液压技术在抽油设备上的应用

第一篇：液压技术在抽油设备上的应用

液压技术在抽油设备上的应用

【关键词】液压技术,机械采油,采油设备,应用

【论文摘要】介绍了液压技术在抽油设备上的应用优势，并对现阶段的应用状况作了分析，认为影响液压技术在抽油设备上应用的主要问题是可靠性、寿命、效率和发热，而解决的途径应从机械结构设计、机加工的质量、密封材料选择和液压元件的购置等4方面着手。提出为了使液压抽油机工作平稳可靠，可在泵出口处接一小型蓄能器；在野外工作时应考虑到风沙和环境的影响；液压传动技术在应用时要扬长避短。

自30年代以来，液压技术迅速发展并被应用到工业生产的各个领域。近几年来，国内外液压技术在抽油设备的应用都有明显的上升趋势。例如，在抽油机上应用液压技术，容易实现抽油机的长冲程、低冲次，可使抽油机的整机重量和占地面积都大大减少，这一特点尤其适合于海洋原油开采［1］。与常规游梁式抽油机相比，液压抽油机参数调节方便，容易实现无级调节，能很好地适应不断变化的井况，还可实现工作载荷的全过程平衡。如果在抽油机的传动链中加入液压传动环节，很容易实现工作参数的动态监测和自动控制。但由于抽油机恶劣的工况条件，液压设备的密封容易失效，液压元件的寿命较难保障。另外有的地区日夜温差大，对液压油的要求也比较高，为保证油温不超过60℃，需增加冷却系统。再有，液压设备维护要求比较严格，故障排除的技术性较强。这些因素都使液压技术在抽油设备上的应用受到一定的限制。

应用现状

目前，液压技术在抽油设备上的应用主要集中在液压式抽油机上，此外在一些抽油泵的驱动上也应用了液压技术，如水力活塞泵、液压驱动螺杆泵等，还有某些抽油设备中为实现某种功能引进了液压机构，如地面驱动螺杆泵的防反转机构。

液压式抽油机按照液压执行元件可分为液压缸式和液马达式两大类；按照平衡方式可分为气动平衡（蓄能器平衡）和机械平衡，而机械平衡的液压抽油机又包括配重平衡、双井平衡和油管平衡［2～3］。

液压缸式抽油机一般包含的设备有电动机、液压泵、油缸、机架、油箱、平衡系统等。其特点是系统结构简单，控制方便，冲程长度受油缸长度的限制，且冲程长时机架较高。最具代表性的液压缸式抽油机是前苏联的ΑΓΗ型液压抽油机（油管平衡）［2］、威克斯液压抽油机（蓄能器平衡）［4］和吉林工业大学的YCH—II型液压抽油机（蓄能器平衡）［3，5～8］。为了增大冲程长度而又不使机架过高，后期研制的液压缸式抽油机大多采用了增程设备，这种结合发挥了液压传动与机械传动的长处。例如，江汉机械研究所近期开发的CYJS14—5.5—80YY型液压抽油机采用了常规游梁式抽油机机架，使用液压驱动，加上新型动液面测量仪，与常规抽油机相比，整机质量减轻了30%～40%，节能20%～30%。另外一种降低机架高度的方案是用液压缸的活塞杆来代替光杆。例如，四川万兴科技发展有限责任公司近年来研制的全液压长冲程大载荷抽油机可不用井架、滑轮和平衡块，相对常规游梁式抽油机容积效率提高到88%。

液马达式抽油机的一般由电动机、液压泵、液马达、滚筒、机架、油箱和平衡系统等组成，其突出的特点是容易实现长冲程。这种抽油机通常都带有一个滚筒，所以又称为滚筒式液压抽油机。具有代表性的是法国MAPE型液压抽油机（配重平衡），我国兰州石油机械研究所设计、南阳石油机械厂试制的YCJ12—10—2500型液压抽油机（配重平衡）［7］和大庆油田的双井游动滑车抽油机（双井平衡）［3］。值得一提的是路甬祥院士提出的功率回收型液压抽油机，其最大特点是采用了容积调速系统，利用泵－马达系统，将换向时的能量尽可能地回收，使电动机工作平稳，理论上可以获得较高的系统效率［

9、10］。

液马达式抽油机既有配重平衡式也有气动平衡式。气动平衡的平衡效果较好，电动机的峰值电流较低，整机质量小，但系统稍嫌复杂，造价较高；配重平衡式结构简单，制造成本低，但平衡效果理论上略差，特别是在上下死点的换向过程中尤为明显。无论是气动平衡还是配重平衡都只考虑了整个冲程过程的能量平衡，而对换向时的能量无法完全回收，即电动机无法在恒定功率下工作，峰值电流较大。但从液压系统的角度来看，实现电动机恒功率工作是可以做到的。

