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锤磨机中钻屑的运动及能耗特性研究

石油机械 2023年第1期51卷 25-32页

作者：胡磊董帅帅孙志鹏朱宏武中国石油大学(北京)机械与储运工程学院

钻屑的锤磨热解析是一种高效的低温热解析方法。为研究搅拌研磨系统中能量耗散的主要成分以及颗粒流的流动特征,基于离散单元法(DEM)建立了密相颗粒流的能量耗散模型。通过试验实测系统输入扭矩和能耗功率与仿真计算的对比验证了仿真模... 详细信息

钻屑的锤磨热解析是一种高效的低温热解析方法。为研究搅拌研磨系统中能量耗散的主要成分以及颗粒流的流动特征,基于离散单元法(DEM)建立了密相颗粒流的能量耗散模型。通过试验实测系统输入扭矩和能耗功率与仿真计算的对比验证了仿真模型的有效性。分析结果表明:研磨系统中颗粒的运动主要为沿容器壁面的切向运动,床层中的接触力是影响速度分布的主要原因;研磨系统中主要的能耗为颗粒之间的摩擦与碰撞,以及颗粒与容器壁面之间的摩擦损耗;研磨系统的输入功率和颗粒的填充程度成正比;在相同的操作条件下,采用平板叶片能提供最高的能量输入效率,交替布置的平板叶片能促进颗粒在容器轴向的混合。研究结果可为钻屑的锤磨热解析工业应用提供理论基础,为叶片配置的优选提供参考。

关键词：钻屑锤磨机离散单元法热解析密相颗粒流能量耗散

四川非常规气田开发主要钻井技术及其应用效果

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天然气工业 2015年第9期35卷 83-88页

作者：李官华伍贤柱李朝阳杨瑞月罗鑫李巍中国石油川庆钻探工程公司中国石油川庆钻探工程公司川西钻探公司中国石油川庆钻探工程公司钻采工程技术研究院

随着油气勘探开发难度不断加大,尤其是近年来非常规气田的开发,定向钻井成为钻井主流技术,如何有效控制钻井成本和保护环境并防止井下事故的发生成为作业者必须面对的问题。为此,自2010年以来,在荷兰皇家壳牌集团(中国)四川非常规气项... 详细信息

随着油气勘探开发难度不断加大,尤其是近年来非常规气田的开发,定向钻井成为钻井主流技术,如何有效控制钻井成本和保护环境并防止井下事故的发生成为作业者必须面对的问题。为此,自2010年以来,在荷兰皇家壳牌集团(中国)四川非常规气项目50余井次的钻井工作中,运用了旋转导向技术、新型钻井液配方、钻井液回收技术和固控配套技术,取得了快速、安全、环保的应用效果,其中DXXX井应用旋转导向钻井,实现完钻井深5 729 m,水平段长1 418 m,钻井周期105 d,同比螺杆钻水平井节约时间65 d,钻井工程创下了该区新纪录。尤其是针对不同地层特点,兼顾环保要求,成功研制和应用了新型钻井液配方、固控和钻屑处理技术,取得了较好的环保效果。结论认为,上述配套技术的应用对提高钻遇产层成功率、提高钻井速度、缩短钻井周期、控制钻井成本、获得更好的经济效益和社会效益,具有重要的保障作用。

关键词：四川盆地非常规天然气气田开发旋转导向钻井液固控钻屑回收壳牌中国

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钻屑螺旋输送机安全化改造方案设计

机电信息 2022年第13期 35-37页

作者：张鹏涛中国石化胜利石油工程公司渤海钻井总公司山东东营257200

钻屑螺旋输送机使用过程中频频出现木材、塑料、药品包装袋卷入输送机绞笼的现象,造成设备损毁、电机烧坏;近几年国内外钻井市场还出现了多起钻屑螺旋输送机致人伤亡事故。鉴于此,结合该设备在钻井施工现场实际情况,研究设计了一套钻屑... 详细信息

