『壹』 關井時井口管柱應處於什麼狀態
2017-05-2400
井內有管柱時，不能關全封閘板防噴器； 合理控制井口壓力，使套壓不超過最大允許關井 套壓； 關防噴器要一次到位；嚴禁用打開防噴器的方法泄壓； 長期關井要手動鎖緊； 關井後，要密切關注套壓的變化，並迅速組織 壓井。
『貳』 家庭水井怎樣自己安裝自動化供水供應，家庭水井怎樣
每簡單，你在儲水箱裡面安裝一個上下限液位檢測，上限時停泵，下限時啟泵。
如果要考慮到井裡面的水位安全，可以在井裡裝個水位探測裝置。只要井裡有水，設備就自動運行。
『叄』 橋梁基礎怎麼建
橋樑上部承受的各種荷載，通過橋台或橋墩傳至基礎，再由基礎傳至地基。橋梁基礎按施工方法可分為擴大基礎、樁及管柱基礎、沉井基礎、地下連續牆基礎和鎖口鋼管樁基礎。基礎是橋梁下部結構的重要組成部分，因此，基礎工程在橋梁結構物的設計與施工中，佔有極為重要的地位，它對結構物的安全使用和工程造價有很大的影響。
擴大基礎
擴大基礎或稱明挖基礎屬直接基礎，是將基礎底板設在直接承載地基上，來自上部結構的荷載通過基礎底板直接傳遞給承載地基。其施工方法通常是採用明挖的方式進行的，施工中坑壁的穩定性是必須特別注意的問題。
明挖擴大基礎施工的主要內容包括基礎的定位放樣、基坑開挖、基坑排水、基底處理以及砌築（澆築）基礎結構物等。
1、基礎的定位放樣在基坑開挖前，先進行基礎的定位放樣工作，以便正確的將設計圖上的基礎位置准確的設置到橋址上。放樣工作系根據橋梁中心線與墩台的縱橫軸線，推出基礎邊線的定位點，再放線畫出基坑的開挖范圍。基坑各定位點的標高及開挖過程中標高檢查，一般用水準測量的方法進行。
2、陸地基坑開挖基坑大小應滿足基礎施工要求，對有滲水土質的基坑坑底開挖尺寸，需按基坑排水設計（包括排水溝、集水井、排水管網等）和基礎模板設計而定，一般基底尺寸應比設計平面尺寸各邊增寬0.5-1.0m.基坑可採用垂直開挖、放坡開挖、支撐加固或其他加固的 開挖方法，具體應根據地質條件、基坑深度、施工期限與經驗，以及有無地表水或地下水等現場因素來確定。
（1）坑壁不加支撐的基坑對於在乾涸無水河灘、河溝中，或有水經改河或築堤能排除地表水的河溝中；在地下水位低於基底，或滲透量少，不影響坑壁穩定；以及基礎埋至不深，施工期較短，挖基坑時不影響臨近建築安全的施工場所，可考慮選用坑壁不加支撐的基坑。
（2）坑壁有支撐的基坑當基坑壁坡不易穩定並有地下水滲入，或放坡開挖場地受到限制，或基坑較深、放坡開挖工程數量較大，不符技術經濟要求時，可視具體情況，採用以下的加固坑壁措施，如擋板支撐、鋼木結合支撐、混凝土護壁及錨桿支護等。常用的坑壁支撐形式有：直襯板式坑壁支撐、橫襯板式坑壁支撐、框架式支撐、及其他形式的支撐（如錨樁式、錨桿式、錨碇板式、斜撐式等）。
3、水中基礎的基坑開挖橋梁墩台基礎大多位於地表水位以下，有時水流還比較大，施工時都希望在無水或靜止水條件下進行。橋梁水中基礎最常用的施工方法是圍堰法。圍堰的作用主要是防水和圍水，有時還起著支撐施工平台和基坑坑壁的作用。
圍堰必須滿足以下的要求：
（1）圍堰頂高宜高出施工期間最高水位70cm，最低不應小於50cm，用於防禦地下水的圍堰宜高出水位或地面20～40cm.
