井口自動化裝置

① 有沒有介紹石化工業的

一、我國石油和石油化工裝備製造業已具有堅實基礎 石油、石油化工工業是我國的支柱產業之一，在國民經濟中佔有重要地位，2001年，全國生產原油1.65億噸；原油加工量2.10億噸；生產乙烯480.67萬噸；生產化肥3396.52萬噸；生產合成材料1203.84萬噸，主要經濟指標居全國工業各行業之首。石油、石油化工工業的發展帶動了為其提供裝備的石油、石油化工設備製造業的發展。建國五十多年以來，特別是改革開放20多年來，通過研製、開發、合作生產、引進技術，使我國石油、石油化工設備製造業，從無到有、從小到大，建立起一個比較完整的製造體系。據統計，2001年行業中的石油和石油化工專用設備405家規模以上企業，工業總產值（現價）達134億元，利潤總額2.9億元，從業人員12.8萬人。 （1）石油鑽采設備製造體系已經形成 石油鑽采設備製造業是為陸地、沙漠、淺灘和海上石油、天然氣的勘探、開發提供裝備。建國初期，石油基本依賴進口，而石油和石油化工設備製造業更談不上，全國只有幾家小廠生產一些石油設備零配件。經過五十年來的努力，已建成幾個比較集中的製造基地：以寶雞、蘭州、南陽等為主的鑽井設備基地；以上海、江蘇為主的石油工具基地；以江漢、四川為主的石油鑽頭基地；以西安為主的地球物理勘探設備基地；以濟南為主的石油鑽機專用柴油機製造基地。採油設備的製造分散在全國各地，東北地區較為集中。 全世界具有生產成套石油鑽機能力的國家不多，只有英國、俄羅斯、羅馬尼亞、英國、挪威等國家。我國是發展中國家唯一能生產成套石油鑽機的國家，且已具備年生產1000-9000米系列成套鑽機120套左右能力。目前，生產成套石油鑽機企業已發展到八家。其中，國企四家：寶雞石油機械廠、南陽石油機械廠、江漢第四石油機械廠、勝利油田動力機廠；中外合資企業二家：蘭石國民油井石油工程有限公司、上海三高石油設備有限公司；民營企業二家：成都瑜宏石化工程有限責任公司、川油廣漢機械有限公司。2001年共生產銷售石油鑽機106台，無論在數量和質量上均是歷來最好水平。 採油采氣井口裝置已是我國的成熟產品，單油管採油井口裝置最高壓力可達105mpa，雙油管採油井口裝置最高壓力可達70mpa；機械採油設備已達到國際水平；生產適用於井筒直徑51/2〃-7〃，溫度為50℃-150℃，壓力為10mpa及以上各種規格成套電動潛油泵；鉤載60-120噸、修井深度為3600-7200米修井機；江漢石油鑽頭股份有限公司是亞洲最大的石油鑽頭生產企業，其能力為年產108個品種、23萬只鑽頭。 國內製造的油氣集輸設備規格齊全、質量過硬，如流量為750-3000米3/時、揚程90-550米的ks型離心輸油泵，pcl長輸管線壓縮機，800-1100mm口徑、4-10mpa球閥，直徑325-1420mm、壁厚6-16mm油氣集輸鋼管生產能力達上百萬噸，以及生產製造海洋油氣集輸單點系泊系統、浮式生產貯油船、穿梭油輪海底管道輸送系統和加壓設備等。 （2）石油化工設備製造業有了歷史性突破 五十年來，我國石油煉制工業一直走自主發展的道路，因而，帶動了煉油技術裝備的發展。目前，已可以製造500萬噸/年以上煉油廠成套設備、800萬噸/年常減壓蒸餾裝置、200萬噸/年以上重油催化裂化裝置、150萬噸/年加氫裂化裝置、200萬噸/年渣油加氫脫硫裝置、100萬噸/年延遲焦化裝置等。一些高難度設備，如加氫裂化和加氫精製裝置用的加氫反應器、高壓換熱器、高壓空冷器；加氫和重整裝置用的離心式循環氫壓縮機、50及80噸活塞力的往復式新氫壓縮機；催化裂化和延遲焦化裝置用的主風機、富氧壓縮機、高效旋風分離器、外取熱器、煙機以及重要的流程泵等都能製造。 曾幾何時，我國製造的小型化肥、中型化肥設備遍布全國各地，解決了當時對化肥的急需。這些化肥設備，由於其技術經濟指標已落後，逐漸被大型化肥設備淘汰。以30萬噸/年合成氨、52萬噸/年尿素為代表的大型化肥裝置的設備，包括關鍵設備：直徑2.8米的快活素合成塔、co2汽提塔、原料氣壓縮機、氨壓縮機、合成氣壓縮機、co2壓縮機等都已研製成功。 因此，我國的石油和石油化工裝備行業從滿足國內市場為主，到走出國門、融入國際市場，進入發展新階段的條件已經成熟，一定會大有可為。