存在问题及解决途径

1.可靠性

液压式抽油机是常年连续运转的大型野外工作设备，其工作条件非常恶劣，维护周期长，一旦出现故障，不仅要浪费大量的人力和物力，而且还可能影响油井的工作状态，降低油井的采收率，甚至出现砂堵等故障。所以，在设计寿命范围内保证较高的可靠性是液压式抽油机大批量投入工业生产的最首要的问题。

2.寿命

相对笨重的游梁式抽油机之所以能在迅速发展的原油开采领域占有一席之地，其主要原因就是寿命和维修周期长。因此，液压式抽油机的寿命指标必须赶上甚至超过游梁式抽油机。

3.效率

液压泵、油缸以及液马达都存在容积损失和机械损失；液压油流经阀件和管路时，或多或少都会产生压力损失，有的还会产生流量损失，这些能量损失必然会极大地影响液压式抽油机的系统效率，所以效率是影响其进一步推广的重要因素。

4.发热

液压系统件存在的容积损失、机械损失和压力损失绝大部分都以热能形式储存于液压油中，造成液压油的温度升高。液压油温度上升，一方面会使油粘度降低，润滑部位的油膜破坏，密封效果降低，密封材料过早老化；另一方面还会引起液压油蒸汽压升高，造成空穴和气蚀现象，影响系统设备的性能。一般认为，液压油油温不宜高于60℃。在这方面吉林工业大学进行了理论计算和现场试验，获得了一些理论和实测结果［8］。

要解决这些的问题，应从如下几方面入手。

（1）机械结构设计 机械结构设计是整台设备研制的前提，直接影响整机的外形尺寸、材料和能源的消耗，以及安装、操作、维修的便利程度（人机工程）和可靠性等方面的问题。

（2）机加工质量 机加工质量是影响液压设备可靠性、效率、寿命和发热的关键，也是制约液压技术推广应用的瓶颈问题，这一点可以从液压技术发展史上得到证明。目前国内已把电加工手段引入到一些重要配合面的表面加工上，使加工质量得到大幅度提高。

（3）密封材料的选择 选择密封材料时，不仅要注意其密封性、退让性、耐磨性，对于长期野外工作的液压设备，更应注意密封材料的发热性、散热性以及热膨胀性。密封材料的上述性能将对设备的效率、寿命和发热产生直接影响。

（4）液压元件的购置 市场上液压元件的质量差别很大，价格更是相差悬殊，所以选购液压元件时应非常慎重。对于液压抽油设备来说，性能占据了主导地位。这是因为，一方面，抽油设备功率较大，系统效率对其经济效益影响较大；另一方面，系统效率低，发热量大，相应的一次性投资就会增加；此外，抽油设备在野外工作，一旦液压元件出现故障，维修费用较高。所以，选购性能优越的液压元件，从长远的角度来看，其经济效益可能显著。

几点看法

(1)根据抽油机的工作过程可以绘制出抽油机的力平衡示意图，如图1所示。从图1可以看出，换向时，气动平衡驱动力的波动虽略低于机械平衡，但总体上看，两者的波动范围都比较大。所以，要获得满意的平衡效果，就必须完善换向过程的平衡。在配重平衡的滚筒式液压抽油机系统中如果采用恒功率变量泵－定量马达容积调速系统，靠变量泵本身调节能力进行调节，理论上可以实现比较全面的平衡。当驱动力增大时，泵排量降低，压力升高，增大了马达的输出扭矩，这样在不增大电动机输出功率的情况下，抽油机得以正常工作。为了使系统工作平稳可靠，可以在泵出口处接一小型蓄能器，从而使系统达到比较理想的工作效果。

图1 抽油机的力平衡示意图

(2)液压抽油机在沙漠中应用时应考虑到风沙的影响，在内地应用应考虑环境污染和采取防盗措施，在海洋平台上应用限制因素虽较少，但考虑到平台上空间的限制，应灵活布局，甚至采用“一泵多机”的工作方案。

(3)在抽油设备上，液压传动是一项很有发展前途的应用技术，但在某些方面还是无法取代其它传动技术。片面地强调“全液压”必将造成不必要的损失，在应用时要扬长避短。

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第二篇：液压设备技术要求

连铸机液压系统基本技术要求

一、连铸机及液压设备简介

连铸机是高效低耗的合金钢连铸机，生产的产品是150×150 mm、180×180 mm两种规格的方坯。五机五流，定尺3~12 m, 弧形半径9m，年产量80万吨。

工艺流程简述：

钢包由起重机吊运至大包回转台。钢包经回转台旋转180度，在中间罐上方停止，开启钢包滑动水口，钢水注入中间罐内，打开中间罐水口，钢水注入结晶器，启动浇注按钮开始拉坯，拉矫机、结晶器振动装置、连铸坯在引锭杆导引下运行拉出并脱锭，火切机将坯头切去，引锭杆返回存放架，合格铸坯经运输辊道、翻钢机、提升机运至冷床，最后到铸坯收集台架。

