煤层气水平井玻璃钢筛管完井工艺技术

针对钢筛管完井工艺具有维护井壁稳定、高效防砂、防锈耐腐、安全经济、可实现管柱重入完成通洗井等优点,将玻璃钢筛管完井工艺作为一项新的完井工艺,在煤层气水平井裸眼完井、PE筛管完井技术上进行创新设计。试验结果表明:玻璃钢筛管较低的摩擦因数更利于管柱下入作业,较高的强度有利于保证水平段通道的完整,实现后期水平井段的通洗井作业,非金属的材质有利于煤矿后期的开采作业安全。玻璃钢筛管以冲管为内管可在整个作业过程中建立泥浆循环,可以有效处理下筛管过程中的遇阻现象,并能实现高压水力喷射洗井,更大限度地降低前期作业过程中对储层的损害。该工艺首次在山西煤层气现场施工32口井,累计筛管下入长度40 862 m,成功率100%玻璃钢筛管完井工艺可以促进煤层气开发。     

松软煤层下筛管钻孔轨迹测量技术

为了解决松软煤层筛管下放条件下钻孔轨迹测量难题,研究了筛管下放条件下的钻孔轨迹测量装置与技术。设计开发了一种用于筛管中使用的小型轨迹测量探管,以及与之配套使用的手持式控制终端,测量探管与手持式控制终端通过蓝牙进行连接。在钻孔形成后,使用手推杆将轨迹测量探管送入下过筛管的钻孔中进行轨迹测量,解决了筛管下放后无法进行钻孔轨迹测量的难题。现场试验结果表明:该测量系统具有可靠性高、数据准确等特点。     

煤矿下护孔筛管成套设备改进

针对井下复杂地层瓦斯抽采孔钻进技术的不足,对下护孔筛管成套设备进行了研究。首先改进了内芯可脱式PDC钻头的设计,达到了筛管通过性要求;设计加工的40 mm规格的丝扣式筛管,从钻杆内孔人工下入顺畅连接可靠性好,拧卸方便;研制的孔底固管装置有效的解决了提钻时筛管被带出现象,保证安设筛管牢靠,组装方便灵活;与传统提钻下筛管技术相比,具有明显的工艺先进性,下管效率提高了2倍以上,平均下管深度达到钻孔深度的91%以上,而且从抽采效果上也表明,使用该技术后工作面瓦斯抽采浓度平均提高10%~20%。     

矿井提升设备液压安全保护装置

介绍了一种用于提升设备的新型防坠、防■罐装置,即用液压缓冲装置代替目前用的钢丝全绳摩擦式缓冲器,并阐述了其工作原理及设计要点。     

水平井筛管充填通道建立适应性研究

面对南海西部大部分采用简易筛管防砂且水平段长度为300~700m的在生产水平井,筛管充填通道建立适应性研究需进行技术攻关。对常用的应用在套管井中的井下开孔工艺进行对比,优选火工品射孔。通过模拟分析及打靶试验,优化通道的孔径及与射孔设备的匹配度。通过对水平井筛管基管数值模拟及物模试验对比,研究射孔后筛管基管的抗坍塌性能,分析射孔后筛管的承载力能否满足筛管强度要求。     

基于冲蚀分析的海上气田筛管临界产气量研究

油气井出砂是油田开发过程中面临的难题之一,地质因素、开采因素等都能导致出砂。筛管在井下处于比较恶劣的环境中,除了人为因素外,含砂液流对筛管的冲蚀破坏是导致筛管失效的重要因素。不同含砂粒径、液流流速、冲蚀角度和含砂浓度等因素对筛管的冲蚀影响程度不同。对于出砂的气井如何保证能够安全生产,就需要进行筛管冲蚀临界产气量计算,并分析筛管尺寸、挡砂精度和含砂量等因素变化对临界产气量的影响。结果表明:随着筛管尺寸的减小、砂粒粒径的增大和含砂量的增大,筛管可承受的耐冲蚀临界日产气量逐渐下降。在满足配产和开发年限条件下,通过筛管耐冲蚀分析,可对气井筛管尺寸进行优选。     

新型矿用电机车撒砂装置设计

矿用蓄电池电机车撒砂装置是通过撒砂在车轮与轨道之间增加摩擦因数,防止轮对打滑,提高牵引力和制动力,保证列车的行车安全。现有技术中的矿用电机车撒砂装置在矿用电机车内的布置是将一对砂箱分置在司机操控室的底部,并在操控室的底部设置脚踏用于控制撒砂,在机车制动时,司机首先踩动脚踏,使引砂管朝向轨面形成撒砂,同时实施机车制动。针对这一结构形式在实际使用中存在的诸多不足,结合现场实际,在充分利用电机车司机现场工作经验的基础上,根据《结构力学》的原理,设计了一种顶置式矿用电机车中撒砂装置,确保了电机车的撒砂过程能顺畅进行。通过1年多的现场使用情况,该装置能够有效保证电机车的制动效果,保障了机车运输安全,同时提高了制动系统的维护和操作的安全性,有利于辅助运输系统的安全运行。     