（2）圍堰的外形應適應水流排泄，大小不應壓縮流水斷面過多，以免壅水過高危害圍堰安全，以及影響通航、導流等。圍堰內形應適應基礎施工的要求，並留有適當的工作面積。堰身斷面尺寸應保證有足夠的強度和穩定性，使基坑開挖後，圍堰不至發生破裂，滑動或傾覆。
（3）圍堰要求防水嚴密，應盡量採取措施防止或減少滲漏，以減輕排水工作。對圍堰外圍邊坡的沖刷和築圍堰後引起的河床的沖刷均應有防護措施。
（4）圍堰施工一般應安排在枯水期間進行。
公路橋梁常用的圍堰的類型有：土石圍堰，木籠圍堰或竹籠圍堰，鋼板樁圍堰，套箱圍堰。
4、基坑排水基坑坑底一般多位於地下水位以下，地下水會經常滲進坑內，因此必須設法把坑內的水排除，以便利施工。要排除坑內滲水，首先要估算涌水量，方能選用相當的排水設備。
橋梁基礎施工中常用的基坑排水方法有：
（1）集水坑排水法，除嚴重流沙外，一般情況下均可採用。
（2）井點排水法。當土質較差有嚴重流沙現象，地下水位較高，挖基較深，坑壁不易穩定，用普通排水的方法難以解決時，可用井點排水法。井點排水法因需要設備較多，施工布置復雜，費用較大，應進行技術經濟比較後採用。在橋涵基礎中多用於城市內挖基。
（3）其他排水法。
5、基底檢驗及處理
（1）基底檢驗基坑施工是否符合設計要求，在基礎澆築前應按規定進行檢驗。其目的在於：確定地基的容許承載力的大小、基坑位置與標高是否與設計文件相符，以確保基礎的強度和穩定性，不致發生滑移等病害。基底檢驗的主要內容包括：檢查基底平面位置、尺寸大小，基底標高；檢查基底土質均勻性，地基穩定性及承載力等；檢查基底處理和排水情況；檢查施工日誌及有關試驗資料等等。
（2）基底處理天然地基上的基礎是直接靠基底土壤來承擔荷載的，故基底土壤狀態的好壞，對基礎及墩台、上部結構的影響極大，不能僅檢查土壤名稱與容許承載力大小，還應為土壤更有效的承擔荷載創造條件，即要進行基底處理工作。
6、基礎圬工澆築基礎施工分為無水澆築、排水澆築和水下澆築三種情況。
排水施工的要點是：確保在無水狀態下砌築圬工；禁止帶水作業及用混凝土將水趕出模板外灌注方法；基礎邊緣部分應嚴密隔水；水下部分圬工必須待水泥沙漿或混凝土終凝後才允許浸水。
水下澆築混凝土只有在排水困難時採用。基礎圬工的水下灌注分為水下封底和水下直接灌築基礎兩種。前者封底後仍要排水再砌築基礎，封底只是起封閉滲水作用的作用，其混凝土只作為地基而不作為基礎本身，適用於板樁圍堰開挖的基坑。
澆築基礎時，應做好與台身、墩身的接縫聯結，一般要求：
（1）混凝土基礎與混凝土墩台身的接縫，周邊應預埋直徑不小於16mm的鋼筋或其他鐵件，埋入與露出的長度不應小於鋼筋直徑的 20倍。
（2）混凝土或漿砌片石墩台身的接縫，應預埋片石作 ，片石厚度不應小於15cm，片石的強度要求不低於基礎或墩台身混凝土或砌體的強度。
7、地基加固我國地域遼闊，自然地理環境不同，土質強度、壓縮性和透水性等性質有很大的差別。其中，有不少是軟弱土或不良土， 諸如淤泥質土、濕陷性黃土、膨脹土、季節性凍土以及土洞、溶洞等。當橋涵位置處於這類土層上時，除可採用樁基、沉井等深基礎外，也可視具體情況採用相應的地基加固措施，以提高其承載能力，然後在其上修築擴大基礎，以求獲得縮短工期、節省投資的效果。
對於一般軟弱地基土層加固處理方法可歸納為四種類型：
（1）換填土法：將基礎下軟弱土層全部或部分挖除，換填力學物理性質較好的土
（2）擠密土法：用重錘夯實或砂樁、石灰樁、砂井、塑料排水板等方法，使軟弱土層擠壓密實或排水固結。
（3）膠結土法：用化學漿液灌入或粉體噴射攪拌等方法，使土壤顆粒膠結硬化，改善土的性質。
（4）土工聚合物法：用土工膜、土工織物、土工格柵與土工合成物等加筋土體，以限制土體的側向變形，增加土的周壓力，有效提高地基承載力。
（2）樁及管柱基礎
當地基淺層土質較差，持力土層埋藏較深，需要採用深基礎才能滿足結構物對地基強度、變形和穩定性要求時，可採用樁基礎。基樁按材料分類有木樁、鋼筋混凝土樁、預應力混凝土樁與鋼樁。橋梁基礎中用的較多的是中間兩種。按製作方法分為預制樁和鑽（挖）孔灌注樁；按施工方法分為錘擊沉樁、振動沉樁、射水沉樁、靜力壓樁、就地灌注樁與鑽孔埋置樁等，前四種又統稱沉入樁。應根據地質條件、設計荷載、施工設備、工期限制及對附近建築物產生的影響等來選擇樁基的施工方法。
（一）沉入樁基礎
沉入樁所用的基樁主要為預制的鋼筋混凝土和預應力混凝土樁。截面形式常用的有實心方樁和空心管樁兩種。管樁一般由工廠以離心成型法製成。目前成品規格：管樁外徑40cm、55cm兩種，分為上、中、下三節，管壁厚度為8-10cm.近年來發展的phc高強預應力混凝土離心管樁已在工程上廣泛應用。