② 哪些東西是利用"空氣能被壓縮"的性質做成

1.利用壓縮空氣作為動力傳動
通常我們把以壓縮空氣為傳遞力能介質的機械稱為風動機械，風動機械的類別很多，由於它們的工作環境和對象不同，所需用的壓縮空氣的也各有不同，現將我們在生產、生活中常用的一些(器具)及其所需的壓力介紹如下。
①傳統的風動工具，如鑿岩機、風鎬、氣動扳手、氣動噴砂等，壓力一般在0.6一1.5MPa,
②儀表控制及自動化裝置，如加工中心的刀具更換等，壓力一般為0.6MPa,
③車輛制動，門窗啟閉裝置，壓力一般為0.2 --0.6MPa,
④噴氣織機中用壓縮空氣吹送緯紗以代替梭子，壓力一般為0. 1 -0.2MPa,
⑤食品、制葯工業，利用壓縮空氣攪拌漿液，壓力一般為0.2一0.6MPa,
⑥大型船用柴油機的啟動，壓力一般為2.5一6.OMPa,
⑦風洞實驗、地下通道換氣、金屬冶煉，壓力一般為6.0-1OMPa
2.利用壓縮空氣體來製冷或制熱
當今世界，人們在生活中已離不開空調設備，熱了需要空調製冷降溫，冷了需要空調制熱升溫，許多食品則需要在低溫下製造和儲存，這些溫度的變化完全是靠壓縮空氣的變換來獲得的，簡單地說就是通過製冷劑在蒸發器(室內機)的蒸發吸收室內熱量，在冷凝器(室外機)液化散熱，這樣就形成了循環製冷。制熱的過程就是室內與室外。反過來，實際上，製冷與制熱的原理是一樣的，都是靠氣體的壓縮和膨脹而實現的，我們常用的氨和氟利昂壓縮機的壓力一般為0.8一1.2MPa。
3.利用壓縮空氣來實現氣體的分離與合成
的氣體分離技術目前已在工業生產『I，得到廣泛的應用，與我們的生活息息相關的氧氣就是從空氣中分離出來的，其分離方法主要有低溫分離法和分子篩吸附分離法。這兩種方法的生產過程都是靠壓縮空氣的變化而實現的，例如，分子篩吸附分離法的原理是利用氮氣與氧氣在不同壓強、在同一吸附劑上被吸收的能力的不同，從而將氮氣與氧氣進行分離。同時，利用氣體壓力的變化，還可以實現某些氣體的合成，例如，制備氫氣合成氣體的方法就是將液相甲醇和水放在一起，加懸浮催化劑後利用壓力和溫度的變化發生化學反應而獲得的。在化學工業中，氣體壓縮至高壓，常常利於合成及聚合，如氮氫合成氨、氫與二氧化碳合成甲醇、二氧化碳與氨合成尿素等。在石油行業中，可用人工方法把
氫加熱、加壓後與油反應，實現加氫精製。
4.利用壓縮空氣實現礦山並下通風
壓縮空氣在礦山井下的使用極其廣泛，如採掘工作面的風鎬、鑿岩機、風動裝岩機、混凝土噴射機，井口、井底使用的氣動操車設備，地面使用的鍛釺機、空氣錘等，都是以壓縮空氣為動力源的。更重要的是礦井離地面較深，空氣稀薄，再加上存有一定數量的煤氣和瓦斯氣，隨時可能危害井下工作人員的生命，為此，礦井必須設置壓風系統，向井下風動機具和工作面供給壓縮空氣。因此，在礦山作業中，壓縮空氣不僅是風動機械設備的動力源，更是保障作業人員安全的生命之源。
5.利用壓縮空氣實現管道運輸
管道運輸是物資在管道內藉助高壓氣泵的壓力，往目的地輸送物資的運輸方式。具有經濟環保、安全方便和維護費用低的特點。其原理相當於自來水管道將水輸送到各家各戶。管道運輸工具本身就是管道，是固定不動的，只是物資本身在管道內受壓力的作用發生位移。

③ 井口採油采氣裝置生產廠家哪個更好（採油樹、采氣樹）

江蘇金石機械集團(金石集團)是中國最大的石油井口設備研發製造企業，是中國石油天然氣集團公司、中國石油化工集團公司和中國海洋石油總公司供應網路單位，中國石油技術開發公司戰略聯盟合作夥伴，中國石油、石油化工設備工業協會十強企業。旗下有8家企業，總資產10億元。

金石集團產品覆蓋全國各大油田，市場佔有率在全國同行業中保持領先地位。其中，在國內的高端市場佔有率達50%以上，並出口歐洲、美洲、亞洲、非洲、澳洲5大洲等30多個國家，出口額占銷售總額70%以上。

金石集團以科研、生產、銷售為一體，建立了油氣井口裝備技術研發中心，主要生產井口采氣樹、節流壓井管匯、泥漿氣體分離器、系列平板閥、大口徑球閥、防噴器等主導產品，均執行API標准。獲5項國家級新產品和20多項國家專利，榮獲國家高新技術企業。

金石集團主要生產高壓油氣井口裝置、節流壓井管匯、系列平板閥、大口徑球閥、防噴器等系列井口裝備，產品均執行API標准。「JMP」商標被認定為中國馳名商標,其產品覆蓋全國各大油田，市場佔有率在全國同行業中保持領先地位。其中，在國內的高端市場佔有率達50%以上，並出口歐洲、美洲、亞洲、非洲、澳洲5大洲等30多個國家，出口額占銷售總額70%以上。「JMP」牌井口裝置及採油樹設備連續多年被評為中國石油化工裝備名牌產品、江蘇省名牌產品和江蘇省重點培育的出口名牌產品。

金石集團始終堅持質量是企業的生命，建立健全質量管理和質量保證體系，榮獲中國石油石化名牌產品，獲美國石油學會API Spec 6A、API Spec 16C、API Spec 6D、API Spec 5CT產品認證證書和ISO9001質量體系認證證書。

江蘇金石機械集團 電話:(0517)86882911(辦公室)/86893650(銷售)
傳真:(0517)86882912/86882903(銷售)
電子郵箱:[email protected]

④ 井口裝置的組成包括

氣井井口裝置是由套管頭、油管頭、采氣樹組成。
套管頭的作用是懸掛套管上部的部分重量和把幾層套管相互隔開;油管頭的作用是用來懸掛井內的油管和密封油、套管之間的環形空間。采氣樹的作用是控制氣井的開關，調節壓力、流量以及用於氣井壓井、壓裂、酸化等作業。

⑤ 石油鑽井方法有哪些

目前,世界上廣泛採用鑽井方法來取得地下的石油和天然氣。隨著石油工業的不斷發展，鑽井深度不斷增加，油氣井的建設速度也隨之加快，促使鑽井方法、技術和工藝得到很大改進。從已鑽成的千百萬口油氣井的資科中可以看到變化過程：頓鑽逐漸被旋轉鑽代替，井身結構從復雜到簡單，井眼直徑日趨縮小等等。

