『壹』 关井时井口管柱应处于什么状态
2017-05-2400
井内有管柱时，不能关全封闸板防喷器； 合理控制井口压力，使套压不超过最大允许关井 套压； 关防喷器要一次到位；严禁用打开防喷器的方法泄压； 长期关井要手动锁紧； 关井后，要密切关注套压的变化，并迅速组织 压井。
『贰』 家庭水井怎样自己安装自动化供水供应，家庭水井怎样
每简单，你在储水箱里面安装一个上下限液位检测，上限时停泵，下限时启泵。
如果要考虑到井里面的水位安全，可以在井里装个水位探测装置。只要井里有水，设备就自动运行。
『叁』 桥梁基础怎么建
桥梁上部承受的各种荷载，通过桥台或桥墩传至基础，再由基础传至地基。桥梁基础按施工方法可分为扩大基础、桩及管柱基础、沉井基础、地下连续墙基础和锁口钢管桩基础。基础是桥梁下部结构的重要组成部分，因此，基础工程在桥梁结构物的设计与施工中，占有极为重要的地位，它对结构物的安全使用和工程造价有很大的影响。
扩大基础
扩大基础或称明挖基础属直接基础，是将基础底板设在直接承载地基上，来自上部结构的荷载通过基础底板直接传递给承载地基。其施工方法通常是采用明挖的方式进行的，施工中坑壁的稳定性是必须特别注意的问题。
明挖扩大基础施工的主要内容包括基础的定位放样、基坑开挖、基坑排水、基底处理以及砌筑（浇筑）基础结构物等。
1、基础的定位放样在基坑开挖前，先进行基础的定位放样工作，以便正确的将设计图上的基础位置准确的设置到桥址上。放样工作系根据桥梁中心线与墩台的纵横轴线，推出基础边线的定位点，再放线画出基坑的开挖范围。基坑各定位点的标高及开挖过程中标高检查，一般用水准测量的方法进行。
2、陆地基坑开挖基坑大小应满足基础施工要求，对有渗水土质的基坑坑底开挖尺寸，需按基坑排水设计（包括排水沟、集水井、排水管网等）和基础模板设计而定，一般基底尺寸应比设计平面尺寸各边增宽0.5-1.0m.基坑可采用垂直开挖、放坡开挖、支撑加固或其他加固的 开挖方法，具体应根据地质条件、基坑深度、施工期限与经验，以及有无地表水或地下水等现场因素来确定。
（1）坑壁不加支撑的基坑对于在干涸无水河滩、河沟中，或有水经改河或筑堤能排除地表水的河沟中；在地下水位低于基底，或渗透量少，不影响坑壁稳定；以及基础埋至不深，施工期较短，挖基坑时不影响临近建筑安全的施工场所，可考虑选用坑壁不加支撑的基坑。
（2）坑壁有支撑的基坑当基坑壁坡不易稳定并有地下水渗入，或放坡开挖场地受到限制，或基坑较深、放坡开挖工程数量较大，不符技术经济要求时，可视具体情况，采用以下的加固坑壁措施，如挡板支撑、钢木结合支撑、混凝土护壁及锚杆支护等。常用的坑壁支撑形式有：直衬板式坑壁支撑、横衬板式坑壁支撑、框架式支撑、及其他形式的支撑（如锚桩式、锚杆式、锚碇板式、斜撑式等）。
3、水中基础的基坑开挖桥梁墩台基础大多位于地表水位以下，有时水流还比较大，施工时都希望在无水或静止水条件下进行。桥梁水中基础最常用的施工方法是围堰法。围堰的作用主要是防水和围水，有时还起着支撑施工平台和基坑坑壁的作用。
围堰必须满足以下的要求：
（1）围堰顶高宜高出施工期间最高水位70cm，最低不应小于50cm，用于防御地下水的围堰宜高出水位或地面20～40cm.