形状记忆效应对水合物开采井防砂用聚合物性能的影响

形状记忆聚合物防砂筛管在日本第二轮天然气水合物试采中成功应用,但形状记忆效应对聚合物孔渗特征和防砂性能等影响的研究较少。基于此,本文研发了一种以聚氨酯作为基质的形状记忆聚合物防砂材料,探究了聚合物形状记忆特性、形状记忆前后的孔渗特性和力学强度等的变化规律,并评价了防砂性能。实验结果表明:研制的多孔聚氨酯具有良好的形状记忆特性和孔渗特性,形状固定率>98%,形状恢复率为100%,形状记忆温度为59.8℃;回弹前后渗透率均维持在10 D左右,且回弹前后抗压强度均维持在1 MPa左右;压汞测试表明形状记忆是一个对材料内部大孔的压缩-回弹过程,会导致材料内部结构发生变化,造成抗压强度略有降低,但完全回弹后,渗透性会小幅度增加;防砂性能测试表明仅在实验初期会有少量砂产出,砂粒的产出会对聚氨酯渗透性有一定的损伤,但对完全回弹的聚氨酯的渗透率仍可保持在10 D左右。综合材料性能分析认为,研制的形状记忆聚氨酯材料可配合机械防砂筛管使用,能满足水合物开采井防砂的需求。     

?140mm大直径可更换冲管总成及工程应用

2015年5月在山西晋煤集团坪上矿使用空气反循环钻进工艺施工大直径救援钻孔,车载钻机顶驱动力头主轴内通孔及冲管总成经常发生堵塞现象,在简要介绍空气反循环钻进工艺过程的基础上剖析并定位堵塞原因,进而提出设计?140 mm大直径可更换冲管总成。设计过程中重点突破冲管总成下盘根盒内4组盘根与冲管旋转密封,并在鹅颈管处设计了可更换易损模块,大幅降低使用成本。工程应用结果表明,?140 mm大直径可更换冲管总成及排渣管线的应用使得该集束式潜孔锤空气反循环钻进过程中排渣顺畅,钻进效率提高,工人劳动强度大幅降低。     

浅层稠油井防砂技术研究与应用

针对克拉玛依油田九7+8区齐古组油藏原油粘度大、油井出粉细砂严重的问题,运用浅层稠油油藏先期筛管完井防砂和人工井壁后期防砂技术试验,取得了较好的效果。     

外注式单体液压支柱液压工作原理图的研究

外注式单体液压支柱的活柱、缸体、复位弹簧、活塞、底座等可图解为一个单作用单活塞杆式推力液压缸;三用阀由单向阀、安全阀和卸载阀组装而成,单向阀可图解为一个普通单向阀,安全阀可图解为一个直动式溢流阀,卸载阀可图解为一个手动控制式顺序阀。外注式单体液压支柱的配套元件—注液枪,可图解为一个手动控制式单向阀。外注式单体液压支柱的工作原理分升柱初撑、承载溢流、卸载降柱3个工作过程,其工作原理可图解为一个简单的液压系统工作原理图。     

自移式吸能防冲巷道超前支架设计与研究

为提高支架抗冲击性能,有效防治巷道冲击地压,针对冲击地压矿井,从防冲角度创新设计了自移式吸能防冲巷道超前支架。支架可调节支护宽度,采用前推后拉实现自动移架,顶梁安装薄壁六边形吸能防冲构件,立柱安装扩径式吸能防冲构件,支架具有吸能让位防冲功能。采用吸能防冲支架支护巷道,将形成“围岩-吸能支护”系统,冲击地压发生时,一是吸能防冲构件通过塑性变形直接耗散围岩冲击能;二是吸能防冲构件让位空间给煤岩提供了一定的能量释放空间,间接耗散围岩冲击能;三是构件恒力变形阶段改善了支架受冲击载荷时的受力情况,也为液压阀开启提供了时间,有效提高了支架抗冲性能;四是支架吸能让位过程中,支架与围岩自调节后又形成新的“围岩-支护”系统,有利于巷道稳定。吸能防冲支架具有较高的支护强度和较强的抗冲击载荷能力,为防治巷道冲击地压提供一种新型支架。     