一、鑽井工藝發展概況和趨勢石油鑽井是油田勘探和開發的重要手段。一個國家石油工業的發展速度，常與它的鑽井工作量及科學技術水平緊密相關。近20年來，世界石油產量和儲量劇增，鑽井工作量相應地大幅度增加，鑽井科學技術水平也得到了飛速發展。在此期間鑽井技術發展的特點是從經驗鑽井進展到科學化鑽井。鑽井深度、斜度、區域和地區也有長足的發展。從鑽淺井、中深井發展到鑽深井和超深井；從鑽直井和一般斜井發展到鑽大斜度井和叢式井；從陸上鑽井發展到近海和深海鑽井；從地面條件好的地區鑽井發展到條件惡劣的地區(如沙漠、沼澤和寒冷地區)鑽井。在鑽井技術發展的同時，設備、工具和測量儀表也得到了相應的發展。

美國鑽井工作者曾將旋轉鑽井技術的發展進程分為四個時期：

(1)概念時期(1900—1920年)。這個時期開始把鑽井和洗井兩個過程結合在一起，開始使用牙輪鑽頭並用水泥封固套管。

(2)發展時期(1920—1948年)。這個時期牙輪鑽頭有所改進，提高了進尺和使用壽命。固井工藝和鑽井液有了進一步的發展，同時出現了大功率的鑽機。

(3)科學化鑽井時期(1948—1968年)。這個時期大力開展鑽井科學研究工作，鑽井技術飛速發展。該時期的主要技術成就有：發展和推廣了噴射鑽井技術；發展了鑲齒、滑動、密封軸承鑽頭；應用低固相、無固相不分散體系鑽井液；發展了地層壓力檢測技術、井控技術和固控技術，提出了平衡鑽井的理論及方法。

(4)自動化鑽井時期(1968年至今)。這個時期發展了自動化鑽機和井口自動化工具。鑽井參數自動測量和計算機在鑽井工程中得到廣泛應用，最優化鑽井和全盤計劃鑽井也初具規模。

目前,鑽井人員一般把鑽井技術發展的前兩個時期稱為經驗鑽井階段，把後兩個時期稱為科學化鑽井階段。時期的劃分直觀地描述了鑽井技術發展的過程，揭示了其發展規律。

任何一門科學和技術都有其自身的發展規律和要達到的主要目標。鑽井工作是為油田勘探和開發服務的重要手段。鑽井技術的發展首先要保證鑽井質量，即所鑽油氣井要滿足油氣田勘探和開發的要求,要在此基礎上來提高鑽井速度、縮短鑽井周期、降低鑽井成本。

近20年來的實踐證明，現代鑽井工藝技術將圍繞以下三個方面發展：

(1)提高鑽井速度，降低生產成本；(2)保護生產層，減少油氣層的污染和損害；(3)改善固井、完井技術，適應採油要求，延長油氣井壽命。

新中國成立以來，我國鑽井技術發展較快。特別是1978年推廣噴射鑽井、低固相優質鑽井液、四合一牙輪鑽頭等新技術後，我國的鑽井技術水平又有顯著提高，進入了科學化的鑽井階段,但與國外先進水平相比，還存在一定的差距。為了使我國的鑽井水平能滿足勘探開發的需要，努力趕上世界先進水平，必須要向鑽井技術進步要速度、要質量、要經濟效益,為加速勘探開發步伐、不斷增加油氣產量作出貢獻。

二、沖擊鑽井方法沖擊鑽井是一種古老的鑽井方法，也是旋轉鑽井方法出現以前唯一的鑽油氣井的方法。它是將破碎岩石的工具(鋼質尖頭鑽頭)提至一定高度，借鑽頭本身的重力沖向井底，擊碎岩石。然後撈取被擊碎的岩屑，以便繼續鑽進。因此，沖擊鑽井方法又被稱為頓鑽。

由於沖擊鑽井時，破碎岩屑與清除岩屑必須間斷地進行，因此鑽井速度很慢，不能滿足石油生產發展的需要。沖擊鑽井現在已基本上被旋轉鑽井所代替，僅在一些埋藏淺、壓力低的油田還能見到。

三、旋轉鑽井方法提高鑽速的根本途徑是改變鑽井方法，這正是旋轉鑽井法產生的原因。旋轉鑽井法的實質是：鑽頭在壓力作用下吃入岩石，同時在轉動力矩的作用下連續不斷地破碎岩石；被破碎的岩屑由地面輸入的鑽井液(泥漿、水、空氣等)及時帶走，鑽井液可以連續不斷地清除岩屑。這樣，一隻鑽頭可以在井底連續鑽進十幾米、幾十米甚至數百米後才起至地面進行更換。由於使用了鑽井液，可長時間穩定井眼、控制復雜地層。旋轉鑽井的鑽井速度高，能適應多種復雜情況，目前世界上大多使用這種方法鑽油氣井。旋轉鑽井通常也稱為轉盤鑽。

利用鑽桿和鑽鋌(厚壁鋼管)的重力對鑽頭加壓，鑽壓要使鑽頭能夠吃入岩石。破碎岩石所需的能量是從地面通過沉重的鋼性鑽柱傳給鑽頭的。起、下鑽的過程比較繁瑣，必須將鑽柱拆卸成許多立柱，才能起出鑽頭；而下鑽時又必須逐根接上。為了連續洗井，鑽井液從轉動的空心鑽柱里流向井底，再帶著岩屑從鑽柱外部與井壁形成的環形空間返回地面。鑽頭鑽進、清洗井底以及起、下鑽所需的動力全部由安裝在地面上的相應設備提供，這些機器設備總稱為鑽機。

現代旋轉鑽井的工藝過程表現為四個環節，即鑽進、獲取地質資料、完井和安裝。

鑽進環節由一系列按嚴格的順序重復的工序組成：把鑽柱下入井裡；旋轉和送進鑽頭使其在井底破碎岩石，同時循環鑽井液；隨著井筒的加深而接長鑽柱；起、下鑽柱以更換被磨損的鑽頭；洗井，凈化或配製鑽井液，處理復雜情況和事故等輔助作業。