（2）围堰的外形应适应水流排泄，大小不应压缩流水断面过多，以免壅水过高危害围堰安全，以及影响通航、导流等。围堰内形应适应基础施工的要求，并留有适当的工作面积。堰身断面尺寸应保证有足够的强度和稳定性，使基坑开挖后，围堰不至发生破裂，滑动或倾覆。
（3）围堰要求防水严密，应尽量采取措施防止或减少渗漏，以减轻排水工作。对围堰外围边坡的冲刷和筑围堰后引起的河床的冲刷均应有防护措施。
（4）围堰施工一般应安排在枯水期间进行。
公路桥梁常用的围堰的类型有：土石围堰，木笼围堰或竹笼围堰，钢板桩围堰，套箱围堰。
4、基坑排水基坑坑底一般多位于地下水位以下，地下水会经常渗进坑内，因此必须设法把坑内的水排除，以便利施工。要排除坑内渗水，首先要估算涌水量，方能选用相当的排水设备。
桥梁基础施工中常用的基坑排水方法有：
（1）集水坑排水法，除严重流沙外，一般情况下均可采用。
（2）井点排水法。当土质较差有严重流沙现象，地下水位较高，挖基较深，坑壁不易稳定，用普通排水的方法难以解决时，可用井点排水法。井点排水法因需要设备较多，施工布置复杂，费用较大，应进行技术经济比较后采用。在桥涵基础中多用于城市内挖基。
（3）其他排水法。
5、基底检验及处理
（1）基底检验基坑施工是否符合设计要求，在基础浇筑前应按规定进行检验。其目的在于：确定地基的容许承载力的大小、基坑位置与标高是否与设计文件相符，以确保基础的强度和稳定性，不致发生滑移等病害。基底检验的主要内容包括：检查基底平面位置、尺寸大小，基底标高；检查基底土质均匀性，地基稳定性及承载力等；检查基底处理和排水情况；检查施工日志及有关试验资料等等。
（2）基底处理天然地基上的基础是直接靠基底土壤来承担荷载的，故基底土壤状态的好坏，对基础及墩台、上部结构的影响极大，不能仅检查土壤名称与容许承载力大小，还应为土壤更有效的承担荷载创造条件，即要进行基底处理工作。
6、基础圬工浇筑基础施工分为无水浇筑、排水浇筑和水下浇筑三种情况。
排水施工的要点是：确保在无水状态下砌筑圬工；禁止带水作业及用混凝土将水赶出模板外灌注方法；基础边缘部分应严密隔水；水下部分圬工必须待水泥沙浆或混凝土终凝后才允许浸水。
水下浇筑混凝土只有在排水困难时采用。基础圬工的水下灌注分为水下封底和水下直接灌筑基础两种。前者封底后仍要排水再砌筑基础，封底只是起封闭渗水作用的作用，其混凝土只作为地基而不作为基础本身，适用于板桩围堰开挖的基坑。
浇筑基础时，应做好与台身、墩身的接缝联结，一般要求：
（1）混凝土基础与混凝土墩台身的接缝，周边应预埋直径不小于16mm的钢筋或其他铁件，埋入与露出的长度不应小于钢筋直径的 20倍。
（2）混凝土或浆砌片石墩台身的接缝，应预埋片石作 ，片石厚度不应小于15cm，片石的强度要求不低于基础或墩台身混凝土或砌体的强度。
7、地基加固我国地域辽阔，自然地理环境不同，土质强度、压缩性和透水性等性质有很大的差别。其中，有不少是软弱土或不良土， 诸如淤泥质土、湿陷性黄土、膨胀土、季节性冻土以及土洞、溶洞等。当桥涵位置处于这类土层上时，除可采用桩基、沉井等深基础外，也可视具体情况采用相应的地基加固措施，以提高其承载能力，然后在其上修筑扩大基础，以求获得缩短工期、节省投资的效果。
对于一般软弱地基土层加固处理方法可归纳为四种类型：
（1）换填土法：将基础下软弱土层全部或部分挖除，换填力学物理性质较好的土
（2）挤密土法：用重锤夯实或砂桩、石灰桩、砂井、塑料排水板等方法，使软弱土层挤压密实或排水固结。
（3）胶结土法：用化学浆液灌入或粉体喷射搅拌等方法，使土壤颗粒胶结硬化，改善土的性质。
（4）土工聚合物法：用土工膜、土工织物、土工格栅与土工合成物等加筋土体，以限制土体的侧向变形，增加土的周压力，有效提高地基承载力。
（2）桩及管柱基础
当地基浅层土质较差，持力土层埋藏较深，需要采用深基础才能满足结构物对地基强度、变形和稳定性要求时，可采用桩基础。基桩按材料分类有木桩、钢筋混凝土桩、预应力混凝土桩与钢桩。桥梁基础中用的较多的是中间两种。按制作方法分为预制桩和钻（挖）孔灌注桩；按施工方法分为锤击沉桩、振动沉桩、射水沉桩、静力压桩、就地灌注桩与钻孔埋置桩等，前四种又统称沉入桩。应根据地质条件、设计荷载、施工设备、工期限制及对附近建筑物产生的影响等来选择桩基的施工方法。
（一）沉入桩基础
沉入桩所用的基桩主要为预制的钢筋混凝土和预应力混凝土桩。截面形式常用的有实心方桩和空心管桩两种。管桩一般由工厂以离心成型法制成。目前成品规格：管桩外径40cm、55cm两种，分为上、中、下三节，管壁厚度为8-10cm.近年来发展的phc高强预应力混凝土离心管桩已在工程上广泛应用。