钻屑螺旋输送机使用过程中频频出现木材、塑料、药品包装袋卷入输送机绞笼的现象,造成设备损毁、电机烧坏;近几年国内外钻井市场还出现了多起钻屑螺旋输送机致人伤亡事故。鉴于此,结合该设备在钻井施工现场实际情况,研究设计了一套钻屑螺旋输送机安全化改造的实施方案:通过对电气控制线路进行优化改造,并对绞笼加装盖板、装设限位开关、加置声光报警器、配备急停按钮等一系列措施,达到设备安全可靠运行的目的。经现场使用测试,改造后的钻屑螺旋输送机的经济和社会效益良好,具有一定的推广应用前景。

关键词：钻屑螺旋输送机安全改造声光报警

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钻屑制备多孔吸附材料的工艺研究

粉末冶金工业 2018年第6期28卷 82-86页

作者：范思思许同桃连云港职业技术学院

石油开采中会产生大量的钻屑,用于制备多孔吸附材料可以有效地解决其处理问题。以钻屑为原料,经过焙烧制备多孔吸附材料,研究其最佳制备条件和最佳吸附条件。结果表明,吸附材料的最优制备工艺条件为:钻屑粒度150 μm,以食品级淀粉为造孔... 详细信息

石油开采中会产生大量的钻屑,用于制备多孔吸附材料可以有效地解决其处理问题。以钻屑为原料,经过焙烧制备多孔吸附材料,研究其最佳制备条件和最佳吸附条件。结果表明,吸附材料的最优制备工艺条件为:钻屑粒度150 μm,以食品级淀粉为造孔剂,添加质量分数12%,焙烧温度760 ℃,焙烧时间2.0 h。最佳吸附条件为:原液浓度10 mg/L,吸附剂用量0.20 g,吸附时间12 h,pH值大于10,温度为40 ℃,该条件下吸附剂对亚甲基蓝的去除率高达98.9%。

关键词：钻屑多孔吸附材料性能

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微生物诱导碳酸镁沉淀固化钻屑试验研究

钻探工程 2024年第3期51卷 76-83页

作者：唐国旺杨勇邓强赵中军周锴张雨于培志王贵和北京城建集团有限责任公司北京100088 建设综合勘察研究设计院有限公司北京100010 中国地质大学(北京) 北京100083

钻屑是在钻井工程中产生的一种固体废弃物,通常利用水泥对其进行固化处理。然而,水泥的生产过程伴随着大量二氧化碳的排放,这不仅增加了温室气体的排放量,也对环境保护造成不利影响。针对上述情况,本文提出了微生物诱导碳酸镁沉淀固化... 详细信息

钻屑是在钻井工程中产生的一种固体废弃物,通常利用水泥对其进行固化处理。然而,水泥的生产过程伴随着大量二氧化碳的排放,这不仅增加了温室气体的排放量,也对环境保护造成不利影响。针对上述情况,本文提出了微生物诱导碳酸镁沉淀固化钻屑新方法。微生物诱导碳酸镁沉淀固化钻屑力学性能研究表明,固化体的强度随着含水量和尿素浓度的增加而降低,随着活性氧化镁浓度和养护时间的增加而升高。最低强度0.21 MPa,最高强度3.5 MPa,充分说明了优选配比的重要性。FTIR、XRD和SEM等表征结果发现,微生物诱导碳酸镁沉淀产物为玫瑰花状水菱镁石(4MgCO_(3)·Mg(OH)2·4H_(2)O)和针状水碳镁石(MgCO_(3)·3H_(2)O);产物以致密的碳酸盐网络状结构将松散的颗粒胶结成结构完整的固化体,从而阐明了微生物诱导碳酸镁沉淀固化钻屑的作用机制。

关键词：微生物活性氧化镁固化钻屑

海洋油气开发钻井液和钻屑排放对许氏平鲉幼鱼急性毒性研究

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渔业研究 2022年第1期44卷 78-83页

作者：郭静谢双蔚郭良波陈星中海油研究总院责任有限公司北京100102

为研究海洋油气开发钻井液和钻屑排放对海洋生物幼体生存的影响,进而优化海上钻井污染物的排放方式,本研究以黄渤海重要渔业经济物种许氏平鲉幼鱼为研究对象,选取不同浓度的水基钻井液和钻屑对许氏平鲉幼鱼进行急性毒性实验,通过观察测... 详细信息