液压设备简介：

本连铸机国内制造的液压系统设有三套液压站。是根据工艺要求，综合了大包回转台升降、钢包加盖液压系统、大包水口开闭液压系统、两台中间罐车液压系统、五机五流拉矫机液压系统、引锭杆存放、翻钢、冷床平移、冷床升降、铸坯收集液压系统进行设计的，因此，液压设备的各项功能必须满足工艺的要求。本连铸机液压系统设有三套独立的液压站，分别为：1

大包、中包液压站；（介质为 水-乙二醇）

大包滑动水口液压站；（介质为 水-乙二醇）

拉矫机、出坯区等液压站。（介质为抗磨液）

其中：

大包、中包液压站，向以下设备提供压力源：

1大包盖升降液压缸；

2大包盖提升钩液压缸；

3大包盖旋转马达；

4大包臂升降油缸；

5中包横移油缸；

6中包事故闸板油缸。

大包滑动水口液压站，向以下设备提供压力源：

大包滑动水口油缸。

拉矫机等系统液压站，向以下设备提供压力源：

1拉坯、矫直机油缸；

2辅助拉矫机油缸；

3引锭杆存放油缸；

4翻钢机油缸；

5冷床升降油缸；

6冷床平移油缸；

7铸坯收集油缸。

二、液压系统的基本技术要求

1、所有液压站的主泵采用原装进口力士乐柱塞式变量泵；

2、主要控制阀件全部采用力士乐产品；

3、冷却及过滤系统设计为独立的旁路系统；

4、所有油箱采用不锈钢材质制造；

5、系统设置有作为辅助动力源的蓄能器；

6、高压泵的吸油口及出油口采用软连接；

7、系统所用压力表均为耐震压力表；

8、液压制造厂供货范围除成套液压设备外，还包括液压站

内、阀站内所有液压配管，管路均采用不锈钢管，且所

有管路连接均采用法兰连接方式；

9、液压站内的设备安装布置要考虑到方便检修作业；

10、液压站内管路的固定管夹全部采用铝合金材质；

11、所有密封圈采用进口氟橡胶材质；

12、向执行等机构输出的液压阀块油口须配置好与管路焊接的法兰；

13、须向甲方提供土建用的站内液压设备载荷等数据，提供

设备连接尺寸，站内管沟尺寸及管号排列和电气资料

等。

14、液压站须配制挂在墙上的金属材料的液压原理图；

15、选配各种液压元部件时，必须考虑与水-乙二醇的相容

性。

16、系统油液清洁度：NAS1638-7级；

17、所有电磁阀均以直流24V控制；

18、大包系统液压阀台、大包水口阀台布置在回转台上，中

包液压阀台放在中包车上。

19、本液压系统国产元件用其他国产元件代用时，其规格

性能必须符合设计要求，并必须征得甲方及设计者同

意。

20、设备制造技术参数以液压原理图为准。

21、液压设备交货日期为技术协议签署后4个月。2006-5-8

第三篇：液压设备技术的现状及发展趋势浅析

液压设备技术的现状及发展趋势浅析

摘要：液压设备系统的传动具有易于实现直线运动、功率质量之比大、动态响应快等优点，在工程机械、冶金、农业、林业、试验设备、航空航天、仿真运动平台和武器装备等领域已经得到了广泛的应用。特别在人造板行业方面的应用，可以说是涉及到各个工段。面对日益严格的环保、节能和可持续发展的要求，液压系统因噪声、泄漏、污染、效率低等缺点而受到了电气传动、机械传动强有力的竞争挑战。本文先从液压设备系统的发展历史开始描述，主要研究液压设备系统的现状及其技术，分析液压设备系统在当今社会的作用以及未来的发展趋势。关键词：液压设备系统；液压设备技术；环保；发展趋势；应用

液压设备系统是门既古老又新兴的技术，是实现现代化传动与控制的关键技术之一，世界各国对液压工业的发展都给予很大重视。相关资料显示，世界液压元件的总销售额为350亿美元，世界各主要国家液压工业销售额占机械工业产值的2%～3.5%。由此可以看出，液压设备系统在世界各国中早已得到了广泛的发展与应用。邱兴华[1]指出，在60年代它更得到了迅速的发展。当今，液压技术已发展成一门新兴的工业技术，它已不再是单纯的液压传动的概念。在现代工业技术中，它已发展成包括现代机械传动、控制技术与测试技术在内的现代自动化技术，也是现代机械装备的基础技术之一，它为现代工业的机电液一体化创造了向高水平、高性能发展的条件。当今世界，一个国家工业技术装备的液压化率已成为现代工业化的重要标志之一。