制作钢筋混凝土桩和预应力混凝土桩所用技术应按《公路桥涵施工技术规范》办理。此外，还应注意以下事项：1、钢筋混凝土桩内的纵向主钢筋如需接头时，应采用对焊接头2、螺旋筋或箍筋必须箍紧主筋，与主筋交接处应用点焊焊接或用铁丝扎接牢固3、预应力混凝土的纵向主筋采用冷拉钢筋且需焊接时，应在冷拉前采用闪光接触对焊焊接4、桩长用法兰盘连接时，法兰盘应对准位置焊接在钢筋或预应力筋上；对先张法预应力混凝土桩，法兰盘应先焊接在力筋上，然后进行张拉5、混凝土应由桩顶向桩尖方向连续灌注，不得中断6、桩的钢筋骨架（包括预应力钢筋骨架）的允许偏差应在规定的范围以内。
钢筋混凝土桩的预制要点是：制桩场地的平整与夯实；制模与立模；钢筋骨架的制作与吊放；混凝土浇筑与养护。
当预制桩的长度不足时，需要接桩。常用的接桩方法有：法兰盘连接、钢板连接及硫磺胶泥（沙浆）连接等等。
沉桩顺序应根据现场地形条件、土质情况、桩距大小、斜桩方向、桩架移动的方便等来决定。同时应考虑使桩入土深度相差相差不多，土壤均匀挤密。
沉入桩的施工方法主要有：锤击沉桩、振动沉桩、射水沉桩及静力压桩等。
（一）锤击沉桩一般适用于中密砂类土、粘性土。由于锤击沉桩依靠桩锤的冲击能量将桩打入土中，因此一般桩径不能太大（不大于0.6m），入土深度在40m 左右。
锤击沉桩的主要设备有桩锤、桩架及动力装置三部分。冲击锥的选择，原则上是重锤低击。桩架在沉桩施工中，承担吊锤、吊桩、插桩、吊插射水管及桩在下沉过程中的导向作用等。其他设备中主要有桩帽与送桩。桩帽主要是承受冲击，保护桩顶，在沉桩时能保证锤击力作用于桩轴线而不偏心。送桩主要用于当桩顶被锤击低于龙门挺而仍需继续沉入时，即需把桩顶送到地面下必要深度处用。
施工要点：沉桩前，应对桩架、桩锤、动力机械等主要设备部件进行检查；开锤前应再次检查桩锤、桩帽或送桩与桩中轴线是否一致；锤击沉桩开始时，应严格控制各种桩锤的动能。如桩尖已沉入到设计标高，但沉入度仍达不到要求时，应继续下沉至达到要求的沉入度为止。沉桩时，如遇到：沉入度突然发生急剧变化；桩身突然发生倾斜、移位；桩不下沉，桩锤有严重回弹现象；桩顶破碎或桩身开裂、变形，桩侧地面有严重隆起现象等等，应立即提高停止锤击，查明原因，采取措施后方可继续施工。
锤击沉桩的停锤控制标准。
1、设计桩尖标高处为硬塑粘性土、碎石土、中密以上的砂土或风化岩等土层时，根据灌入度变化并对照地质资料，确认桩尖已沉入该土层，贯入度达到控制贯入度。
2、当贯入度已达到控制贯入度，而桩尖标高未达到设计标高时，应继续锤入0.10m左右（或锤入30-50次），如无异常变化即可停锤；若桩尖标高比设计标高高的多时，应报有关部门研究确定。
3、设计桩尖标高处为一般粘性土或其他松软土层时，应以标高控制，贯入度作为校核。
4、在同一桩基中，各桩的最终贯入度应大致接近，而沉入深度不宜相差过大，避免基础产生不均匀沉降。
（二）射水沉桩射水施工方法的选择应视土质情况而异，在砂夹卵石层或坚硬土层中，一般以射水为主，锤击或振动为辅；在亚粘土或粘土中，为避免降低承载力，一般以锤击或振动为主，以射水为辅，并应适当控制射水时间和水量；下沉空心桩，一般用单管内射水。
射水沉桩的设备包括：水泵、水源、输水管路（应减小弯曲，力求顺直）和射水管等。
射水沉桩的施工要点是：吊插桩基时要注意及时引送输水胶管，防止拉断与脱落；基桩插正立稳后，压上桩帽桩锤，并开始用较小水压，使桩靠自重下沉。初期应控制桩身不使下沉过快，以免阻塞射水管嘴，并注意随时控制和校正桩的方向；下沉渐趋缓慢时，可开锤轻击，沉至一定深度（8-10m）已能保持桩身稳定后，可逐步加大水压和锤的冲击动能；沉桩至距设计标高一定距离（2.0m以上）停止射水，拔出射水管，进行锤击或振动使桩下沉至设计要求标高。
（三）振动沉桩振动沉桩适用于砂质土、硬塑及软塑的粘性土和中密及较松散的碎、卵石类土。
振动沉桩停振控制标准，应以通过试桩验证的桩尖标高控制为主，以最终贯入度（mm/min）或可靠的振动承载力公式计算的承载力作为校核。
（四）静力压桩静力压桩采用静压力将桩压入土中，即以压桩机的自重克服沉桩过程中的阻力，适用于高压缩性粘土或砂性较轻的亚粘土层。
（五）水中沉桩在河流较浅时，一般可以搭设施工便桥、便道、土岛和各种类型的脚手架组成的工作平台，其上安置桩架并进行水中沉桩作业。在较宽阔的河中，可将桩安设在组合的浮体上或固定平台，亦可适用专门打桩船。此外还可采用：