為了獲得全面准確的地質資料，鑽井過程中不僅需要進行岩屑、鑽時、鑽井液錄井工作，而且還要進行鑽取岩心、測井等工作。通過各種地球物理測井方法，可以獲得井徑、井斜、方位、岩性等基本數據，掌握和了解井眼質量以及地層和油氣層的某些特性。

在鑽穿油氣層以後，需要下入油層套管，並注入水泥以隔離油氣層與其他地層，使油氣順利地流到地面上來。根據油氣井生產的要求做好井底完成工作是很重要的一道工序。

從確定井位開始，就需要平整井場、挖基礎坑、泥漿池、圓井等土方工程；為運輸機器設備而修築公路；鋪設油、水、氣管線，架設電線，以輸送油、水、氣和電力;打好地基以安裝設備、井架等。基礎工作完成後，要進行大量的井架、設備等搬運和安裝工作，還需做好開鑽前的一切准備工作，如檢查機器設備、試車、固定導管、鑽鼠洞、調配鑽井液、接好鑽具等。

旋轉鑽井過程中，驅動鑽柱旋轉、克服鑽柱與井壁的摩擦消耗了部分能量。為了減少這些無益的能量損失，1940年前後出現了井下動力鑽井方法。井下動力鑽井所用設備與旋轉鑽井基本相同，只是鑽頭不再由轉盤帶動旋轉，而是由井下動力鑽具直接驅動。典型的井下動力鑽具是渦輪鑽具，因此井下動力鑽井又常稱為渦輪鑽井。目前，井下動力鑽井在定向鑽井技術中得到了廣泛的應用。

近年來，一些工業發達國家還競相開展了熱力鑽井、高壓沖蝕鑽井、等離子射流鑽井和激光鑽井等新型鑽井方法的研究。隨著科學技術的進步，新的鑽井方法還將不斷涌現，鑽井工程也必將進入一個全新的科學化時期。

四、井身結構井身結構是油氣井全部基本數據的總稱。它包括以下數據：從開鑽到完鑽所用的鑽頭、鑽柱尺寸和鑽柱長度;套管的層次、直徑;各層套管的下入深度、鋼級和壁厚;各層套管注水泥的數據。由此可見，井身結構是全部鑽井過程計劃和施工的重要依據。圖5-1為井身結構的示意圖。

圖5-1井身結構

首先下入長度約4～6m的短套管，也稱導管，用於加固地表以免被鑽井液沖毀，保護井口完整。同時將循環的鑽井液導入泥漿凈化系統內。

第二次下入的套管叫表層套管，用於封隔地表不穩定的疏鬆地層或水層、安裝井口防噴器。一般深度為40～60m，有時可達500～600m。

當裸眼(未被套管隔離的井眼)長度超過2000～3000m或者地層剖面中存在高、低壓油層、氣層、水層和極不穩定的地層時，鑽進過程中為避免發生工程事故需要下入中間套管，又叫技術套管。目的是封隔復雜地層，防止噴、漏、卡、塌等惡性事故發生，保證安全鑽井。技術套管的層次和下入的深度根據地質和鑽井條件確定。

最後下入的套管叫油層套管，用於採油、采氣或者向生產層注水、注氣，封隔油層、氣層和水層，保證油氣井正常生產。油層套管的下入深度取決於井底的完成方法。油層套管一般從井口下到生產層底部或者只從生產層頂部下到底部。實際工作中對部分下入的油層套管，根據作用取不同的名稱，如尾管、篩管、濾管以及襯管等。

井身結構是由鑽井方法、鑽井目的、地質條件與鑽井技術水平決定的。周密考慮各種影響因素，制定合理的井身結構，是保證高速度鑽井與油氣井投產後正常產出的關鍵。

綜上所述，現代石油鑽井工程是一項復雜的系統工程。由多工序、多工種聯合作業，需要各種先進的科學技術和生產組織管理水平。

⑥ 井口控制盤工作原理是什麼

MAXIMATOR井口控制盤在陸地沙漠高壓、高產、高危油氣井及海上平台油氣井的安全生產上發揮著重要的作用，可有效的防止或減少油氣井事故，防止或減少碳氫化合物對大氣或周圍環境的排放。無論是按照政府規定還是按照國內、外各油田安全生產的規章要求，油田井口安全控制系統是油田安全生產、運輸不可缺少的主要控制系統之一。

井口控制盤由液壓部分、機械部分、電氣部分組成。液壓部分為井口安全閥提供壓力源，電氣部分為整個系統提供動力源。井口安全控制系統共控制2個安全閥，分別為地面安全閥(SSV)和井下安全閥(SCSSV)。地面安全閥觸動器控制壓力為5,000psi，井下安全閥觸動器控制壓力為10,000psi,而且還能定製，模式比較靈活。

功能

1、具有打開、關閉安全閥的功能;(打開或關閉)

2、具有井口火災緊急關井保護功能;(易熔塞防火)

3、具有本地ESD關斷保護功能;(本地ESD功能)

4、具有生產管線壓力異常，壓力超高、超低自動關井保護功能;(機械式高低壓感測器或電子式壓力變送器、壓力開關)

5、具有遠程ESD功能;主控室DCS系統緊急關井保護(遠程ESD,RTU遠程檢測和控制功能);

6、現場天然氣濃度危險超標，自動報警並緊急關井保護。

7、井口高含沙保護;

8、井口腐蝕與檢測系統。

⑦ 井口裝置和採油樹的設計參數是多少

其實，井口裝置包括了採油樹。參數主要是工作壓力。這要根據井口的壓力來確定。一回般常用的有150型井口裝置答、250型井口裝置、350型井口裝置。如果油井搞壓裂、酸化等大型措施，還需要安裝千型井口裝置。井口配備的所有附件應和井口裝置的工作壓力相匹配。