一、液压设备系统的历史

液压系统和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，1795年英国约瑟夫•布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上第一台水压机。1905年将工作介质水改为油（液压油缸）,又进一步得到改善。第一次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用，特别是1920年以后，发展更为迅速。液压站大约在19世纪末20世纪初的20年间，才开始进入正规的工业生产阶段。1925年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。20世纪初康斯坦丁•尼斯克(G•Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究；1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。第二次世界大战(1941-1945)期间，在美国机床中有30%应用了液压传动。

应该指出，日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近20多年。在1955年前后，日本迅速发展液压传动，1956年成立了“液压工业会”。近20～30 年间，日本液压传动发展之快，居世界领先地位[2]。

而邱兴华[3]在研究国外的液压技术发展时，总结出在本世纪近二、三十年来，由于新的工程领域的开拓，对液压元件及系统在应用范围及技术性能方面都提出了更高的要求。可以说，这一段时期是国外液压技术处于世界第四次产业革命时期，大体可分为：

(1)高速发展时期(1959～1970)，主要发展高性能元件，实现高压高速化。

(2)重视环保时期(1971～1977)，高压高速化会带来工业噪音公害，要进一步改进元件、系统性能，实现低噪音化。

(3)重视可靠性的时期(1975～1980)，油的污染将直接影响元件 系统的可靠性，要对污染进行监测、维护，以提高可靠性和寿命。

(4)重视节省资源、能源的时期(1980～至今)，随着石油资源开发的减少和能源价格的上升，应使用高水基介质代替液压油，并设计使用低能耗系统。

(5)机电液一体化时期(198O～至今)，使液压装置结合电子技术，组成高性能的机电液集成式元、部件，使主机实现高效自动化控制。

无论是从时间上划分，还是依据国外液压技术的发展形势来研究液压设备系统的发展历程，当中我们都可以看到液压设备系统不仅有着悠久的历史，而且它的发展势头如雨后春笋，锐不可当。在21世纪的今天，液压技术的发展也是非常迅猛的。尤其在电子技术、微机控制日益发展的今天，液压技术已迅速渗入到各个学科领域。正如1998年德国国际流体技术年会(IFK)上引用的数据表明：近20年来，液压技术的发展来源于自身的科研成果仅约20％，来源于其他领域的发明占50％，移植其他技术成果占30％[4]。

二、液压设备技术的现状

在现代，确切地说，“液压”是电子和机械技术之间的一种技术，因为它运动是靠电子控制，机械实行动作的过程。把“传动”和“控制”结合起来是液压技术发展的必然结果。液压技术正是在汲取与其相关技术并与替代性技术的竞争中得以发展的。可以说，电气传动与机械传动不单纯是与液压技术相竞争的技术，其互相的融合也正是技术发展、完善的一种方向。就比如，在人造板行业方面，每家企业都会定期维修或对液压设备系统进行技改，这就是对其不断完善和融合新技术的过程，使其达到最理想的效果。就目前而言，液压设备技术主要在以下领域中拥有不可替代的作用：需要大功率传递、要求功率重量比大的场合；需要高动态响应的场合。下面从液压元件、系统集成与控制、密封技术等方面分别阐述液压技术的现状。

1.液压元件

液压元件是构成液压系统的基础，它的发展与应用直接改变液压技术。经过了多年的发展，液压元件也不断更新，不断改变，不断取得新的成果。近几年，液压元件的小型化、模块化、节能化、环保化等都有了很大的改进。元件的小型化，如电磁阀的驱动功率逐渐减小，从而适应电子器件的直接控制，同时也节省了能耗。元件的功能日益复合，如螺纹捅装阀的大量运用，使系统的功能拓展更灵活。特别是新材料的应用和非矿物油介质元件的研究开发，新材料如陶瓷技术的使用是与非矿物油介质元件的要求及提高摩擦副的寿命联系在一起的。新型磁性材料的运用是与电磁阀、比例阀的性能提高结合在一起的。由于磁通密度的提高，可以使阀的推力更大，其直接作用便是阀的控制流量更大，响应更快，工作更可靠。李硕卫，张国贤[5]提出非矿物油介质元件是应用于特殊场合的元件，如要求耐燃、安全、卫生，此时就需要考虑采用高水基或纯水元件。能源危机催生了该类元件的诞生，但目前的发展动力可能更大程度上与环保、工作介质的廉价及其安全性相关。目前，丹麦的Danfoss公司提供了成套的NESSIE系列纯水液压元件，已在食品等行业得到了运用。付华，傅周东，吴根茂[6]在新材料的方面，指出引人瞩目的是各种陶瓷材料的使用。泵和阀使用寿命受到限制的主要因素之一是磨损，为此抗磨损的陶瓷材料在液压件上的应用得到一定的发展。由于陶瓷材料化学性能稳定。具有耐酸碱盐和抗腐蚀、耐高温等特性，所以这种材料可以在特殊介质下(如海水)工作。