为研究海洋油气开发钻井液和钻屑排放对海洋生物幼体生存的影响,进而优化海上钻井污染物的排放方式,本研究以黄渤海重要渔业经济物种许氏平鲉幼鱼为研究对象,选取不同浓度的水基钻井液和钻屑对许氏平鲉幼鱼进行急性毒性实验,通过观察测定许氏平鲉幼鱼在96 h内的异常或死亡效应,分析计算水基钻井液和钻屑对许氏平鲉幼鱼具有显著影响的浓度。结果表明:高浓度的钻井液和钻屑会对许氏平鲉幼鱼产生毒害作用,即水基钻井液浓度超过78.91 mg/L、钻屑浓度超过41.41 g/L时,均会对许氏平鲉幼鱼产生一定的危害。

关键词：钻井液钻屑悬浮物许氏平鲉急性毒性实验 96 h半致死浓度

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浅谈长距离掘进工作面冲击地压防治方法

铁法科技 2023年第1期 130-133页

作者：田战战任砚东张利强辽宁铁法能源有限责任公司大隆矿

大隆矿东二1504掘进工作面工作面运顺长2160m,回顺长2125m,是我矿首个长距离冲击危险工作面,冲击地压影响因素包括:埋深较大、煤层及其顶板具有弱冲击危险性、顶板覆岩和结构、存在断层、本层采空煤柱、上层采空煤柱、采掘扰动、巷道交... 详细信息

大隆矿东二1504掘进工作面工作面运顺长2160m,回顺长2125m,是我矿首个长距离冲击危险工作面,冲击地压影响因素包括:埋深较大、煤层及其顶板具有弱冲击危险性、顶板覆岩和结构、存在断层、本层采空煤柱、上层采空煤柱、采掘扰动、巷道交叉、掘进速度、组织管理等。东二1504掘进工作面采用SOS微震监测系统进行掘进期间的冲击地压监测。工作面掘进期间可采用钻屑法、钻孔应力传感器进行监测。结合煤层卸压钻孔、煤层爆破钻孔等措施来防治冲击地压。通过对东二1504掘进工作面冲击危险监测方法和防冲措施的实践研究,证明区域监测与局部监测结合防冲措施对东二1504长距离掘进工作面防治冲击地压工作起到了重要的作用,保证了巷道的安全贯通。

关键词：监测钻屑冲击地压

钻孔动力特性与多参量指标预测冲击地压的试验研究

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钻孔动力特性与多参量指标预测冲击地压的试验研究

作者：刘宝龙辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

冲击地压是煤岩体失稳破坏形成的重大动力灾害,严重影响煤矿安全开采。冲击地压灾害的发生造成巨大人员伤亡和财产损失。为有效对其进行准确防控,国内外众多学者利用钻屑法对冲击地压进行预测和评价。钻屑法是利用每米钻屑质量来表征煤... 详细信息