金属薄板辊压冲裁的研究与装置设计

提出了辊压冲裁方式,用辊压代替传统的冲压,用斜刃剪切代替平刃冲切,有效地降低了工作噪音并大大提高了生产率,具有推广价值,同时对辊压冲裁装置进行了设计和研究应用。     

井下瓦斯抽采钻孔新型防斜装置研制与应用

针对煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工中防斜装置安装拆卸困难、作业危险性高、损耗成本高等问题,分析了现有钻孔防斜装置的缺点。基于瓦斯抽采钻孔施工防斜原理,研制了一种护板可拆卸式新型钻孔防斜装置,并将该装置应用于平煤八矿。结果表明:新型防斜装置终孔上下平均偏差量控制在1.69 m,左右平均偏差量控制在2.41 m,安装、拆卸总时长比传统防斜装置减少50%。该装置在钻孔施工过程中防斜效果良好,且安装拆卸简单、安全、高效,能够缩短施工周期,减少损耗成本。     

底板穿层钻孔煤层段留置筛管技术

为解决穿层钻孔施工过程中常出现的喷孔、塌孔、抽采周期短等难题,借鉴成熟的套管钻井或跟管钻进护壁技术,提出将随钻留置筛管钻进技术应用于强突出煤层钻孔施工,介绍了其工艺方法和配套的筛管、传扭装置、悬挂构件、相关钻具等装备,并进行现场应用。应用结果表明,采用该技术共施工16个试验孔,留置筛管成功率达到87.5%,钻孔喷孔强度显著减弱,并通过与常规钻进工艺在钻孔实际钻屑量与计算钻屑量的比值对比,说明在控制孔喷方面具有较大提升,保障了后续瓦斯抽采的效果。     

易自燃厚煤层综放工作面瓦斯治理技术

基于蒋家河煤矿低透气性易自燃厚煤层综放工作面瓦斯治理难题,建立了"本煤层抽采+高位岩石钻孔抽采+采空区埋管抽采+适时调控工作面风量"的时空立体瓦斯治理体系,通过"两堵一注"封孔工艺、液态CO_2相变致裂增透等关键技术,提高了瓦斯抽采效果;工作面建立以"自然发火监测预报+采空区筛管连续注氮+两隅角封堵防漏风+加强顶煤回收+黄泥灌浆"为主,以注高分子胶体、喷洒阻化剂为辅的综合防灭火措施,取得了明显的效果。     

渤海35油田非均质储层钻井应对技术

渤海35油田沙河街组水平井穿层较多,整体水平段砂泥岩比例不稳定、交互较多,若处理措施不当,易发生井壁失稳,也易造成防砂管柱下入困难、盲管配管较多以及投产后筛管堵塞严重的问题。通过钻进过程中使用随钻工具及时跟踪,调整井眼轨迹,对钻井液体系、钻井工艺技术等方面进行调整,有效提高了渤中深部地层强非均质水平井油层钻遇率,得出了一些实际操作的方法和经验,对深部地层强非均质水平井现场实施具有较高的参考价值。     

新型筛管护壁工艺在新集一矿的应用

针对松软煤层钻孔坍塌、瓦斯抽放效率低的问题,开发了一种新型筛管护壁工艺。该工艺旨在退钻之前利用钻杆内径将筛管下入孔底,确保瓦斯抽放通道的畅通,提高瓦斯抽放效率。为了满足该工艺的要求,研制开发了大通孔开闭式钻头、通径钻杆和筛管固定装置。通过在新集一矿的试验,该工艺的筛管下放率达到了99%以上,真正实现了"钻到位,管到底"的目标,瓦斯抽采浓度得到了有效提高。     

出砂管理技术研究与应用新进展

出砂管理可以认为是定义和扩大实际许可出砂量安全极限的综合协调技术。采用该方法，避免或推迟了先前过于保守的防砂方法所需要的费用支出，同时，由于不断的井眼净化，也提高了油井产能。它是一个作业概念，并不一定按常规方法应用传统的防砂工艺，而是通过控制油气井压力、液流速度和地层砂流入来管理生产。通过对国内外出砂管理技术研究成果和现场实例的总结分析，介绍了这项技术的最新研究进展。     

水平井可冲砂防砂完井工艺技术及配套工具研究

水平井的出砂问题一直对现场施工产生着重要影响,且水平井出砂后会出现很难使得完井工具下放到位的情况。因此,在现阶段积极研究可冲砂防砂完井工艺技术及配套工具具有非常大的现实意义。在对水平井出砂原因进行了分析的基础上,对完井施工中的可冲砂防砂工艺技术进行了简单介绍,并对空心桥塞和可冲砂装置等完井冲砂防砂工具结构以及工具的特点进行了深入分析,为今后相关出砂井的防砂完井问题提供了一定的参考依据。