1、先筑围堰后沉桩基法：一般在水不深，桩基临近河岸时采用；
2、先沉桩基后筑围堰法：一般适用于较深的水中桩基。
3、用吊箱围堰修筑水中桩基法：一般适用于修筑深水中的高桩承台；
（1）管桩基础
由钢筋混凝土、预应力混凝土或钢制成的单根或多根管柱上连钢筋混凝土承台、支撑并传递桥梁上部结构和墩台全部荷载于地基的结构物。柱底一般落在坚实土层或嵌入岩层中。适用于深水、岩面不平整、覆盖土层厚薄不限的大型桥梁基础。按荷载传递形式可分为端承式和摩擦式两种，在结构形式上与桩基相似，但多为垂直状。
（2）沉井基础
又称开口沉箱基础，由开口的井筒构成的地下承重结构物。一般为深基础，适用于持力层较深或河床冲刷严重等水文地质条件，具有很高的承载力和抗震性能。这种基础系由井筒、封底混凝土和预盖等组成，其平面形状可以是圆形、矩形或圆端形，立面多为垂直边，井孔为单孔或多孔，井壁为钢筋、木筋或竹筋混凝土，甚至由刚壳中填充混凝土等建成。
若为陆地基础，它在地表建造，由取土井排土以减少刃脚土的阻力，一般借自重下沉；若为水中基础，可用筑岛法，或浮运法建造。在下沉过程中，如侧摩阻力过大，可采用高压射水法、泥浆套法或井壁后压气法等加速下沉。
（3）地下连续墙基础
用槽壁法施工筑成的地下连续墙体作为土中支撑单元的桥梁基础。它的形式大致可分为两种：一种是采用分散的板墙，平面上根据墩台外形和荷载状态将它们排列成适当形式，墙顶接筑钢筋混凝土承台；另一种是用板墙围成闭合结构，其平面呈四边形或多边形，墙顶接筑钢筋混凝土盖板。后者在大型桥基中使用较多，与其他形式的深基相比，它的用材省，施工速度快，而且具有较大的刚度，目前是发展较快的一种新型基础。连续墙的建造是通过专门的挖掘机泥浆护壁法挖成长条形深槽，再下钢筋笼和灌注水下混凝土，形成单元墙段，它们相互连接而成连续墙，其厚度一般为0.3- 2.0m，随深度而异，最大深度已达100m.
（4）锁口钢管桩基础由锁口相连的管柱围成的闭合式管柱基础。锁口缝隙灌以水泥沙浆，使管柱围墙形成整体，管内充混凝土，围墙内可填以沙石、混凝土或部分填充混凝土，必要时顶部可连接钢筋混凝土承台。
『肆』 深水喷射下入导管作业管柱纵向振动载荷计算
张 辉1，2
（1.中国石化石油工程技术研究院，北京 100101；2.中国石油大学，北京 102249）
摘 要 深水钻井作业过程中，管柱在平台升沉振动的作用下产生轴向振动载荷，影响管柱的强度安全。本文建立了具有复杂结构的深水喷射下入导管作业管柱纵向振动力学模型，利用振动力学理论求解了管柱的纵向自由振动特性及轴向振动载荷，并分析了轴向振动载荷沿管柱轴向及随平台升沉振动周期的变化规律。结果表明，在平台升沉振动的作用下，作业管柱顶端截面上的轴向振动载荷最大，是深水喷射下入导管作业管柱上的危险截面；当钻井平台的升沉振动周期接近作业管柱的固有周期时，管柱将产生极大的轴向振动载荷。模型的计算结果为深水喷射下入导管作业钻柱设计及强度校核提供了依据。
关键词 深水钻井 管柱力学 纵向振动 振动载荷
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
在海洋深水钻井过程中，浮式及半潜式钻井平台受波浪载荷的作用会产生升沉振动。尽管平台钻机上通常安装升沉补偿装置，但无法完全补偿平台的升沉运动。作业管柱在平台升沉振动的作用下发生纵向振动，产生轴向振动载荷。随着水深的增加，管柱的纵向振动固有频率增大，若平台的升沉振动频率接近钻柱的纵向振动固有频率时易引发共振，将产生极大的振动载荷，使管柱发生破坏。即使作业管柱的轴向振动载荷不超过管柱材料的屈服极限，管柱在轴向交变载荷的作用下也可能发生疲劳破坏，并将加剧带缺陷管柱的损坏。
在深水喷射下入导管作业过程中，作业管柱的结构较为复杂。本文针对喷射下入导管作业管柱建立了管柱纵向振动力学模型，求解了深水喷射下入导管作业管柱的纵向自由振动特性及其在平台升沉振动作用下的总向振动载荷，为深水喷射下入导管作业管柱的设计及强度校核提供了依据。
1 深水喷射下入导管作业管柱纵向振动力学模型
图1为深水喷射下入导管作业管串示意图。其中上部管柱为送入管柱，下部管柱外层为导管，导管顶部安装井口头、送入工具及基座，内层为管内底部钻具组合，底部钻具组合上带有稳定器，下端接钻头［1，2］。
图1 深水喷射下入导管作业管柱示意图
送入管柱上端与钻井船相连，当平台发生升沉运动时，管柱会随平台做整体升沉运动，同时还将发生纵向振动，管柱上任意点的位移为平台升沉位移与管柱自身纵向振动位移之和。作业过程中，送入管柱上端与钻井船相连，为固定约束；导管下放到泥面之前，管柱下端为自由端；当导管入泥后，导管下端可近似为固定端。