⑧ 回灌井回灌系統裝置

完善配套的地面設施、合理的工藝設備可有效防止各種堵塞,確保回灌的正常操作運行。由於儲層性質和流體特點,不同熱儲層應採取相應的地面水質處理配套設施。應根據水質的化驗結果而優化制定,選擇對預處理水質最有針對性的方法:既要保證回灌水質符合要求,又要防止過度處理以增加不必要的投資。為防止物理堵塞,在回灌系統中應設置三級過濾裝置(一級旋流式除砂器、二級粗效過濾和三級精密過濾)、反沖洗系統、排氣裝置、加壓裝置及氮氣保護裝置等裝備。在連接方式上,主要考慮各自的功能以串接為最佳方式,具體工藝過程見圖4-31。

圖4-31 典型地熱回灌過濾系統工藝流程圖

1.回灌井過濾系統

地熱供暖系統長年運行,管道不可能經常更換,由於管路內的老化、銹蝕,會使流經的地熱流體質量受到不同程度的影響,因此需對回灌水進行凈化過濾處理,去除掉回灌水源中的懸浮固相物質和滋生的細菌,降低水源質量不佳對回灌效果的不良影響。

基岩儲層穩定性較好,岩石緻密堅硬,流體水質較好,回灌效果普遍好於孔隙型儲層。基岩回灌地面工藝配套設施重點在於除砂過濾。為不增加額外投資,可根據地熱流體質量的具體情況,在回灌水源經除砂處理後,在地面凈化措施上可考慮增設精度不大於50μm的管道過濾或其他過濾裝置,達到能將管道及系統中殘留的相對直徑較大的顆粒過濾掉的目的。粗過濾器一般選擇採用袋式或棒式濾料,雖然過濾效果較燒結式要差,但安裝方便,又可反復清洗重復使用,使用壽命長,價格也相對較低。

孔隙型熱儲層由於滲透率小、岩石粒徑細,濾水管網容易被細微顆粒或細菌堵塞,因此要求同時安裝精、粗兩級過濾裝置。粗效過濾器精度應在50～80μm之間,承擔過濾管道及系統中殘留的相對直徑較大的顆粒任務,並在一定程度上減輕精密過濾器的工作負擔,降低反沖洗次數,延長濾料使用壽命;精密過濾器精度應達到3～5μm,採用精度較高過濾效果更好的第三代纏繞棒式濾芯,不僅要濾掉大部分懸浮顆粒,有效防止回灌時井內的物理堵塞,還可以有效地攔截或吸附一部分微生物,防止細菌堵塞。

地熱回灌系統過濾裝置由單個或數個過濾罐組成,通常是多組濾棒組裝在一起,能增加過濾量,以保證過濾效果。精度相同的多個過濾罐一般採用並聯方式連接,並有並聯備用過濾罐,便於其中某個過濾器的反沖洗或維修。單體罐過濾量大小依所需過濾的回灌水量而確定。每個過濾罐應配有精確度等級達到1.0級的差壓變送器或在罐體進、出水兩端分別配備精度為0.01MPa的表盤式壓力監測儀表,可根據罐體兩端壓力的變化情況來辨別過濾器的工作狀態,並決定更換或清洗濾料的時間,以保證過濾效果。如果壓差增大,表明有微小顆粒滯留在濾料上,使得濾料的縫隙變小,應及時通過反沖恢復初始工作壓力。選擇濾芯材料應滿足系統所需精度及效果,同時要考慮耐溫和耐壓。如地熱流體經板式換熱器後,回水溫度在50℃左右,為保證濾料使用壽命,要求濾料耐溫應在60℃左右,如果循環水溫度較高,濾料耐溫范圍也要相應增大,要求濾芯材料耐溫性能高於地熱流體最高溫度;其次是耐壓,由於在回灌運行時系統通常要承受一定的壓力,因此要求過濾器外殼承受壓力應高於系統最大工作壓力。

2.反沖洗系統

由於過濾系統在長時間工作中,管道及設備中的礦物沉渣、微生物等隨流體經過過濾器時將會駐留在過濾袋或過濾棒中。為保證過濾質量和降低泵耗,需要定期、定時對過濾系統進行反沖洗。用於判斷是否需要反沖洗的方法通常是監測過濾器兩端的壓力變化,通常兩端壓差在0.2～0.3mH₂O,或當壓力超出近0.5mH₂O時,應該考慮啟動反沖洗程序。反沖洗系統設計方案通常有兩種:

其一是單獨建立反沖洗系統,即需要配置反沖洗水箱、反沖泵及相關閥門和管道。優點是系統和操作簡單,當配置兩台過濾器時,可不影響回灌的正常運行。但是由於需要單獨配置反沖洗水箱,需要增加設備投資和在機房的佔地面積,定期監測和清洗儲水裝置同樣增加了設備維護的工作量。

第二種方法是設計自循環反沖洗系統。該系統優點是可隨時利用某一過濾器過濾後的清潔水為另一過濾器進行反沖洗,避免單獨配置反沖洗水箱設備、對儲水裝置水質的監測,節約設備投資和部分設備間的空間。同時,反沖洗系統還可以採用自動控制系統,利用電磁閥常開和常閉的特點,通過監測過濾器兩端的壓力變化,控制電磁閥的開啟和關閉,沖洗過濾裝置。該方法提高過濾效果,降低能耗,節約了人工,可以保證過濾裝置始終工作在過濾的最佳狀態。不足之處是反沖洗系統是自循環系統,首先不適宜採用單台過濾器,當回灌量較小時,增加過濾裝置的台數,反而加大設備的投資;其次,多台過濾器運行,也會增加壓力損失,加大運行成本;另外,在循環系統中需要設計獨立的反沖洗管路和控制閥門等。

比較以上兩種設計方法,地熱回灌中採用第二種方法更為普遍。主要原因是節省設備間的空間,避免對反沖洗水質的監測和水箱的定期清洗。只要在設計和施工上保證系統運行可靠,操作方便,該系統可靠性和反沖洗效果均較好。