製作鋼筋混凝土樁和預應力混凝土樁所用技術應按《公路橋涵施工技術規范》辦理。此外，還應注意以下事項：1、鋼筋混凝土樁內的縱向主鋼筋如需接頭時，應採用對焊接頭2、螺旋筋或箍筋必須箍緊主筋，與主筋交接處應用點焊焊接或用鐵絲扎接牢固3、預應力混凝土的縱向主筋採用冷拉鋼筋且需焊接時，應在冷拉前採用閃光接觸對焊焊接4、樁長用法蘭盤連接時，法蘭盤應對准位置焊接在鋼筋或預應力筋上；對先張法預應力混凝土樁，法蘭盤應先焊接在力筋上，然後進行張拉5、混凝土應由樁頂向樁尖方向連續灌注，不得中斷6、樁的鋼筋骨架（包括預應力鋼筋骨架）的允許偏差應在規定的范圍以內。
鋼筋混凝土樁的預制要點是：制樁場地的平整與夯實；制模與立模；鋼筋骨架的製作與吊放；混凝土澆築與養護。
當預制樁的長度不足時，需要接樁。常用的接樁方法有：法蘭盤連接、鋼板連接及硫磺膠泥（沙漿）連接等等。
沉樁順序應根據現場地形條件、土質情況、樁距大小、斜樁方向、樁架移動的方便等來決定。同時應考慮使樁入土深度相差相差不多，土壤均勻擠密。
沉入樁的施工方法主要有：錘擊沉樁、振動沉樁、射水沉樁及靜力壓樁等。
（一）錘擊沉樁一般適用於中密砂類土、粘性土。由於錘擊沉樁依靠樁錘的沖擊能量將樁打入土中，因此一般樁徑不能太大（不大於0.6m），入土深度在40m 左右。
錘擊沉樁的主要設備有樁錘、樁架及動力裝置三部分。沖擊錐的選擇，原則上是重錘低擊。樁架在沉樁施工中，承擔吊錘、吊樁、插樁、吊插射水管及樁在下沉過程中的導向作用等。其他設備中主要有樁帽與送樁。樁帽主要是承受沖擊，保護樁頂，在沉樁時能保證錘擊力作用於樁軸線而不偏心。送樁主要用於當樁頂被錘擊低於龍門挺而仍需繼續沉入時，即需把樁頂送到地面下必要深度處用。
施工要點：沉樁前，應對樁架、樁錘、動力機械等主要設備部件進行檢查；開錘前應再次檢查樁錘、樁帽或送樁與樁中軸線是否一致；錘擊沉樁開始時，應嚴格控制各種樁錘的動能。如樁尖已沉入到設計標高，但沉入度仍達不到要求時，應繼續下沉至達到要求的沉入度為止。沉樁時，如遇到：沉入度突然發生急劇變化；樁身突然發生傾斜、移位；樁不下沉，樁錘有嚴重回彈現象；樁頂破碎或樁身開裂、變形，樁側地面有嚴重隆起現象等等，應立即提高停止錘擊，查明原因，採取措施後方可繼續施工。
錘擊沉樁的停錘控制標准。
1、設計樁尖標高處為硬塑粘性土、碎石土、中密以上的砂土或風化岩等土層時，根據灌入度變化並對照地質資料，確認樁尖已沉入該土層，貫入度達到控制貫入度。
2、當貫入度已達到控制貫入度，而樁尖標高未達到設計標高時，應繼續錘入0.10m左右（或錘入30-50次），如無異常變化即可停錘；若樁尖標高比設計標高高的多時，應報有關部門研究確定。
3、設計樁尖標高處為一般粘性土或其他松軟土層時，應以標高控制，貫入度作為校核。
4、在同一樁基中，各樁的最終貫入度應大致接近，而沉入深度不宜相差過大，避免基礎產生不均勻沉降。
（二）射水沉樁射水施工方法的選擇應視土質情況而異，在砂夾卵石層或堅硬土層中，一般以射水為主，錘擊或振動為輔；在亞粘土或粘土中，為避免降低承載力，一般以錘擊或振動為主，以射水為輔，並應適當控制射水時間和水量；下沉空心樁，一般用單管內射水。
射水沉樁的設備包括：水泵、水源、輸水管路（應減小彎曲，力求順直）和射水管等。
射水沉樁的施工要點是：吊插樁基時要注意及時引送輸水膠管，防止拉斷與脫落；基樁插正立穩後，壓上樁帽樁錘，並開始用較小水壓，使樁靠自重下沉。初期應控制樁身不使下沉過快，以免阻塞射水管嘴，並注意隨時控制和校正樁的方向；下沉漸趨緩慢時，可開錘輕擊，沉至一定深度（8-10m）已能保持樁身穩定後，可逐步加大水壓和錘的沖擊動能；沉樁至距設計標高一定距離（2.0m以上）停止射水，拔出射水管，進行錘擊或振動使樁下沉至設計要求標高。
（三）振動沉樁振動沉樁適用於砂質土、硬塑及軟塑的粘性土和中密及較鬆散的碎、卵石類土。
振動沉樁停振控制標准，應以通過試樁驗證的樁尖標高控制為主，以最終貫入度（mm/min）或可靠的振動承載力公式計算的承載力作為校核。
（四）靜力壓樁靜力壓樁採用靜壓力將樁壓入土中，即以壓樁機的自重克服沉樁過程中的阻力，適用於高壓縮性粘土或砂性較輕的亞粘土層。
（五）水中沉樁在河流較淺時，一般可以搭設施工便橋、便道、土島和各種類型的腳手架組成的工作平台，其上安置樁架並進行水中沉樁作業。在較寬闊的河中，可將樁安設在組合的浮體上或固定平台，亦可適用專門打樁船。此外還可採用：
1、先築圍堰後沉樁基法：一般在水不深，樁基臨近河岸時採用；
2、先沉樁基後築圍堰法：一般適用於較深的水中樁基。
3、用吊箱圍堰修築水中樁基法：一般適用於修築深水中的高樁承台；
（1）管樁基礎
由鋼筋混凝土、預應力混凝土或鋼製成的單根或多根管柱上連鋼筋混凝土承台、支撐並傳遞橋樑上部結構和墩台全部荷載於地基的結構物。柱底一般落在堅實土層或嵌入岩層中。適用於深水、岩面不平整、覆蓋土層厚薄不限的大型橋梁基礎。按荷載傳遞形式可分為端承式和摩擦式兩種，在結構形式上與樁基相似，但多為垂直狀。
（2）沉井基礎
又稱開口沉箱基礎，由開口的井筒構成的地下承重結構物。一般為深基礎，適用於持力層較深或河床沖刷嚴重等水文地質條件，具有很高的承載力和抗震性能。這種基礎系由井筒、封底混凝土和預蓋等組成，其平面形狀可以是圓形、矩形或圓端形，立面多為垂直邊，井孔為單孔或多孔，井壁為鋼筋、木筋或竹筋混凝土，甚至由剛殼中填充混凝土等建成。