2 深水喷射下入导管作业管柱轴向振动载荷求解
2.1 管柱的无阻尼纵向自由振动特性求解
如图1所示，将管柱自上而下、由内而外划分为性质均匀的若干段，依次编号为1，2，…，m＋n＋r。对于导管上端连接的基座、送入工具、井口头以及底部钻具组合上的扶正器、钻头等工具，可将其看作集中质量块。设其中第i段的纵向自由振动振型函数为χi（s），则整个管柱的振型函数为
油气成藏理论与勘探开发技术：中国石化石油勘探开发研究院2011年博士后学术论坛文集.4
式中：sm＝L1，为送入管柱的总长度，m；sm＋n＝L2，为送入管柱与导管的总长度，m；sm＋n＋r＝L3，为送入管柱与底部钻具组合的总长度，m。
由振动力学分析知，管柱的纵向自由振动振型函数需满足振型方程［3，4］
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式中：Ei为管柱第i段的材料弹性模量，Pa；Ai为管柱第i段的横截面积，m2；mi为管柱第i段的线重，kg/m；ω为管柱纵向自由振动的固有频率，rad/s。
方程（2）的通解为
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为声波在管柱材料中的传播速度，m/s。管柱的相邻两段之间满足位移和内力的连续条件
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其中在L1处的连续条件为
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入泥前，导管和底部钻具组合下端均为自由端时，其纵向自由振动边界条件为
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入泥后，导管下端为固定端，底部钻具组合下端仍为自由端，且带有集中质量块，其纵向振动边界条件为
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令b1＝1，根据式（4）至式（7）可以求得管柱纵向自由振动的各阶固有频率ω及振型函数φ（S）。可以证明，该模型中的管柱纵向自由振动各阶振型具有正交性，因此可以采用模态叠加法求解管柱在平台升沉振动作用下的轴向振动载荷。
2.2 管柱的纵向受迫振动载荷求解
若不考虑平台钻机升沉补偿装置的作用，则作业管柱上任意质点的位移等于由钻井船升沉运动引起的刚体位移及由管柱纵向振动引起的弹性位移之和。由受力平衡得到考虑阻尼的管柱纵向受迫振动平衡微分方程为
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式中：u为管柱的纵向振动位移，m；C为管柱纵向运动阻尼系数，无量纲；y为钻井平台的升沉位移，m。
用模态叠加法，设方程（8）的解为
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式中：an（t）为广义坐标，无量纲。
代入方程（8），并利用振型函数的正交性可得如下方程组
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为管柱的第m阶广义质量。
若模型中采用比例阻尼系统，则方程组可解耦得［5］
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式中：ζm为管柱的纵向振动第m阶阻尼比，无量纲；
假设平台以正弦形式振动
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式中：y0是平台的振动幅值，m；Ωs是平台的升沉振动频率，rad/s。
求得方程（12）的解为
油气成藏理论与勘探开发技术：中国石化石油勘探开发研究院2011年博士后学术论坛文集.4
从模型中可以看出，管柱的轴向振动载荷与管柱的结构、弹性模量、横截面积、线重、轴向运动阻尼及外部激振力的大小和频率等参数有关。编制计算机程序对上述模型进行求解，可以得到管柱的纵向自由振动特性参数及纵向受迫振动载荷。
3 算例分析