冲击地压是煤岩体失稳破坏形成的重大动力灾害,严重影响煤矿安全开采。冲击地压灾害的发生造成巨大人员伤亡和财产损失。为有效对其进行准确防控,国内外众多学者利用钻屑法对冲击地压进行预测和评价。钻屑法是利用每米钻屑质量来表征煤体应力值进而预测冲击地压危险性以及评价危险等级的一种简单易行的方法。然而在煤矿井下应用钻屑法对冲击地压进行预测和评价过程中,一方面由于钻屑收集不全以及仅依靠钻屑量单一指标严重影响测试结果,另一方面矿井工作面开采煤层因注水不利于钻屑量的测试,最后一方面因在使用钻屑法钻孔过程中,经常出现吸钻和卡钻钻孔动力现象。因此,本文针对上述钻屑法存在的不足及吸钻和卡钻钻孔动力现象,开展钻孔动力特性与多指标预测冲击地压试验研究,旨在提高预测和评价冲击地压危险等级的可靠性,探索冲击地压动力灾害危险性和敏感性钻孔多参量新指标,提出深部煤岩动力灾害危险区精准探测新方法与技术。本文基于矿用钻机钻削破煤的力学模型及产屑和排屑模型,通过分析钻杆载荷特性和钻机产屑速度与排屑速度动态关系来分别揭示吸钻和卡钻的发生机理,并定性分析了钻孔多指标同煤体应力间的关系。随后利用课题组自主研发的钻孔多指标测试系统展开室内试验和现场实验,确定煤体应力和推进速度对钻孔多指标影响规律,借助钻孔多指标的变化规律来研究相关因素对吸钻和卡钻发生风险的影响。作为钻机排屑规律研究内容的补充,结合试验利用FEM-SPH偶合算法对钻机破煤时的钻杆载荷特性及排屑性能进行了模拟研究,通过对仿真结果的分析不仅证明其可靠性,而且也得到了一定的有益结论。研究结果表明,在一定条件下,钻机产屑速度随着煤体应力的增加而增大,而钻杆推力和扭矩随煤体应力的升高分别减小和增大,钻杆扭矩作为中间量间接影响钻杆转速变化,其随煤体应力变化规律与钻杆转速呈相反变化规律。在一定条件下,钻机产屑速度和推进速度呈正相关关系,钻杆扭矩、推力与钻机推进速度呈正相关关系,钻杆转速和钻机推进速度呈负相关关系。结合理论分析利用钻孔多指标变化规律研究结果侧面反映相关因素对吸钻和卡钻发生倾向的影响规律,即在一定条件下,钻杆所受钻机推力随着煤体应力增加而下降,这种下降趋势表明吸钻正在发生,其下降幅度随煤体应力增加而增大,吸钻现象越明显。煤体应力环境和钻机推进速度对卡钻发生概率有显著影响,随煤体应力和推进速度增加,钻机产屑速度与排屑速度分别升高和降低,卡钻发生风险进一步增加。上述研究成果不仅得到钻孔指标随煤体应力的变化规律,初步证实了钻孔多指标预测冲击地压的科学性,而且论文通过Origin软件对现场测试数据进行回归分析来初步确定施工区域钻孔指标的临界值。通过对吸钻和卡钻现象的机理分析及实验研究发现,单从钻进过程考虑无法消除吸钻现象,吸钻现象很大程度受应力环境的影响,消除此类现象最根本的方法是通过钻孔卸压或煤层注水等方法降低施工区域的煤体应力。对于卡钻现象,通过选择合理的钻进参数来提高钻机的排屑速度和降低钻机的产屑速度是避免此类动力现象较经济的手段,主要原则为在保证施工效率的条件下尽可能选取较小的推进速度。该论文有图64幅,表17个,参考文献60篇。

关键词：钻机钻屑吸钻及卡钻现象冲击地压钻孔多指标 FEM-SPH耦合算法

苏里格气田水基钻屑资源化利用技术研究与应用

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钻采工艺 2021年第4期44卷 110-114页

作者：陈磊陈在君黎金明低渗透油气田勘探开发国家工程实验室中国石油川庆钻探工程有限公司工程技术研究院

针对苏里格气田废弃钻屑总量大、资源化利用率低、现有处理方式潜在环境风险高等技术难题,通过苏里格气田钻屑资源化难点分析、钻屑高效破稳剂G324和钻屑高效固化剂G327的研发,形成一套针对苏里格气田的水基钻屑资源化利用工艺技术。该... 详细信息

针对苏里格气田废弃钻屑总量大、资源化利用率低、现有处理方式潜在环境风险高等技术难题,通过苏里格气田钻屑资源化难点分析、钻屑高效破稳剂G324和钻屑高效固化剂G327的研发,形成一套针对苏里格气田的水基钻屑资源化利用工艺技术。该技术可将钻屑资源化利用制备免烧砖和铺路基土。目前该技术已在苏里格气田成功试验应用,现场共试制免烧砖19万块,利用钻屑资源化制备基土680 m^( 3)并代替砂石实现铺路270 m,资源化产品经第三方检测分别达到了JC/T 422—2007《非烧结垃圾尾矿砖》和JTJ 057—1994《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》标准要求;资源化产品的浸出液COD、石油类、色度等经检测达到了GB 8978—1996《污水综合排放标准》一级标准要求,已用于现场20多个井队的生活区场地加固及钻井现场堆砌方井等,为废弃钻屑的资源化利用和钻屑固废终端处理做出了技术探索和实践,助推了长庆气田钻井作业清洁化生产。

关键词：苏里格气田钻屑资源化利用环保免烧砖铺路基土