若為陸地基礎，它在地表建造，由取土井排土以減少刃腳土的阻力，一般借自重下沉；若為水中基礎，可用築島法，或浮運法建造。在下沉過程中，如側摩阻力過大，可採用高壓射水法、泥漿套法或井壁後壓氣法等加速下沉。
（3）地下連續牆基礎
用槽壁法施工築成的地下連續牆體作為土中支撐單元的橋梁基礎。它的形式大致可分為兩種：一種是採用分散的板牆，平面上根據墩台外形和荷載狀態將它們排列成適當形式，牆頂接築鋼筋混凝土承台；另一種是用板牆圍成閉合結構，其平面呈四邊形或多邊形，牆頂接築鋼筋混凝土蓋板。後者在大型橋基中使用較多，與其他形式的深基相比，它的用材省，施工速度快，而且具有較大的剛度，目前是發展較快的一種新型基礎。連續牆的建造是通過專門的挖掘機泥漿護壁法挖成長條形深槽，再下鋼筋籠和灌注水下混凝土，形成單元牆段，它們相互連接而成連續牆，其厚度一般為0.3- 2.0m，隨深度而異，最大深度已達100m.
（4）鎖口鋼管樁基礎由鎖口相連的管柱圍成的閉合式管柱基礎。鎖口縫隙灌以水泥沙漿，使管柱圍牆形成整體，管內充混凝土，圍牆內可填以沙石、混凝土或部分填充混凝土，必要時頂部可連接鋼筋混凝土承台。
『肆』 深水噴射下入導管作業管柱縱向振動載荷計算
張 輝1，2
（1.中國石化石油工程技術研究院，北京 100101；2.中國石油大學，北京 102249）
摘 要 深水鑽井作業過程中，管柱在平台升沉振動的作用下產生軸向振動載荷，影響管柱的強度安全。本文建立了具有復雜結構的深水噴射下入導管作業管柱縱向振動力學模型，利用振動力學理論求解了管柱的縱向自由振動特性及軸向振動載荷，並分析了軸向振動載荷沿管柱軸向及隨平台升沉振動周期的變化規律。結果表明，在平台升沉振動的作用下，作業管柱頂端截面上的軸向振動載荷最大，是深水噴射下入導管作業管柱上的危險截面；當鑽井平台的升沉振動周期接近作業管柱的固有周期時，管柱將產生極大的軸向振動載荷。模型的計算結果為深水噴射下入導管作業鑽柱設計及強度校核提供了依據。
關鍵詞 深水鑽井 管柱力學 縱向振動 振動載荷
Dynamic Axial Load Calculation of Pipe Stringin Deepwater Jetting Conctor Operation
ZHANG Hui1，2
（1.SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering，Beijing 100101，China；2.China University of Petroleum，Beijing 102249，China）
Abstract In deepwater drilling conditions，dynamic axial loads e to vessel heave will be generated in pipe string，which bring dangerous to the deepwater operations.Mechanic model of complex pipe string longitudinal vibration in deepwater jetting conctor operation is established.Based on the theory of vibration mechanics，pipe string longitudinal vibration characters and dynamic axial load are solved.The change rules of dynamic axial load along with the pipe string length and vessel heave period are analyzed.According to the results， the dynamic axial load e to vessel heave is maximal at the top of pipe string，which is the risk section in pipe string.The extreme dynamic axial load will be generated when the vessel heave period is close to the natural period of pipe string.Solutions of the model provide references for landing string design and strength check under deepwater jetting operation.