以南海某井为例，该井作业水深1272m，钻台面补心海拔25m。喷射安装Φ762mm导管（内径711.2mm）至泥面以下80m处，底盘、低压井口头及喷射导管送入工具等井口工具总重70kN。导管内底部钻具组合可简化为Φ203.2mm的钻铤（内径71.4mm）。作业过程中使用Φ660.4mm的三牙轮钻头，重5.5kN。钻头之上18m处安装有Φ660.4mm的稳定器，重5.5kN。导管送入工具之上连接12根Φ127mm的加重钻杆（内径76.2mm），总长为110m，用Φ127mm的钻杆（内径108.6mm）作为送入管柱。
3.1 喷射下入导管作业管柱纵向振动特性
喷射下入导管作业管柱的纵向自由振动固有频率及周期的计算结果如表1所示。
表1 喷射下入导管作业管柱的纵向自由振动参数
喷射下入导管作业管柱的前4阶振型函数曲线如图2和图3所示。
图2 作业管柱的振型曲线（导管下端自由）
图3 作业管柱的振型曲线（导管下端固支）
3.2 喷射下入导管作业管柱纵向振动载荷
当导管下端自由时，假设平台的升沉振幅为4m，振动周期为8 s，管柱的纵向振动阻尼比为0.05。导管喷射安装作业管柱的纵向受迫振动振型曲线及轴向振动载荷沿管柱轴向分布如图4所示。
图4 喷射下入导管作业管柱的总振动位移及总振动载荷分布（导管下端自由）
从图2和图4中可以看出，在平台振动周期为8 s的情况下，导管下端自由时，作业管柱的受迫振动位移曲线与第1阶振型曲线相似，说明管柱在振动过程中以第1阶振型为主。从图4中还能看出，当导管下端自由时，管柱的轴向振动载荷在送入管柱顶端最大，向下逐渐减小；因此对于轴向振动载荷来说，送入管柱顶端为危险截面。由于加重钻杆与导管及BHA的连接处还装有送入工具、井口头等，因此加重钻杆下端的轴向振动载荷与导管及管内BHA顶端的轴向振动载荷之和不完全一致。
当导管下端固定时，管柱的总轴向振动还包括平台与海底的相对运动作用于管柱上产生的振动，作业管柱的总振型曲线及总轴向振动载荷分布如图5所示。
图5 喷射下入导管作业管柱的总振动位移及总振动载荷分布（导管下端固定）
从图5中可以看出，当导管入泥深度较大、下端近似为固定约束时，管柱的振动位移及振动载荷以平台与海底的相对运动作用于管柱上产生的振动为主。
送入管柱顶端的轴向振动载荷随平台升沉振动周期的变化如图6所示。
图6 送入管柱顶端的轴向振动载荷随平台升沉振动周期的变化曲线
从图6中可以看出，当平台的升沉振动周期接近表层套管作业管柱的固有周期时，管柱将产生非常大的轴向振动载荷，从而导致管柱发生破坏。
4 结 论
1）文中模型能够求解包括钻井管柱、完井管柱及隔水管串等具有复杂结构的深水作业管柱的纵向振动特性及振动载荷。
2）在平台升沉振动的作用下，作业管柱顶端截面上的轴向振动载荷最大，是深水钻井作业管柱上的危险截面。当钻井平台的升沉振动周期接近作业管柱的固有周期时，管柱将产生极大的轴向振动载荷。为保证作业管柱的强度安全，在深水钻井钻柱和送入管柱设计及强度校核过程中，必须充分考虑管柱轴向振动载荷的影响。
3）当作业管柱的轴向振动载荷不超过管柱材料的屈服极限时，管柱在轴向交变载荷的作用下也可能发生疲劳破坏，并且将加剧带有缺陷管柱的损坏。
4）当打开平台钻机上的升沉补偿装置时，作业管柱的外部激振力将发生变化，其轴向振动载荷也随之改变。
参考文献
［1］张辉，高德利，唐海雄.喷射安装导管作业中喷射管串力学分析［J］.西南石油大学学报（自然科学版），2009，31（6）：148～151.
［2］胡海良，唐海雄.汪顺文，等.白云6-1-1井深水钻井技术［J］.石油钻采工艺，2008，30（6）：25～28.
［3］Everage S D，Zheng N J，Ellis S.Evaluation of heave-inced dynamic loading on deepwater landingstrings［C］.SPE 87152，2005.
［4］诸德超，邢誉峰.工程振动基础［M］.北京：北京航空航天大学出版社，2004.
［5］张亚辉，林家浩.结构动力学基础［M］.大连：大连理工大学出版社，2007.
『伍』 水井封隔器经常失效
压缩式封隔器是油田实现分层注水的主要工具，由于压缩式封隔器的解封均以上提强拉为主，不同程度的存在胶筒脱落掉井的情况，而掉井胶筒无法通过常规作业工序打捞（冲、捞），必须通过大修磨铣才能清除。现场统计表明成功释放后二次起出的压缩式封隔器均有一个胶筒脱离本体，且并未随管柱起出地面。随着水井调、重配等次数的增加，掉井胶筒逐渐增加，致使人工井底上升。因此有必要开发一种既不影响压缩式封隔器管柱的分层效果，又能有效防止胶筒掉井的工具。水井封隔器胶筒防掉井装置的研制是在不影响管柱功能的前提下，采取结构防掉的原理，在水井作业施工时随管柱下井，二次作业时，通过工具结构在管柱起出过程中将脱落胶筒捕获，达到保护井底的目的。