2、系统集成与控制技术

系统集成主要是比例阀技术和电液伺服技术，比例阀的发展主要在频宽的增大及控制精度的提高上，以期性能接近伺服阀。同时，比例阀又沿着标准化、模块化及廉价的方向发展，以促进其应用。电液伺服阀是最早将液压技术引入自动控制领域的功臣。但电液伺服阀的结构自发明以来，就少有改进，除了在传统的需要特别高频响的场合外，其传统地位正日益受比例技术的挑战。控制技术主要是控制理论的应用和发展，控制理论是该领域最为活跃的一个分支。液压控制系统正从不断发展的自动控制理论中得益，并不断丰富自控理论的实践。目前，自适应控制、鲁棒控制、模糊控制及神经网络控制等均得到了不同程度的运用。自适应控制是针对一些系统的参数或结构不完全确定时，自适应控制可以一边估计未知参数，一边修正控制来对系统进行控制。在实际问题中，系统的模型可能包含不确定因数、希望这时控制系统仍有良好的性能，这就是鲁棒控制的问题。模糊控制就是利用模糊数学的基本思想和理论的控制方法。

3.密封技术

自从液压技术诞生以来，泄漏一直是困扰着业界人士的一大难题。当然，伴

随着泄漏的是：矿物油的浪费及对环境的污染、系统传动效率的降低等等，所以密封技术的是至关重要的。我们都知道，在静密封领域橡胶类密封件拥有不可替代的地位；而在在动密封领域，聚四氟乙烯(PTFE)已拥有不可动摇的地位。随着对材料及密封机理的深入了解，已可以在PTFE中有针对性的添加某些材料以达到提高性能的要求。国外许多大的密封件公司均有针对不同应用场合的材料配方以强化某一方面的性能。目前，尽可能地提高动密封对偶件的表面光洁度，也已成为提高密封效果的一种共识。这种共识也是基于对PTFE材料的密封机理的认识而达成的。密封领域的另一个创新领域主要集中在密封件形状的设计上，比如，O型密封圈及弹簧片作为弹性体，在保证PTFE密封件低压时的密封性能方面已得到广泛认同；在直线密封及旋转密封技术方面，使用成套的密封件来提高密封性能已成为一种标准的解决方案。

总之，液压设备技术由于广泛应用了高科技成果，如：自控技术、计算机技术、微电子技术、可靠性及新工艺新材料等，使传统技术有了新的发展，也使产品的质量、水平有了一定的提高。

三、液压设备技术的发展趋势

我们都知道，液压传动存在效率低、噪声大、成本高、泄漏污染环境等缺点降低了它的竞争力，这些缺点明显地不适应环保、节能、可持续发展的社会和工程需要。而电气传动技术则具有环保、节能、远距离功率传输等优点，符合现代工业的发展潮流，特别是交流伺服电机、变频技术已经取得了很大的进展，在中、小功率的动力传动范围内对液压传动技术形成了有威胁的挑战。因此，为提高液压传动的竞争力，扩大其应用领域，液压传动应抓住主要的核心技术问题，改进技术，移植先进的技术成果，不断改进自身缺点、发挥自身优势，使液压传动创造新的活力，以满足未来发展的需要。

针对液压技术的发展趋势，彭熙伟，陈建萍[7]认为主要从提高效率、注重系统设计、注重环保、降低噪声、防止泄漏、应用新材料、新工艺和新技术等方面来着手。杨尔庄[8]同时又提出了电子化(机电一体化)、液压CAD技术和故障诊断与主动维护等方法。机电一体化就是液压技术和电子技术相结合，可以实现液压系统柔性化、智能化，提高工作可靠性，改变液压系统效率低、漏油、维修性差等缺点，充分发挥液压传动功率密度大、频响高等优点，使液压技术产生活力。唐向阳，郑华文，吴张永，袁子荣[9]从液压油方面考虑，想利用纯水来替代液压油作传动，他们认为纯水具有价格低廉、阻燃性能好、安全性好、压缩系数小、环保、粘度低等优点，只要克服并改善其气蚀性强、润滑性能低、腐蚀性和运行温度范围窄等的缺点，就可以得到推广、应用。

总之，液压设备技术未来的发展应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。要减少损耗，防泄漏，节能环保；要智能化控

制及排除故障；要充分利用新型材料和采用生物降解迅速的压力流体等，走可持续发展战略的道路。

结束语

液压技术作为现代传动与控制的重要组成部分，液压技术的发展，决定性地受到其周边领域一些技术发展的影响，如新近由微电子技术(包括必须的软件)与微机械技术结合所形成的所谓机械-电子技术，以及材料技术等。在当今科学技术飞速发展的情况下，液压技术必须充分发挥自身优点和借鉴其他领域的先进技术成果，不断创新，以提高液压元件和系统性能，降低成本，并符合节能、环保和可持续发展的要求将不断扩大应用领域，保持强大的竞争力、不断向前发展。