Key words deepwater drilling；pipe string mechanics；longitudinal vibration；dynamic load
在海洋深水鑽井過程中，浮式及半潛式鑽井平台受波浪載荷的作用會產生升沉振動。盡管平台鑽機上通常安裝升沉補償裝置，但無法完全補償平台的升沉運動。作業管柱在平台升沉振動的作用下發生縱向振動，產生軸向振動載荷。隨著水深的增加，管柱的縱向振動固有頻率增大，若平台的升沉振動頻率接近鑽柱的縱向振動固有頻率時易引發共振，將產生極大的振動載荷，使管柱發生破壞。即使作業管柱的軸向振動載荷不超過管柱材料的屈服極限，管柱在軸向交變載荷的作用下也可能發生疲勞破壞，並將加劇帶缺陷管柱的損壞。
在深水噴射下入導管作業過程中，作業管柱的結構較為復雜。本文針對噴射下入導管作業管柱建立了管柱縱向振動力學模型，求解了深水噴射下入導管作業管柱的縱向自由振動特性及其在平台升沉振動作用下的總向振動載荷，為深水噴射下入導管作業管柱的設計及強度校核提供了依據。
1 深水噴射下入導管作業管柱縱向振動力學模型
圖1為深水噴射下入導管作業管串示意圖。其中上部管柱為送入管柱，下部管柱外層為導管，導管頂部安裝井口頭、送入工具及基座，內層為管內底部鑽具組合，底部鑽具組合上帶有穩定器，下端接鑽頭［1，2］。
圖1 深水噴射下入導管作業管柱示意圖
送入管柱上端與鑽井船相連，當平台發生升沉運動時，管柱會隨平台做整體升沉運動，同時還將發生縱向振動，管柱上任意點的位移為平台升沉位移與管柱自身縱向振動位移之和。作業過程中，送入管柱上端與鑽井船相連，為固定約束；導管下放到泥面之前，管柱下端為自由端；當導管入泥後，導管下端可近似為固定端。
2 深水噴射下入導管作業管柱軸向振動載荷求解
2.1 管柱的無阻尼縱向自由振動特性求解
如圖1所示，將管柱自上而下、由內而外劃分為性質均勻的若干段，依次編號為1，2，…，m＋n＋r。對於導管上端連接的基座、送入工具、井口頭以及底部鑽具組合上的扶正器、鑽頭等工具，可將其看作集中質量塊。設其中第i段的縱向自由振動振型函數為χi（s），則整個管柱的振型函數為
油氣成藏理論與勘探開發技術：中國石化石油勘探開發研究院2011年博士後學術論壇文集.4
式中：sm＝L1，為送入管柱的總長度，m；sm＋n＝L2，為送入管柱與導管的總長度，m；sm＋n＋r＝L3，為送入管柱與底部鑽具組合的總長度，m。
由振動力學分析知，管柱的縱向自由振動振型函數需滿足振型方程［3，4］
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式中：Ei為管柱第i段的材料彈性模量，Pa；Ai為管柱第i段的橫截面積，m2；mi為管柱第i段的線重，kg/m；ω為管柱縱向自由振動的固有頻率，rad/s。
方程（2）的通解為
油氣成藏理論與勘探開發技術：中國石化石油勘探開發研究院2011年博士後學術論壇文集.4
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為聲波在管柱材料中的傳播速度，m/s。管柱的相鄰兩段之間滿足位移和內力的連續條件
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其中在L1處的連續條件為
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入泥前，導管和底部鑽具組合下端均為自由端時，其縱向自由振動邊界條件為
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入泥後，導管下端為固定端，底部鑽具組合下端仍為自由端，且帶有集中質量塊，其縱向振動邊界條件為
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令b1＝1，根據式（4）至式（7）可以求得管柱縱向自由振動的各階固有頻率ω及振型函數φ（S）。可以證明，該模型中的管柱縱向自由振動各階振型具有正交性，因此可以採用模態疊加法求解管柱在平台升沉振動作用下的軸向振動載荷。
2.2 管柱的縱向受迫振動載荷求解
若不考慮平台鑽機升沉補償裝置的作用，則作業管柱上任意質點的位移等於由鑽井船升沉運動引起的剛體位移及由管柱縱向振動引起的彈性位移之和。由受力平衡得到考慮阻尼的管柱縱向受迫振動平衡微分方程為
油氣成藏理論與勘探開發技術：中國石化石油勘探開發研究院2011年博士後學術論壇文集.4
式中：u為管柱的縱向振動位移，m；C為管柱縱向運動阻尼系數，無量綱；y為鑽井平台的升沉位移，m。
用模態疊加法，設方程（8）的解為
油氣成藏理論與勘探開發技術：中國石化石油勘探開發研究院2011年博士後學術論壇文集.4
式中：an（t）為廣義坐標，無量綱。
代入方程（8），並利用振型函數的正交性可得如下方程組
油氣成藏理論與勘探開發技術：中國石化石油勘探開發研究院2011年博士後學術論壇文集.4
為管柱的第m階廣義質量。
若模型中採用比例阻尼系統，則方程組可解耦得［5］
油氣成藏理論與勘探開發技術：中國石化石油勘探開發研究院2011年博士後學術論壇文集.4
式中：ζm為管柱的縱向振動第m階阻尼比，無量綱；
假設平台以正弦形式振動
油氣成藏理論與勘探開發技術：中國石化石油勘探開發研究院2011年博士後學術論壇文集.4