水井封隔器胶筒防掉井装置有弹性捕捞爪、捕捞钢体、碎胶筒捕捞开窗、筛式中心管组成。弹性捕捞爪外径为118mm，钢体外径为114mm。该工具上接挡球，安装在管柱底部。采用上张弹性开口原理，在管柱上行过程中捕获掉落的胶筒，碎胶筒捕捞开窗主要捕获位置靠上磨碎程度较高的胶筒碎块。筛式中心管起连接和防止碎胶筒等异物进入管柱内的作用。
『陆』 钻井平台有几大系统
一.轮机部分:
1.动力推进系统(包括主机及发电机\应急发电机\推进器)
2.空调通风及冷藏系统(用于调节房间的温度\舱室通风\冷藏室)
3.压载系统(调整船舶压载)
4.钻井水系统(包括钻井水泵)
5.消防系统(消防泵\消防保压泵)
6.燃油系统(燃油驳运泵\燃油服务泵)
7.滑油系统(滑油驳运泵\消防水压力柜)
8.舱底水系统(油水分离器\舱底泵\扫舱泵)
9.海水总用系统(海水服务泵)
10.日常水系统(包括饮用水驳运泵\造水机单元\淡水压力柜\热水加热器\紫外线消毒器\活性炭矿化滤器)
11.主机排烟系统(消音器)
12.压缩空气系统
14.生活水排放系统(污水处理单元)
15.防海生物系统
16.蒸汽系统
17.淡水冷却系统
18.干粉系统
19.二氧化碳消防
20.甲板泡沫消防
21.安全系统
22.钻井辅助设备
二.电气:
1.推进器驱动系统(推进器用变频器\马达\变压器\UPS)
2.配电系统(配电盘\UPS)
3.动力定位
4.自动化系统(舱容测深系统\轮机员呼叫报警系统\无人职守报警系统\驾驶室机控室控制台\直升机平台监控系统\非水下船舶监控系统)
5.通讯导航系统(全球差分卫星定位系统\黑匣子\声音接受系统\测速仪\声纳测深仪\罗经\卫星F站系统\甚高频超高频系统\GMDSS系统\全向示位标系统\救生艇用无线电通讯设备\无线电紧急示位标\局域网系统\娱乐系统\电子海图\PAGA系统\声力电话系统\自动电话系统\医院报警系统\航行灯系统\信号灯\航空告警灯\风向士标\探照灯\障碍灯\雾笛系统\汽笛\航行辅助设备\冷库报警\雷达应答\气象站系统\气象传真机系统\刮雨器系统\ICCP系统等)
6.安全系统(可燃气体测深系统\H2S有毒气体测深系统\火警测深系统\应急停系统)
7.照明系统
三.舾装部分:
1.厨房设备
2.洗衣
3.电梯
4.救生
5.拖拽
6.拖拽&钻井
7.系泊
8.甲板机械
四.钻井部分:
起升锁紧装置
BOP系统
泥浆泵
井架和钻台平移系统(悬臂滑移装置\钻井面滑移装置\液压动力站)
井架系统(逃生系统\井架\二层台\井架照明\天车\游动滑车\井架校平千斤顶)
自动化猫道装置
干货控制系统
泥浆固控设备
防喷器及控制系统
泥浆搅拌器
离心机喂料泵
除砂除泥一体机
钻井绳导绳机
轴流式风机
钻井电控系统
节流压井管汇控制盘
泥浆清洁器
等等..
可能会有不全或不准的地方,请大家指点.谢谢
『柒』 机械制造与自动化毕业设计论文
发个样例给你看看
卡瓦的设计
摘要
本课题研究内容属于修井井口作业自动化系统中动力卡瓦的结构设计。课题主要目的就是用动力卡瓦实现对管柱的提升，卡紧及悬挂。设计中，利用液压缸施加作用力，经连杆机构的传递，推动卡瓦楔体沿卡瓦座体内锥面上下运动，上行时，卡瓦牙板内径不断增大，使管柱通过；下行时，卡瓦牙板收拢，内径变小，从而卡紧管柱。
对于管柱的卡紧与悬挂，在井口作业中是一个重要的组成部分。动力卡瓦是卡住并悬挂下井的油管、钻杆、钻铤等管柱的必要工具，但是每一种结构的卡瓦都有它的优点和缺点。本课题主要是对动力卡瓦进行结构设计以及对动力卡瓦承载零件的受力分析和强度校核。
关键词：卡瓦；结构；强度；悬挂能力
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』 修井作业时环形防喷器如何封闭管柱
在石油天然气钻井施工中，为安全的钻过高压油、气层并避免发生钻井井喷失控事故，需要在钻井的井口上安装一套设备?钻井井控装置。当井筒内的压力小于地层压力时，井下地层中的油、气、水进入井筒并形成溢流或井涌，严重时可发生钻井井喷和着火事故。钻井井控装置的作用就是当井内出现溢流、井涌时可快速及时关闭井口，防止井喷事故的发生。钻井井控装置主要包括：防喷器、四通、远程控制台、司钻操作台、节流压井放喷管汇等。钻井井控装置必须满足钻井工艺的要求，安全可靠、操作方便，并能快速关闭和开启井口。既能在钻机的司钻操作台上控制，又可在远离井口的远程控制台上操作。装置要具有一定的耐压能力，可实现有控制的放喷、压井和进行起下钻具的操作。安装旋转防喷器后，还可在不压井的情况下进行钻进作业。