参考文献

[1]邱兴华.液压技术的现状及发展趋势[J].昆明工学院学报，1992，17

（6）:40-51.[2] http://blog.csdn.net/ydmm2523/archive/2009/03/26/4027934.aspx.[3]邱兴华.液压技术的现状及发展趋势[J].昆明工学院学报，1992，17

（6）:40-51.[4]李硕卫，张国贤.现代液压技术的发展现状[J].学术交流，2009,2:54-57.[5]李硕卫，张国贤.现代液压技术的发展现状[J].学术交流，2009,2:54-57.[6]付华，傅周东，吴根茂.液压技术的现状与发展[J].矿山机械，2000,11:53-56.[7]彭熙伟，陈建萍.液压技术的发展动向[J].液压与气动，2007,3:1-4.[8]杨尔庄.液压技术的发展动向及展望[J].液压气动与密封，2003,4（100）:1-7.[9]唐向阳，郑华文，吴张永，袁子荣.纯水液压系统的现状与未来[J].液压与气动，2000,4:5-6.

第四篇：探究录井技术在四川油田中的应用

探究录井技术在四川油田中的应用

【摘要】随着社会经济的发展和科学技术的进步，越来越多的人将研究的重点放在了提高资源开采率与管理效率技术的研究上。伴随着世界能源的有限性和能耗的不断增加，需要技术力量的支持和引导。科技是第一生产力，能源问题已成为亟待解决的问题，面临外界日益激烈的竞争环境，石油行业要想获得更大的生产空间和更多的市场份额，就需要不断地进行技术革新，不断地进行新技术的应用与推广，但这些技术的应用都必须建立在对技术的研究与对实际油田地质概况了解的基础上，具体情况具体分析，才能发挥出科技真正的潜力与价值，创造更大的社会财富。本文将从简析录井技术、简析录井技术在四川油田中的应用情况，浅谈录井技术的发展前景等几个方面做以简要的分析，旨在了解录井技术及其相关开采知识，了解录井技术对石油开采业的影响，不断的对录井技术进行科学创新，使其能够为社会经济效益的提高和加速石油的开采率及开采进程做出贡献，并将录井技术在实践应用中不断推广。

【关键词】录井技术；四川油田；钻井工程；社会经济效益

前言

深度测量、地质描述以及使用热导检测仪进行气测录井服务丰富了初期录井服务的内容。而随着技术革新，仪器设备之间的更新换代，录井技术得到了更广阔的发展天地。科学技术的不断发展，计算机技术的推进，使录井技术呈现出自动化、数字化、智能化的发展趋势。通过对各种地质数据的分析和相应数据库的研究进行综合评价，可帮助其作出科学、正确的决策，大大提高了工作效率和实际开采进程，使录井技术在实践中的应用更加游刃有余。

一、简析录井技术

录井技术是现代科学技术和多学科理论在石油勘探中的应用，是多种技术与多门学科集合而成的高新技术的集合体。录井技术包括地质录井、气测录井、钻井液录井、工程录井、地球化学录井和地球物理录（测）井等内容。它是石油钻井勘探技术由科学化钻井阶段到自动化、智能化钻井阶段的伟大尝试。录井技术是油田勘探开发过程中补课缺少的技术环节，对整个油田的社会经济效益的提高具有重要的作用。随着其不断地发展，如今已改变了地质录井的内涵，它以多参数、大信息量和实时性为现场提供可靠的决策资料，方便其发现油气显示、地质分层、储量预测、区块、构造评价等，保证工程施工、检测的安全，指导科学钻井，降低使用开采过程中的风险，拓宽录井服务领域，以期增加录井工作量，充实工作量，加速开发进程，避免或减少人力、物力、财力方面的消耗与浪费。

录井系统综合应用了岩屑描述软件、岩心描述软件、完井报告编制软件等新的系统工具，在实现自动化的同时，提高了工作效率。通过对现场采集所有资料进行分门别类，摒弃各种影响因素，使其正确科学的反映地层情况，减少了人工整理资料的时间和误差。对资料进行综合分析研究，提高决策的正确性。利用先进的录井系统及其整套数据管理和决策服务系统。方便了钻井、取心、中途测试、井控、下套管、固井、起下钻、扩眼、流量监测、防喷监测、打捞和海底作业等施工环节的顺利进行。录井系统通过向钻井人员，录井人员，现场监督，作业者基地管理人员等提供实时地地面和地下不同深度、不同时间的钻井和测试信息，帮助作业人员及时做出井控、钻机管理、安全、地质评价等方面的决策，从而提高钻井效率、提高地质评价质量并为后续作业和生产提供高效的地质导向。