式中：y0是平台的振動幅值，m；Ωs是平台的升沉振動頻率，rad/s。
求得方程（12）的解為
油氣成藏理論與勘探開發技術：中國石化石油勘探開發研究院2011年博士後學術論壇文集.4
從模型中可以看出，管柱的軸向振動載荷與管柱的結構、彈性模量、橫截面積、線重、軸向運動阻尼及外部激振力的大小和頻率等參數有關。編制計算機程序對上述模型進行求解，可以得到管柱的縱向自由振動特性參數及縱向受迫振動載荷。
3 算例分析
以南海某井為例，該井作業水深1272m，鑽檯面補心海拔25m。噴射安裝Φ762mm導管（內徑711.2mm）至泥面以下80m處，底盤、低壓井口頭及噴射導管送入工具等井口工具總重70kN。導管內底部鑽具組合可簡化為Φ203.2mm的鑽鋌（內徑71.4mm）。作業過程中使用Φ660.4mm的三牙輪鑽頭，重5.5kN。鑽頭之上18m處安裝有Φ660.4mm的穩定器，重5.5kN。導管送入工具之上連接12根Φ127mm的加重鑽桿（內徑76.2mm），總長為110m，用Φ127mm的鑽桿（內徑108.6mm）作為送入管柱。
3.1 噴射下入導管作業管柱縱向振動特性
噴射下入導管作業管柱的縱向自由振動固有頻率及周期的計算結果如表1所示。
表1 噴射下入導管作業管柱的縱向自由振動參數
噴射下入導管作業管柱的前4階振型函數曲線如圖2和圖3所示。
圖2 作業管柱的振型曲線（導管下端自由）
圖3 作業管柱的振型曲線（導管下端固支）
3.2 噴射下入導管作業管柱縱向振動載荷
當導管下端自由時，假設平台的升沉振幅為4m，振動周期為8 s，管柱的縱向振動阻尼比為0.05。導管噴射安裝作業管柱的縱向受迫振動振型曲線及軸向振動載荷沿管柱軸向分布如圖4所示。
圖4 噴射下入導管作業管柱的總振動位移及總振動載荷分布（導管下端自由）
從圖2和圖4中可以看出，在平台振動周期為8 s的情況下，導管下端自由時，作業管柱的受迫振動位移曲線與第1階振型曲線相似，說明管柱在振動過程中以第1階振型為主。從圖4中還能看出，當導管下端自由時，管柱的軸向振動載荷在送入管柱頂端最大，向下逐漸減小；因此對於軸向振動載荷來說，送入管柱頂端為危險截面。由於加重鑽桿與導管及BHA的連接處還裝有送入工具、井口頭等，因此加重鑽桿下端的軸向振動載荷與導管及管內BHA頂端的軸向振動載荷之和不完全一致。
當導管下端固定時，管柱的總軸向振動還包括平台與海底的相對運動作用於管柱上產生的振動，作業管柱的總振型曲線及總軸向振動載荷分布如圖5所示。
圖5 噴射下入導管作業管柱的總振動位移及總振動載荷分布（導管下端固定）
從圖5中可以看出，當導管入泥深度較大、下端近似為固定約束時，管柱的振動位移及振動載荷以平台與海底的相對運動作用於管柱上產生的振動為主。
送入管柱頂端的軸向振動載荷隨平台升沉振動周期的變化如圖6所示。
圖6 送入管柱頂端的軸向振動載荷隨平台升沉振動周期的變化曲線
從圖6中可以看出，當平台的升沉振動周期接近表層套管作業管柱的固有周期時，管柱將產生非常大的軸向振動載荷，從而導致管柱發生破壞。
4 結 論
1）文中模型能夠求解包括鑽井管柱、完井管柱及隔水管串等具有復雜結構的深水作業管柱的縱向振動特性及振動載荷。
2）在平台升沉振動的作用下，作業管柱頂端截面上的軸向振動載荷最大，是深水鑽井作業管柱上的危險截面。當鑽井平台的升沉振動周期接近作業管柱的固有周期時，管柱將產生極大的軸向振動載荷。為保證作業管柱的強度安全，在深水鑽井鑽柱和送入管柱設計及強度校核過程中，必須充分考慮管柱軸向振動載荷的影響。
3）當作業管柱的軸向振動載荷不超過管柱材料的屈服極限時，管柱在軸向交變載荷的作用下也可能發生疲勞破壞，並且將加劇帶有缺陷管柱的損壞。
4）當打開平台鑽機上的升沉補償裝置時，作業管柱的外部激振力將發生變化，其軸向振動載荷也隨之改變。
參考文獻
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［5］張亞輝，林家浩.結構動力學基礎［M］.大連：大連理工大學出版社，2007.
『伍』 水井封隔器經常失效
壓縮式封隔器是油田實現分層注水的主要工具，由於壓縮式封隔器的解封均以上提強拉為主，不同程度的存在膠筒脫落掉井的情況，而掉井膠筒無法通過常規作業工序打撈（沖、撈），必須通過大修磨銑才能清除。現場統計表明成功釋放後二次起出的壓縮式封隔器均有一個膠筒脫離本體，且並未隨管柱起出地面。隨著水井調、重配等次數的增加，掉井膠筒逐漸增加，致使人工井底上升。因此有必要開發一種既不影響壓縮式封隔器管柱的分層效果，又能有效防止膠筒掉井的工具。水井封隔器膠筒防掉井裝置的研製是在不影響管柱功能的前提下，採取結構防掉的原理，在水井作業施工時隨管柱下井，二次作業時，通過工具結構在管柱起出過程中將脫落膠筒捕獲，達到保護井底的目的。
水井封隔器膠筒防掉井裝置有彈性捕撈爪、捕撈鋼體、碎膠筒捕撈開窗、篩式中心管組成。彈性捕撈爪外徑為118mm，鋼體外徑為114mm。該工具上接擋球，安裝在管柱底部。採用上張彈性開口原理，在管柱上行過程中捕獲掉落的膠筒，碎膠筒捕撈開窗主要捕獲位置靠上磨碎程度較高的膠筒碎塊。篩式中心管起連接和防止碎膠筒等異物進入管柱內的作用。
『陸』 鑽井平台有幾大系統
一.輪機部分:
1.動力推進系統(包括主機及發電機\應急發電機\推進器)
2.空調通風及冷藏系統(用於調節房間的溫度\艙室通風\冷藏室)
3.壓載系統(調整船舶壓載)
4.鑽井水系統(包括鑽井水泵)