3.地熱回灌系統排氣裝置

地熱流體本身挾帶大量氣泡,換熱後的循環尾水流經管道並經過過濾後,流速、壓力、溫度、化學特性等均會發生一系列變化,可能會有一部分地熱流體中的原始氣體或經由某種反應(如硝化反應)新產生的氣體釋放出來,或者殘留一部分不飽和氣體如甲烷、二氧化碳等,這些釋放出來的氣體、氣泡團會隨回灌流體一同注入。當地熱流體在管道內流動時,由於管徑阻力和流動狀態的變化,水動力流場狀態會發生變化,不飽和氣體會從流體中析出並生成氣泡,當駐留和堆積在岩石空隙中會產生氣堵。當循環尾水進入過濾器罐體,管徑的變化使其流速迅速降低,壓力下降,氣泡內的壓力和罐內壓力形成壓差,並使得氣泡爆裂,將氣體釋放出來。同時在注入初期,回灌流體會將泵管、井管內或泵管與井管的環狀間隙內的氣體壓入儲層,在回灌通道轉折邊緣停滯,擠占流體通道形成氣體堵塞造成灌量衰減。因此在采、灌系統中要增設排氣裝置,便於釋放回灌過程中因溫度、壓力變化產生的氣體和流體中的不凝氣團,防止流體性質發生變化後生成的氣泡隨回灌水源進入回灌系統,產生氣相阻塞,影響回灌效果。為了確保氣體的有效釋放,排氣裝置應安裝在過濾器之後、加壓泵和回灌井口之前,用以在回灌流體進入回灌井之前排除流體中的多餘氣體。

具體是否有必要安裝排氣罐和該設備的規模、容量,應根據該回灌流體中氣體樣分析檢測報告中氣體所含具體組分和含量的多少而確定。在考慮安裝排氣設施時需要注意兩點,其一是應在罐體頂部要設置自動排氣閥,排氣點處的高度應高於系統主管道及其他設備裝置的最高點,利於系統中氣體濃度聚集到一定程度時,自動將氣體及時釋放到罐體外,降低罐體內的壓力,保證安全;其二注意如果地熱流體中含氣體容量較高時,要採用連接排氣風道方式將已釋放出的氣體排出設備間,以防中毒和引發火災。

4.地熱回灌加壓裝置

天津市多處地熱回灌系統在實際運行中,均出現了回灌井內壓力過高、水位迅速上升現象,尤其是孔隙型熱儲層中或一些成井時間較早的地熱井,在回灌運行的初期這種現象比較明顯,這時就有必要採用加壓方式以提高回灌量。因此在地熱回灌系統中應設置加壓裝置,以便不具備自重回灌條件或在自然回灌條件下回灌困難、效果不理想時,啟動加壓泵設施採用加壓方式進行回灌。

加壓回灌管路系統是在自然回灌管路裝置基礎上,將井管密封,利用水泵壓力進行回灌。加壓回灌與自然回灌管路共同點是抽水管路不用控制閥門,排水及回揚管路完全一致。自然回灌適宜採用從泵管內進水方式,壓力回灌因井管密封,既可以從泵管內進水,也可以用迴流管從泵管外回灌。

壓力回灌適用於回灌井內流體水位高、透水性差的熱儲層和濾網強度較大的地熱深井,主要是針對新近系孔隙型熱儲層的回灌系統。加壓泵應設置在過濾裝置、排氣裝置之後,可選用變頻立式管道離心泵,規格、型號依據回灌量和回灌壓力確定。

壓力回灌時系統有壓力存在,要放氣,因此在管路上應為加壓泵專門配置放氣閥和壓力表等裝置。實際回灌運行啟動時待回灌水從放氣閥溢出,使系統管路中的空氣徹底排出後,再關緊封固放氣閥。採用壓力回灌時,回灌量和壓力要由小到大逐步調節,避免造成井下濾層破壞,同時了解回灌系統的最大承載壓力,不能盲目加壓,否則將致使系統壓力過大而損壞地熱井井管和井口裝置,造成不可估量的損失。

5.地熱回灌系統管網材質要求

由於地熱流體溫度較高和普遍存在一定的腐蝕性,如果回灌運行管路採用普通金屬管材,直供鋼制管道,當地熱流體流經鐵制管道和終端設備後,排放口處尾水中鐵離子的含量要大大高於地熱生產井出口處的含鐵量,並發現鐵嗜菌;當工作系統處於開口狀態時,系統腐蝕更為嚴重。表4-13是天津市DL-25孔隙型地熱井回灌系統主要利用系統出水口水質監測跟蹤資料,數據顯示敞開式排水口比地熱井出水口地熱流體的鐵離子要高出許多,說明採用金屬管網對流體鐵離子影響非常大。因此為有效防止腐蝕和物理、生物堵塞,回灌系統中所有輸送管道、系統循環管網和回灌水管等應首選非金屬管材(玻璃鋼管材或PP-R管材)、鍍鋅鋼管、不銹鋼鋼管,同時還要定期對所採用的管材進行嚴格的防腐處理。

表4-13 DL-25井供熱系統各出口端水質測試結果

地熱回灌地面工程系統採用的管材和管件,應綜合考慮其工作壓力和溫度,地面輸送管路管徑由地熱井井管及流體輸送量確定,一般不宜小於φ150mm。具體選材時除綜合考慮耐腐蝕和安裝連接方便可靠外,還應根據輸送流體的水溫、水質確定,對溫度不高於50℃、拉伸指數(LI)不大於10的地熱流體,可選用玻璃鋼管、碳鋼管材、聚乙烯管或不銹鋼鋼管;對溫度高於50℃、拉申指數(LI)大於10的地熱流體,應選用無縫石油鋼管或碳鋼管材。

6.地熱回灌系統密封要求

地熱回灌系統應是一個完整的嚴格密閉系統,主要體現在以下幾個方面:

1)在回灌運行時整個系統應始終保持正壓,減少空氣在地熱流體輸送中的滲入,嚴防空氣滲入造成管材的氧化腐蝕,並且所有管材都必須具備良好的防腐性能和密封性能。

2)回灌井的井口裝置部分應嚴格進行密閉處理,回灌水管、水位測管、閥門等所有介面的連接方式均應採用法蘭式嚴格密封。尤其是人工動態監測的回灌系統,其出露在井口上的水位測孔不能是敞口直通形式,要設置有專用開關,且不得長時間處於開啟狀態。

3)在地熱井井口安裝隔氧保護設施,如設置具自動壓力調節控制系統的氮氣保護裝置,將井內水位液面以上的井管部分自動充滿惰性保護氣體,始終保持井內壓力略高於大氣壓力,阻止空氣滲入到井內,隔絕空氣與地熱流體的直接接觸,這樣既能防止產生井管腐蝕,又能避免由於氧化反應所產生的新的氧化物沉澱。

4)回灌水管應保證始終浸入回灌井內流體液面以下。

由於井管回灌容易造成氣堵而影響回灌效果,基岩裂隙型熱儲層地熱回灌系統中,不宜採取井管回灌的方式,而且回灌井內不允許下置潛水電泵進行泵管回灌,應通過專用回灌水管將回灌流體從管內注入回灌井內,回灌水管下入回灌井內流體液面以下5～10m,這樣能在一定程度上使整個管路形成某種意義的真空密封狀態和密閉路徑,減少空氣滲入輸送管路,實現自重密封回灌。新近系孔隙型熱儲層進行回灌時原則上應與基岩裂隙型熱儲層回灌系統一致,通過浸入液面以下的回灌水管實現自重回灌。鑒於目前新近系孔隙型熱儲層回灌時普遍出現回灌困難,需要不定期進行回揚,因此,回灌水管下入流體液位以下的深度應加大,浸入深度應不小於該井水位埋深的2倍,以備必要時的空壓機氣舉回揚洗井之用;或在回灌井內下置潛水電機和泵管,下入深度大於最大動水位5～10m,潛水電機可進行抽水回揚洗井,泵管在作回揚管的同時也兼作回灌水管。

回灌井應設置專用的回揚輸水旁管,並需配置專門流量計(表)。

⑨ KZDB、XD-DB型交流變頻電驅動頂驅式岩心鑽機

KZ30DB、XD-35DB型交流變頻電驅動頂驅式岩心鑽機,由中國地質裝備總公司和汶川科學鑽探工程中心、核工業地質局等單位合作研製,是一種具有我國自主知識產權的新型電動頂驅式岩心鑽機。鑽探施工能力N口徑分別為5000m、3500m。該鑽機由工業電網提供動力源,採用模塊化交流變頻電驅動單元作為提升、回轉、送鑽、打撈等執行系統,採用全轉矩控制、全機械化作業、全數字化操作的工作模式,融合機、電、液、氣、電子及信息化技術為一體,服務於孔深3500m的礦產勘探及能源鑽采深部鑽探作業。

(一)鑽機系統設計

1)採用重載K型鑽塔,承載1350kN,導軌行程25m,實現18m立根鑽進。

2)頂部驅動鑽井系統直接在井架上部驅動鑽柱,並沿井架內導軌上下移動,通過交流變頻絞車實現減壓鑽進功能,完成回轉鑽進、鑽井液循環、接立根/單根、上卸扣、倒劃眼等操作。

3)採用以AC-VFD-AC交流變頻方式驅動鑽機主要執行部件(絞車、頂驅、繩索卷揚、轉盤)的電機。實現頂驅、絞車等部件全程無級調速,取消機械換擋,傳動簡單、可靠。

4)採用全數字化交流變頻控制技術,通過電傳系統PLC、觸摸屏和氣、電、液及儀表參數一體化設計,實現頂驅、絞車、繩索卷揚、轉盤等部件的智能化控制,並可實現遠程鑽進參數的監控。

(二)鑽機主要結構

鑽機主要結構部件包括K135鑽塔、2.0鑽井平台、電驅頂驅系統、電驅主絞車(含盤剎)、電驅繩索絞車(含盤剎)、電控系統、司鑽房、井口自動化裝置、泥漿泵及固控裝置等。

1.鑽塔、平台

採用K型鑽塔,鑽塔凈空高度31m,最大鉤載1350kN(5×6游車繩系),平台高度2.0m,立根盒容量4000m。鑽塔結構如圖2-14所示。

圖2-14 K型鑽塔結構示意圖

2.頂驅系統

直驅電驅動高速頂驅作為核心部件(圖2-15),具備回轉、泥漿循環、加接單根、起下立根、擰卸絲扣等功能。該頂驅獲國家發明專利,專利號:ZL201310367876.4。機械部分包括以下3部分:

圖2-15 頂驅結構

1)托架-滑車總成,由托架與多組滾子組成。確保頂驅沿著導軌高速運動或者慢速給進的運動限制及抗扭功能。

2)電機-水龍頭總成,由變頻電機組件與水龍頭組件組成。

3)自動擺管裝置,由提吊側擺機構與背鉗擰卸機構組成。側擺機構負責從平台拾取鑽桿單根,或從二層台抓取立根;背鉗擰卸機構負責單根鑽桿或鑽桿立根與頂驅主軸之間的絲扣擰卸。

3.主絞車

主絞車採用300kW交流變頻電機,通過減速機、捲筒離合器輸出扭矩與速度到捲筒,再通過天車、游車實現對頂驅的提升與下放;主捲筒通過電機編碼器、制動單元實現能耗制動及零速懸停,通過液壓盤剎實現安全制動;通過捲筒編碼器可以精確測定頂驅系統在鑽塔凈空內的運行位置;通過過卷防碰、井架防碰實現對捲筒的安全制動。主絞車結構如圖2-16所示。

圖2-16 主絞車結構示意圖

送鑽裝置包含:送鑽變頻電機通過大速比送鑽減速機、送鑽離合器、減速機、捲筒離合器輸出扭矩與轉速給主絞車捲筒。

主絞車具有以下特點:

1)傳動方式:交流變頻電驅動,氣胎離合。

2)控制方式:閉環控制,可實現零位懸停。

3)安全模式:過卷防碰,井架鋼絲繩防碰,電子防碰。

4)剎車模式:主剎車為液壓盤剎,輔助剎車能耗制動。

5)制動形式:駐車制動、工作制動、緊急制動(失電)。

6)送鑽控制:小功率變頻電機實現自動送鑽,可實現3000N調壓精度。

7)控制顯示:氣源、潤滑油壓力、游車位置與游車速度的顯示與報警。

8)互鎖功能:主電機與送鑽電機啟動互鎖。

4.繩索取心絞車

繩索取心絞車(圖2-17)最大拉力:25000N;最高繩速:200m/min;鋼絲繩直徑:8mm;容繩量:4000m。該型絞車獲國家發明專利,專利號:ZL201310368723.2,其設計特點及功能優勢如下。

圖2-17 繩索取心絞車

(1)設計特點

1)傳動方式:交流變頻電驅動,電磁離合器;

2)控制方式:閉環控制,可實現零位懸停;

3)剎車模式:主剎為液壓盤剎,輔剎為能耗制動;

4)排列方式:自動排繩、自動換向;

5)控制顯示:可檢測繩長、繩速、張力。

(2)功能優勢

1)具有電磁離合,可實現無動力自由下放;

2)具有液壓盤剎,可實現安全制動;

3)具有排繩、張力、繩長等裝置,提高打撈成功率。

5.電控系統(AC-VF-AC)

電控系統由動力部分、變頻驅動部分以及各執行單元三部分組成。動力裝置為網電變壓器或柴油發電機組;變頻驅動裝置為VFD房(Variable-frequency Drive),包含頂驅電機、絞車電機、送鑽電機、繩索絞車電機、轉盤電機的變頻器以及綜合控制裝置(包含可編程邏輯控制器PLC);執行單元包含各部件的變頻電機、感測器、編碼器、動力電纜及控制電纜。控制系統布局圖如圖2-18所示。

6.鑽機操作間

鑽機操作間是整個鑽井現場的「司令部」,如圖2-19所示。主要組成部分為電氣控制部分和數字化操控界面。除此之外,包含現場多點視頻監控、獨立檢測系統、現場通信裝置等。

操作間實現了集中、智能、舒適、安全操控的功能。電氣控制部分(元件面板)完成回轉、升降轉速、扭矩設定,加桿、擰卸、剎車等啟停及作業流程;數字化界麵包括觸摸屏、顯示屏等,其功能是在各個人機界面中顯示工藝參數及設備運行參數並可進行設定。

7.工作室

除操作間的人機操作界面外,還配有遠程監控工作室,設置了鑽進參數工控機,可實時監視鑽機各個部件的運行狀態及主要的鑽進工藝參數,包括鑽進界面、網路布局、裝置布局、趨勢圖、操作記錄、數據記錄等,不僅可以實時記錄設備運行參數、工藝參數、操作記錄等,而且可以存儲備份並遠程傳輸。

圖2-18 電控系統布局圖

圖2-19 鑽機操作間

8.輔助裝置

為配合頂驅取心鑽進工藝和單吊卡作業的完整流程,配備了液壓吊卡、動力鉗、氣動卡盤三個機械化井口作業專用輔助裝置,以提高作業效率、降低人工勞動強度。

1)液壓吊卡(圖2-20):用於提吊大直徑繩索取心鑽桿加接單根、立根,協助起下鑽作業,可實現自動開合、自動插銷、自動鎖緊。該吊卡獲國家發明專利,專利號:ZL201310367854.9;

2)動力鉗:用於大直徑大扭矩繩索鑽桿自動擰卸的動力裝置;

3)氣動卡盤:用於孔口自動夾持大噸位大直徑繩索鑽桿的裝置(圖2-21)。

圖2-20 液壓吊卡

圖2-21 氣動卡盤

(三)鑽機主要技術參數

KZ30DB、XD-35DB型電動頂驅鑽機主要技術參數見表2-8。

表2-8 KZ30DB、XD-35DB型電動頂驅鑽機主要技術參數

續表

(四)鑽機應用實例

XD35DB型鑽機,於2012年8月～2013年5月,在江西崇仁相山大型鈾礦田為「中國鈾礦地質第一科學深鑽」提供裝備支撐,實現全孔連續取心2818.88m,終孔口徑Ф122mm;創造了國內S114大口徑繩索取心鑽深紀錄。

自2012年7月起,KZ30DB型鑽機用於設計孔深3350m的四川綿陽汶川科學鑽探四號孔(WFSD-4)施工,採用電驅動轉盤鑽進工藝。

⑩ 蘇州道森鑽采設備股份有限公司的公司簡介

創建於2001年，擁有鍛造車間、熱處理車間、機加工車間、總裝車間，安裝了各類大型CNC加工中心、數控機床、油漆流水線和檢測儀器等先進設備，已發展成為集研發、生產、銷售和服務為一體的現代化石油天然氣進口井口設備和石油化工閥門製造商，為國內外石油、天然氣、化工、電力、核電等領域，生產和提供各種石油天然氣鑽采井口設備、井控裝置、管匯；石油化工閥門、電站閥門和其他工業閥門等產品、代加工和服務。在國內外設有多個銷售分支機構，產品遠銷美國、西班牙、英國、澳大利亞、加拿大、新加坡等國家和地區。
道森在產品設計上採用API、ANSI、ASME、MSS、BS、DIN和GB等標准，規格從1/2英寸至36英寸，壓力從150磅至15000磅。材料包括WCB、WC6、WC9、LCB、LCC、 CF8(304)、CF8M(316) 、CF3(304L) 、CF3M(316l) 、CN7M(20#合金) 、A105、1020、1040、410、 4130、4140、17-4PH、因科鎳爾合金、鈦合金和蒙乃爾合金等。