二、简析录井技术在四川油田中的应用情况

随着石油钻探技术的不断改革，石油工程的决策者和地质人员也愈加重视钻井录井技术的应用。但是其的应用范围比较有限，现已录井技术在四川油田中的应用情况做以简单的介绍，旨在了解其在实践中的可操作性，帮助人们解决疑惑，接受新技术，推广新技术。

四川油田属于碳酸盐裂缝性油气藏，由于其地质条件较为复杂，给实际的勘探开发带来了很大的困难。而通过川南地质录井公司使用新的录井开发技术，多数采用JL-I型的进口流量监测器，配合电磁流量传感器，使其在检测过程中不受钻井液温度、粘度、密度等外部因素的影响，从而完成了将近录井35000m的进尺，使得钻井的准确率高达90%以上。在四川油田的勘探过程中对预探井、边远井、地质结构复杂的深井运用了录井技术，提高了其生产的时效、纯钻进时效、机械钻井等，决策中也体现了其科学性及及时性的特点。极大地减少了避免了钻井录井事故的发生，节约了钻井成本，提高了油田钻探开采的社会经济效益，缩短了钻井周期。

四川油田根据其地质情况、成藏特征等概况，善于应用新科技，大胆实践。大胆利用了录井仪设备，该设备集地质和工程参数的采集、处理、显示为一体，对四川油田的油气层进行识别和指导安全施工和优化录井等起到了举足轻重的作用。通过录井仪对钻井液气体检测，通过井口钻井液脱气装置和色谱仪连续分析和识别油气层。将录井液脱气器改为电动式，提高了其录井检测的精确度；将信息技术和录井技术的结合，运用色谱对相关数据进行分析，增加其工程录井，预报和检测工程事故，提高录井技术的资源共享水平。利用转盘转速、钻压、机械转速、钻井液密度等参数来计算地层可钻性指数、岩石强度指数、破裂地层压力系数、处理和计算地层压力系数、地层孔隙度的相关参数，从不同角度达到检测地层压力的目的。

录井技术的巧妙运用也可起到对潜在的施工事故进行预报监测的效果。如预防一些钻具事故（钻杆、钻铤刺穿或扭断，钻头堵塞或掉落），井漏事故等的发生，都需要录井技术的实时监测平台来防患于未然。

四川油田正是成功的运用了录井技术以上的优点，使其在油田的勘探开发上不断取得新的成就与收获。

三、浅谈录井技术的发展前景

录井技术依靠其便利的实时监测手段，减少或避免各类工程事故及隐患的发生。通过监控盐膏侵、盐水侵及一些有害气体的浓度，保证了钻井的安全。实现了社会效益、经济效益与环境效益的统一，起到了良好的导向作用。为其奠定了更广的发展前景，若将录井传感器发展到井下，使地面与地下录井相互融合，有利于实现录井技术的多元化、多样化发展，在不断的改进与深化中，不断地使用和推广录井技术，使其服务于工业化与现代化建设，造福人类。

参考文献：

[1]综合录井技术在四川油气田钻井工程中的应用实践；《中文科技期刊数据库》； 王俊良，刘奇志

[2]油田录井技术应用现状与发展对策分析；现代商贸工业 ；2011年第11期；黄晨翔

[3]综合录井技术在油气田勘探中的应用；《油气地质与采收率》；2003年第2期；邴尧忠，朱兆信，慈兴华；

郝兴瑞

第五篇：顶板高抽钻孔抽采技术的应用

顶板高抽钻孔抽采技术的应用

【摘要】对青龙煤矿21604采空区及邻近煤层瓦斯进行抽采，进而解决上隅角及工作面回风瓦斯超限的问题。结合矿井具体情况，得出了合理的高抽钻孔布置参数，在此煤层开采过程中解决瓦斯超限问题积累了经验，同时也为矿井开采其它相邻煤层治理瓦斯提供参考依据。

【关键词】瓦斯抽采；上隅角瓦斯超限；抽采技术；高抽钻孔；

0 引言

随着煤矿开采深度增加，瓦斯涌出量不断增大，治理采空区及上隅角的瓦斯技术不断更新，高抽钻孔逐步成为治理采空区及上隅角瓦斯的首选途径，针对青龙煤矿21604综采工作面，在开采过程中常出现上隅角、回风瓦斯超限[1-2]，为此采用顶板走向高抽钻孔抽采采空区裂隙带瓦斯的技术，从而解决上隅角和回风流瓦斯超限问题[3]。并对治理来自于采空区、上部围岩或下邻近层工作面的瓦斯效果显著[4]。矿井概况

