而誕生了欠平衡鉆井技術。油氣勘探開發(fā)難度不斷加大，作為油氣勘探開發(fā)的“龍頭”，鉆井技術不能停步，推廣應用欠平衡鉆井技術需要不斷地解放思想，使油氣進入井內的通道堵塞程度更低、鉆井速度更快、鉆井成本更合理、鉆井作業(yè)更加安全環(huán)保。石油英才網(wǎng)認為時代賦予推廣應用欠平衡鉆井技術以重要意義，新的攻關課題已擺在面前。置身于“中國石油”大旗之下，徜徉在推廣應用欠平衡鉆井技術號角和戰(zhàn)鼓中，人們改變了“欠平衡鉆井技術是高風險、高投入”的認識，聯(lián)手推廣應用已成為甲、乙方的共同愿望，油氣田、科間的交流合作更為緊密，安全、環(huán)保措施進一步規(guī)范、完善，把欠平衡鉆井技術打造成中國石油轉變經(jīng)濟增長方式的“拳頭”技術的信心更足、干勁更大。

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