钻井防喷器一般可分为单闸板、双闸板、万能（环形）和旋转防喷器等几种。根据所钻地层和钻井工艺的要求，也可将几个防喷器组合同时使用。现有钻井防喷器的尺寸共15个规格，尺寸的选择取决于钻井设计中的套管尺寸，即钻井防喷器的公称通径尺寸，必须略大于再次下入套管接箍的外径。防喷器的压力从3.5～175兆帕共9个压力等级，选用的原则由关井时所承受的最大井口压力来决定。在海上使用钻井浮船和半潜式钻井平台钻井时，因钻井浮船和平台是在漂浮状态下工作的，钻井井口和海底井口之间会发生相对运动，必须装有可伸缩和弯曲的特殊部件，但这些部件因不能承受井喷关井或反循环作业时的高压，因此要将钻井防喷器安放在可伸缩和弯曲的部件之下，即要装在几十米至几百米深的海底，我们将它称之为海底井口装置。
『玖』 抽油机井和自喷井井下管柱有区别吗
是否有区别，取决于设计要求和油田的开发方针。
自喷井的管柱基本上有三种基本形式。
一是油井射孔后，直接用射孔油管投产。其优点是射孔后不用压井更换管柱，减少了对油层的污染，并能快速投产，前期投资较小。
缺点是自喷井投产后，如果井筒有积水不便排出；自喷能力弱时不能用抽汲的形式诱喷；油井停喷后需要上作业更换生产管柱。
二是射孔后将射孔油管起出，按抽油井的生产管柱完井后，上提抽油杆，将活塞提出泵筒后安装油嘴生产。
其优点是能够随时利用抽油机排液、诱喷，清除井筒的积水，延长油井自喷期，在需要转抽时无需上作业，直接开抽油机生产即可。缺点是射孔后需要压井更换管柱，对油层造成一定的污染；前期投资较大。
三是射孔后起出射孔油管，下入油管，在油管上安装配产器、封隔器等工具，对油层实施分层自喷生产。这制方式多用于一次射开油层多，层间压差较大，油层厚度，储量丰富，需要分层开发的油层。其优点是能够减少层间干扰，实现分层配产，分层开采，延长油层自喷期，是精细化开发油田的较好方式。缺点是工艺较复杂，技术要求较高。
『拾』 地下管线燃气井中都有什么装置
一般规定
土方施工前，建设单位应组织有关单位向施工单位进行现场交桩。临时水准点、管道轴线控制桩、高程桩，应经过复核后方可使用，并应经常校核。
2。 施工单位应会同建设等有关单位，核对管线路由、相关地下管线以及构筑物的资料，必要时局部开挖核实。
3 施工前，建设单位应对施工区域内有碍施工的已有地上、地下障碍物，与有关单位协商处理完毕。
4 在施工中，燃气管道穿越其他市政设施时，应对市政设施采取保护措施，必要时应征得产权单位的同意。
5 在地下水位较高的地区或雨季施工时，应采取降低水位或排水措施，及时清除沟内积水。
开 槽
1 混凝土路面和沥青路面的开挖应使用切割机切割。
2 管道沟槽应按设计规定的平面位置和标高开挖。当采用人工开挖且无地下水时，槽底预留值宜为0.05～0.10 m ；当采用机械开挖或有地下水时，槽
3 管沟沟底宽度和工作坑尺寸，应根据现场实际情况和管道敷设方法确定
4不设边坡沟槽深度
土壤名称 沟槽深度(m) 土壤名称 沟槽深度(m)
添实的砂土或砾石土 ≤1.00 黏土 ≤1.50
亚砂土或亚粘土 ≤1.25 坚土 ≤2.00
5当土壤具有天然湿度、构造均匀、无地下水、水文地质条件良好、且挖深小于5 m ，不加支撑时,沟槽的最大边坡率可按表 2.3.6 确定。
6 深度在 5 m以内的沟槽最大边坡率（不加支撑）
注：① 如人工挖土抛于沟槽上即时运走，可采用机械在沟底挖土的坡度值。
② 临时堆土高度不宜超过 1.5 m，靠墙堆土时，其高度不得超过墙高的 1/3 。
7 在无法达到本规范第6 条的要求时，应用支撑加固沟壁。对不坚实的土壤应及时做连续支撑，支撑物应有足够的强度。
8 沟槽一侧或两侧临时堆土位置和高度不得影响边坡的稳定性和管道安装。堆土前应对消防栓、雨水口等设施进行保护。
9 局部超挖部分应回填压实。当沟底无地下水时，超挖在0.15 m以内，可用原土回填；超挖在0.15 m 以上，可用石灰土处理。当沟底有地下水或含水量较大时，应用级配砂石或天然砂回填至设计标高。超挖部分回填后应压实，其密实度应接近原地基天然土的密实度。
10 在湿陷性黄土地区，不宜在雨季施工，或在施工时切实排除沟内积水，开挖时应在槽底预留0.03 ～ 0.06 m 厚的土层进行压实处理。
11 沟底遇有废弃构筑物、硬石、木头、垃圾等杂物时必须清除，然后铺一层厚度不小于0.15 m 的砂土或素土，并整平压实至设计标高。
12 对软土基及特殊性腐蚀土壤，应按设计要求处理。