5.消防系統(消防泵\消防保壓泵)
6.燃油系統(燃油駁運泵\燃油服務泵)
7.滑油系統(滑油駁運泵\消防水壓力櫃)
8.艙底水系統(油水分離器\艙底泵\掃艙泵)
9.海水總用系統(海水服務泵)
10.日常水系統(包括飲用水駁運泵\造水機單元\淡水壓力櫃\熱水加熱器\紫外線消毒器\活性炭礦化濾器)
11.主機排煙系統(消音器)
12.壓縮空氣系統
14.生活水排放系統(污水處理單元)
15.防海生物系統
16.蒸汽系統
17.淡水冷卻系統
18.乾粉系統
19.二氧化碳消防
20.甲板泡沫消防
21.安全系統
22.鑽井輔助設備
二.電氣:
1.推進器驅動系統(推進器用變頻器\馬達\變壓器\UPS)
2.配電系統(配電盤\UPS)
3.動力定位
4.自動化系統(艙容測深系統\輪機員呼叫報警系統\無人職守報警系統\駕駛室機控室控制台\直升機平台監控系統\非水下船舶監控系統)
5.通訊導航系統(全球差分衛星定位系統\黑匣子\聲音接受系統\測速儀\聲納測深儀\羅經\衛星F站系統\甚高頻超高頻系統\GMDSS系統\全向示位標系統\救生艇用無線電通訊設備\無線電緊急示位標\區域網系統\娛樂系統\電子海圖\PAGA系統\聲力電話系統\自動電話系統\醫院報警系統\航行燈系統\信號燈\航空告警燈\風向士標\探照燈\障礙燈\霧笛系統\汽笛\航行輔助設備\冷庫報警\雷達應答\氣象站系統\氣象傳真機系統\刮雨器系統\ICCP系統等)
6.安全系統(可燃氣體測深系統\H2S有毒氣體測深系統\火警測深系統\應急停系統)
7.照明系統
三.舾裝部分:
1.廚房設備
2.洗衣
3.電梯
4.救生
5.拖拽
6.拖拽&鑽井
7.系泊
8.甲板機械
四.鑽井部分:
起升鎖緊裝置
BOP系統
泥漿泵
井架和鑽台平移系統(懸臂滑移裝置\鑽井面滑移裝置\液壓動力站)
井架系統(逃生系統\井架\二層台\井架照明\天車\游動滑車\井架校平千斤頂)
自動化貓道裝置
干貨控制系統
泥漿固控設備
防噴器及控制系統
泥漿攪拌器
離心機喂料泵
除砂除泥一體機
鑽井繩導繩機
軸流式風機
鑽井電控系統
節流壓井管匯控制盤
泥漿清潔器
等等..
可能會有不全或不準的地方,請大家指點.謝謝
『柒』 機械製造與自動化畢業設計論文
發個樣例給你看看
卡瓦的設計
摘要
本課題研究內容屬於修井井口作業自動化系統中動力卡瓦的結構設計。課題主要目的就是用動力卡瓦實現對管柱的提升，卡緊及懸掛。設計中，利用液壓缸施加作用力，經連桿機構的傳遞，推動卡瓦楔體沿卡瓦座體內錐面上下運動，上行時，卡瓦牙板內徑不斷增大，使管柱通過；下行時，卡瓦牙板收攏，內徑變小，從而卡緊管柱。
對於管柱的卡緊與懸掛，在井口作業中是一個重要的組成部分。動力卡瓦是卡住並懸掛下井的油管、鑽桿、鑽鋌等管柱的必要工具，但是每一種結構的卡瓦都有它的優點和缺點。本課題主要是對動力卡瓦進行結構設計以及對動力卡瓦承載零件的受力分析和強度校核。
關鍵詞：卡瓦；結構；強度；懸掛能力
Abstract
The content of this research are workover operations wellhead automation system dynamics of the structural design of Slips. The main purpose of the subject is to use power to achieve string slips upgrading cards and hanging tight. Design, use of force to exert hydraulic cylinder, the transmission linkage, and promote slips kava wedge blocks along the upper and lower body movement cone, on the line, slips increasing diameter of dental lamina, so that through the string; downlink, the slips drawing in dental lamina, smaller diameter, thereby card string tight.
For the string tight and the suspension of the card, operating in well-head is an important component. Driving force for slips is jammed and flying to go down the pipeline, drill pipe, drill collar, such as an essential tool string, but the structure of each slip has its own advantages and disadvantages. The main issue is the driving force for the structural design of Slips and Slips bearing parts of the power and strength check of force analysis.