青龙煤矿为煤与瓦斯出矿井，根据2014年矿井瓦斯及二氧化碳涌出量测定报告，矿井绝对瓦斯涌出量165.56m3/min，矿井相对瓦斯涌出量80.65m3/t，煤层均为可抽煤层。青龙煤矿于2011年开始推广应用钻孔抽采瓦斯技术抽采采空区裂隙带瓦斯解决工作面、上隅角及回风瓦斯超限问题。先后在11607、11611、11802综采工作面应用顶板仰角钻孔抽采瓦斯技术治理上隅角瓦斯，取得了一定的技术经济效果。但由于受仰角钻孔利用率低和塌孔等因素的影响，瓦斯治理问题没有从根本上得到解决。因此在开采21604采煤工作面时采用了钻孔利用率高、效果好的顶板岩石高抽钻场抽采技术。高抽钻孔设计方案

（1）高抽钻孔设计、施工

根据矿压理论及我矿原高抽钻场布置经验，16#煤层顶板裂隙带高度采高的8-24倍，瓦斯积聚在工作面上部24-72m范围内，综放采煤工作面覆岩采动裂隙带内聚积着来自邻近层及本煤层的瓦斯[5-6]，钻孔布置应与此适应。设计采用高位钻场抽采瓦斯，钻场布置在回风巷侧，距煤层顶板垂高10m，共设计钻孔十二个，终孔布置为上下两排，分别考察不同钻孔终孔不同位置，不同高度的抽采效果，钻孔布置见图1。

图1 高抽钻孔设计布置图

A-平面图 B-断面图 C-剖面图

选用ZDYLF-4000S型钻机施工，钻孔最深可施工长度200m，孔长180m，钻孔孔径Φ113mm。

（2）封孔

钻孔施工完成后，必须及时进行封孔注浆，封孔时单个钻孔统一采用DN108PE管进行封孔，封孔长度不得小于10m，封孔完成后及时对钻孔进行注浆。如下图2所示。

图2 高抽钻孔封孔剖面图

待注浆凝固后，必须在8-16h内进行连抽，单个钻孔采用独立的DN108管路进行连抽，在DN108PE管低点设置放水三通，对水大的钻孔安装自动放水器，水量较小的钻孔安装手动放水器，从而解决管路内积水影响抽采效果。抽采效果分析

根据第十组高位钻孔施工情况，由于受到钻孔塌孔、孔内水大、封孔漏气、个别钻孔施工不到位及现场施工不定向因素影响，对以下7个抽采效果好的钻孔进行分析。如下表所示。

从以上表可以看出，对4#钻孔和9#10#钻孔抽采浓度、纯流量进行比较，在里程60m左右都是呈现增大的趋势，然后经过一个稳定期，在里程140m左右呈现下降趋势，4#钻孔浓度、纯流量均大于9#和10#钻孔浓度、纯流量之和。最佳终孔高度分析

通过选择抽采效果最好4#、5#、6#钻孔进行分析，对4#、5#、6#钻孔的回采里程和抽采浓度、纯流量的关系进行观察，从而确定最佳钻孔终孔高度，如4#、5#、6#钻孔参数图可以看出，回采里程在0m-60m时，钻孔抽放纯流量不断升高，到60m时达到最大值，回采里程在60m-140m抽放纯流量处于一个稳定阶段，回采里程在140m后逐渐下降，从而得出回采里程在60m-140m段钻孔抽采效果最佳，结合回采里程与终孔高度关系图分析，回采里程在60m时钻孔有效高度为48m，回采里程在140m时钻孔有效高度在24m，因此认定高抽钻孔的最佳终孔范围在24m-48m。结论

通过对21604工作面第十组高位钻场进行分析得出以下几条结论：

1.条件允许情况下，尽可能把高抽钻场的层位放高，钻孔倾角越小，钻孔施工变形越小，钻孔利用率高。

2.为了更好保证抽采效果，尽可能增大钻孔施工孔径，孔径在113mm以上，可以根据实际情况合理较少钻孔，钻孔个数控制在6-8个。

3.根据对21604工作面第十组高抽钻孔抽采效果分析，合理的钻孔终孔布置高度是保证抽采效果的必要条件，21604工作面高抽钻孔终孔布置最佳高度为24m-48m之间。

4.根据数据分析，靠近上隅角的钻孔抽采浓度、纯流量高，设计钻孔时靠近上隅角侧的钻孔终孔间距应合理减小，设计距离5-10m为益。

参考文献：

[1] 中国煤炭工业劳动保护科学技术学会.瓦斯灾害防治技术[M] 北京：煤炭工业出版社，2007

[2] 张铁岗.矿井瓦斯综合治理技术[M]北京：煤炭工业出版社，2001

[3] 董振军.顶板走向高位钻孔解决上隅角瓦斯超限技术研究[J]煤炭技术，2012（11）：21-23

[4] 黄晓枫.走向高位钻孔瓦斯抽采技术研究[J].矿业安全与环保，2012（8）：58-59