自动垂直钻井工具分类及发展现状

从石油钻井和地质钻探两方面阐述了自动垂直钻井技术的原理及优点,按照不同结构及工作原理对自动垂直钻井工具做出分类,并简要分析了各类工具的优缺点。随后在上述分类基础上系统归纳了国内外现有垂直钻井工具及其技术特点,剖析了国内外自动垂直钻井工具之间的技术差距。最后总结出自动垂直钻井工具存在的问题,指出工具今后的发展趋势为小型化、可取心、高精度和长寿命,并对其未来的研究思路与方法提出建议:对执行机构零部件结构和布局进行优化,在减小工具外径的同时增大工具内部空间,使工具在小口径井眼垂直钻进的同时还能进行取心作业;对电控式垂直钻井工具的测控传感器及其密封系统进行优化改进,使工具整体耐温耐压性能得到提高;对机械式垂直钻井工具的偏重平台在井下复杂环境下的响应规律进行研究,并探索相应的误差抑制补偿方法,以提高工具的井斜控制精度。     

大斜度井段低沉没度工况排采泵阀动力学特性

目前对于煤系地层天然气井所配套有杆泵泵阀动力特性的研究,主要是移植和借鉴常规油气井抽油泵泵阀的分析方法,多针对油气井开采较高的沉没度,并没有考虑低沉没度和大斜度工况下的泵阀动力学和水力摩阻等参数的影响,也没有揭示水平井泵阀顺利开启所需要的具体条件。为此,综合考虑低沉没度和大斜度等因素耦合的影响,推导造斜段泵阀随井液运动微分方程组,建立有杆泵井液流经泵阀阀隙水力摩阻数学模型,基于数值模拟的方法研究了水平井泵阀动力学、水力摩阻与临界沉没度。研究结果表明:①低沉没度和大斜度耦合作用下,增大冲程和冲次会提高造斜段泵阀阀球的升程、速度和加速度,缩短加速度趋向平缓所用的时间,并且水平井泵阀开启瞬间阀球会出现短暂的周期性波动;②受弹簧力与阀球重力的双重作用,水平井有杆泵的临界沉没度明显低于直井工况且固定阀球伴随弹簧快速复位,这有利于顺利开启水平井的游动阀球和固定阀球并提高泵效;③增大冲程、冲次和泵径会使水平井有杆泵井液流经泵阀水力摩阻及其临界沉没度变大,并且增大冲程更有利于提高低流速井液入泵流速,但同时也会显著地提高临界沉没度。结论认为,该研究成果对于保障煤系地层天然气井连续稳定排采和提高有杆泵的可靠性都具有重要的参考意义。     

光伏阵列倾角及方位角的最优化研究

根据光伏阵列的特点建立了光伏阵列的数学模型,分析光伏倾角和方位角对容量和能量价值最大化的影响,并结合2017年的发电数据进行了对比研究,计算出容量和能量价值最大化的倾角和方位角。实验结果表明:该方法能够获得最佳的光伏安装角度,具有较高的应用价值。     

水平井筒气水流动规律及影响因素

由于流动方向变化及壁面流体的不断径向入流，水平井筒的气水流动规律与常规直井存在较大差异。在总结前人研究结果的基础上，优选水平井筒气液两相预测模型，并在验证模型可靠的情况下，考虑管壁入流和气液流型变化，改变气量、水量、管径、倾角、轨迹波动、气水入流位置等多个影响因素，对水平段流型、压力分布规律及影响因素进行综合预测分析，为水平气井的生产管理及后期措施优化提供依据。研究结果表明，一般生产条件下水平井筒存在分层流、间歇流和环雾流3种流型，管径和倾角对水平井筒的气、水流型影响最为明显，管壁入流对入流就地井筒流态的影响较小。水平井筒压力损失与气量、水量、轨迹上倾角及轨迹波动起伏程度呈正相关性，而与管径和下倾角呈负相关性。预测范围内，气量、轨迹上倾和管径对水平井筒压力损失的影响最为明显，是水平井筒压降的关键影响因素。随着轨迹上倾角增加，水平井筒压降随气量的变化规律发生明显反转，低气量条件下水平井筒压降随气量的减小而增加，高气量下压降随气量增加而增加。     

Correlation of the leakage flow rate with pressure changes in a clearance-sealed piston prover

Leakage flow rate is one of the most important contributions to the measurement uncertainty when measuring small gas flow rates with a clearance-sealed piston prover. Our previous study has shown that the systematic effects related to the change of the gas viscosity can be successfully corrected, whereas the effects related to the reproducibility of the leakage flow rate are poorly understood. This paper focuses on the interpretation and correction of the reproducibility related effects by analysing experimentally identified variations of the leakage flow rate and the gas pressure in the inclined piston prover. Small changes of the leakage flow in the inclined piston prover indicate that the position of the piston relative to the cylinder remains approximately the same. The obtained relationship between the leakage flow rate and the gas pressure below the piston led to the pressure-based correction of the leakage flow rate.     

地质构造及局部大倾角条件下综放工作面安全回采关键技术研究与应用

断层等地质构造是制约矿井安全生产的重要因素,尤其是在大倾角、大落差断层等条件下,片帮、漏冒顶等将会严重影响安全生产.针对大平矿3111工作面在最大倾角达30°条件下,通过三机防滑、注浆、爆破、调斜等措施,采取"硬过"的方式在大倾角条件下工作面顺利通过了大落差断层,取得了较好的实践效果,为矿井积累了宝贵的回采经验.     

基于LoRa技术通信的采煤机姿态感知系统设计

为实现采煤机滚筒智能调高与远程控制记忆截割煤等功能,需获取采煤机精确姿态信息。设计一种基于LoRa技术通信的采煤机姿态感知系统。考虑井下工作条件恶劣、通信干扰因素多等特点,该系统采用抗振倾角传感器精确获取采煤机姿态信息,利用LoRa技术并结合滤波算法来提高系统的通信距离,实现采煤机滚筒智能调高和记忆截割煤的远程控制。通过在黄陵1#煤矿井下进行实际测试,结果表明,该系统在井下恶劣环境中获取的采煤机姿态信息精确,传输距离可达140 m,可以满足工作面远程控制需求。     

千米深井大倾角煤层综放采场矿压显现实测研究

针对开滦赵各庄矿3237深部大倾角综放工作面的矿压显现和围岩活动规律进行了全面的实测研究,通过多种观测手段和研究方法,获得了大量的观测数据,初步掌握了大采深大倾角厚煤层条件下综放开采工作面矿压显现的基本规律与顶板的运移特征,得出了大采深与大倾角回采巷道变形与支承压力的分布特征.     

CDJ—1型超声波大口径桩孔检测仪

仪器采用双滚筒双排缆绞车及其带绕双根四心铠装电缆，通过双滑轮架井口导问，并定向吊放井下仪器，进行井内检测。其基本原理是利用超声波测距原理，结合计算机等综合性科学检测技术，实现大口径基桩孔的成孔质量检测，即检测其孔径、孔斜和孔底沉碴厚度。     

柱塞悬浮式单体液压支柱在大倾角中厚煤层中的应用

柱塞悬浮式单体液压支柱具有承载能力大、抗偏载能力强、工作行程大、使用范围广等特点。在厚度不均匀的工作面回采时,可实现沿顶、底板采煤,保证了支柱的初撑力和稳定性,提高了采煤工作面的回收率和安全可靠性,具有很高的经济效益和社会效益。