Key words: slips; Structure; Strength; Hoisting capacity
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『捌』 修井作業時環形防噴器如何封閉管柱
在石油天然氣鑽井施工中，為安全的鑽過高壓油、氣層並避免發生鑽井井噴失控事故，需要在鑽井的井口上安裝一套設備?鑽井井控裝置。當井筒內的壓力小於地層壓力時，井下地層中的油、氣、水進入井筒並形成溢流或井涌，嚴重時可發生鑽井井噴和著火事故。鑽井井控裝置的作用就是當井內出現溢流、井涌時可快速及時關閉井口，防止井噴事故的發生。鑽井井控裝置主要包括：防噴器、四通、遠程式控制制台、司鑽操作台、節流壓井放噴管匯等。鑽井井控裝置必須滿足鑽井工藝的要求，安全可靠、操作方便，並能快速關閉和開啟井口。既能在鑽機的司鑽操作台上控制，又可在遠離井口的遠程式控制制台上操作。裝置要具有一定的耐壓能力，可實現有控制的放噴、壓井和進行起下鑽具的操作。安裝旋轉防噴器後，還可在不壓井的情況下進行鑽進作業。
鑽井防噴器一般可分為單閘板、雙閘板、萬能（環形）和旋轉防噴器等幾種。根據所鑽地層和鑽井工藝的要求，也可將幾個防噴器組合同時使用。現有鑽井防噴器的尺寸共15個規格，尺寸的選擇取決於鑽井設計中的套管尺寸，即鑽井防噴器的公稱通徑尺寸，必須略大於再次下入套管接箍的外徑。防噴器的壓力從3.5～175兆帕共9個壓力等級，選用的原則由關井時所承受的最大井口壓力來決定。在海上使用鑽井浮船和半潛式鑽井平台鑽井時，因鑽井浮船和平台是在漂浮狀態下工作的，鑽井井口和海底井口之間會發生相對運動，必須裝有可伸縮和彎曲的特殊部件，但這些部件因不能承受井噴關井或反循環作業時的高壓，因此要將鑽井防噴器安放在可伸縮和彎曲的部件之下，即要裝在幾十米至幾百米深的海底，我們將它稱之為海底井口裝置。
『玖』 抽油機井和自噴井井下管柱有區別嗎
是否有區別，取決於設計要求和油田的開發方針。
自噴井的管柱基本上有三種基本形式。
一是油井射孔後，直接用射孔油管投產。其優點是射孔後不用壓井更換管柱，減少了對油層的污染，並能快速投產，前期投資較小。
缺點是自噴井投產後，如果井筒有積水不便排出；自噴能力弱時不能用抽汲的形式誘噴；油井停噴後需要上作業更換生產管柱。
二是射孔後將射孔油管起出，按抽油井的生產管柱完井後，上提抽油桿，將活塞提出泵筒後安裝油嘴生產。
其優點是能夠隨時利用抽油機排液、誘噴，清除井筒的積水，延長油井自噴期，在需要轉抽時無需上作業，直接開抽油機生產即可。缺點是射孔後需要壓井更換管柱，對油層造成一定的污染；前期投資較大。
三是射孔後起出射孔油管，下入油管，在油管上安裝配產器、封隔器等工具，對油層實施分層自噴生產。這制方式多用於一次射開油層多，層間壓差較大，油層厚度，儲量豐富，需要分層開發的油層。其優點是能夠減少層間干擾，實現分層配產，分層開采，延長油層自噴期，是精細化開發油田的較好方式。缺點是工藝較復雜，技術要求較高。
『拾』 地下管線燃氣井中都有什麼裝置
一般規定
土方施工前，建設單位應組織有關單位向施工單位進行現場交樁。臨時水準點、管道軸線控制樁、高程樁，應經過復核後方可使用，並應經常校核。
2。 施工單位應會同建設等有關單位，核對管線路由、相關地下管線以及構築物的資料，必要時局部開挖核實。
3 施工前，建設單位應對施工區域內有礙施工的已有地上、地下障礙物，與有關單位協商處理完畢。
4 在施工中，燃氣管道穿越其他市政設施時，應對市政設施採取保護措施，必要時應徵得產權單位的同意。
5 在地下水位較高的地區或雨季施工時，應採取降低水位或排水措施，及時清除溝內積水。
開 槽
1 混凝土路面和瀝青路面的開挖應使用切割機切割。
2 管道溝槽應按設計規定的平面位置和標高開挖。當採用人工開挖且無地下水時，槽底預留值宜為0.05～0.10 m ；當採用機械開挖或有地下水時，槽
3 管溝溝底寬度和工作坑尺寸，應根據現場實際情況和管道敷設方法確定
4不設邊坡溝槽深度
土壤名稱 溝槽深度(m) 土壤名稱 溝槽深度(m)
添實的砂土或礫石土 ≤1.00 黏土 ≤1.50
亞砂土或亞粘土 ≤1.25 堅土 ≤2.00
5當土壤具有天然濕度、構造均勻、無地下水、水文地質條件良好、且挖深小於5 m ，不加支撐時,溝槽的最大邊坡率可按表 2.3.6 確定。
6 深度在 5 m以內的溝槽最大邊坡率（不加支撐）
註：① 如人工挖土拋於溝槽上即時運走，可採用機械在溝底挖土的坡度值。
② 臨時堆土高度不宜超過 1.5 m，靠牆堆土時，其高度不得超過牆高的 1/3 。
7 在無法達到本規范第6 條的要求時，應用支撐加固溝壁。對不堅實的土壤應及時做連續支撐，支撐物應有足夠的強度。
8 溝槽一側或兩側臨時堆土位置和高度不得影響邊坡的穩定性和管道安裝。堆土前應對消防栓、雨水口等設施進行保護。
9 局部超挖部分應回填壓實。當溝底無地下水時，超挖在0.15 m以內，可用原土回填；超挖在0.15 m 以上，可用石灰土處理。當溝底有地下水或含水量較大時，應用級配砂石或天然砂回填至設計標高。超挖部分回填後應壓實，其密實度應接近原地基天然土的密實度。
10 在濕陷性黃土地區，不宜在雨季施工，或在施工時切實排除溝內積水，開挖時應在槽底預留0.03 ～ 0.06 m 厚的土層進行壓實處理。
11 溝底遇有廢棄構築物、硬石、木頭、垃圾等雜物時必須清除，然後鋪一層厚度不小於0.15 m 的砂土或素土，並整平壓實至設計標高。
12 對軟土基及特殊性腐蝕土壤，應按設計要求處理。