露天煤矿开采的技术应用与发展方向

第一篇：露天煤矿开采的技术应用与发展方向

露天煤矿开采的技术应用与发展方向

【摘 要】 露天煤矿开采技术是煤矿开采企业提高企业经济效益最重要的组成部分，本文就露天煤矿开采技术的现状和技术特点作了简明的阐述，并就露天煤矿开采技术发展趋势作了相应的分析，以期在提高煤炭开采量的同时，能够最大限度的保护环境，促进节能减排，保护自然环境。

【关键词】 露天煤矿开采 技术应用 发展方向

露天煤矿开采相对于井下煤矿开采而言，具有设备投入成本低、安全系数高、生产效率高和资源回收方便等优点。在发达国家，一般露天煤矿的开采率远大于井下煤矿开采，而在我国，煤矿开采主要以井下煤矿开采为主，适合露天煤矿开采的储量约有600多亿吨，储量很大，具有十分重要的开采意义。我国露天煤矿开采技术经过近几十年的发展，也取得了较大的提高和成就，露天煤矿开采量占全部煤矿开采量的比重也逐年提高，其开采技术也得到了长足的发展。如何继续提高煤矿露天开采的工艺水平，在提高煤炭开采量的同时，能够最大限度的保护环境，促进节能减排，这对煤矿资源的开采的合理化和走我国新型的工业化道路的发展战略有着举足轻重的意义。我国露天煤矿开采的现状

我国煤矿开采技术一般以井下煤矿开采为主，从而造成露天煤矿开采技术发展一直不受重视。又因我国露天煤矿主要以中西部为主，如山西、陕西和新疆等地，这些地区经济欠发达，对露天煤矿开采设备投入较少，其露天煤矿的开采所带来的环境问题难以解决，导致我国的露天煤矿的开采技术较国外相差较远，面临着设备规模小、自动化程度低、生产效率低下和环境污染严重等问题，下面是我国较常用的几种煤矿开采的工艺。

1.1 轮斗挖掘机连续开采

轮斗挖掘机连续开采技术在我国的露天煤矿中也较常用，其主要通过采用几台大型的轮斗挖掘机进行煤矿开采，其单台挖掘机的年生产能力可达到500万立方米，如元宝山露天煤矿采用两台轮斗挖掘机同时作业，单台挖掘机的年生产能力一般为600万立方米，比当初设计的年生产力高。这种简单的轮斗挖掘机连续开采的技术大都在我国20世纪90年代的使用较多，在如今的露天煤矿开采工艺中使用较少，并没有在我国露天煤矿中进行大范围推广。

1.2 单斗挖掘机+矿车运输的半连续开采工艺

单斗挖掘机+矿车运输的半连续开采工艺是我国当今露天煤矿开采工艺使用最广泛的一种，这种连续开采模式特别适用于年开采量不大的露天煤矿中，大多数都采用了这种开采工艺。其特点是：通过计算单斗挖掘机的容量与矿车的运输量进行匹配，选择合适的单斗挖掘机和矿车，此模式一般适用于煤矿的短途运输，随着运输距离的增长，其运输费用会成非直线型增长，根据笔者多年的生产经验来看，一般单斗挖掘机+矿车运输的连续开采工艺适用于运输距离低于3公里的小型露天煤矿中。由于此模式的生产局限性，也衍生出一种单斗挖掘机+矿车运输+皮带运输机模式的生产工艺，此工艺技术也相当成熟，并在我国露天煤矿中大范围使用。

1.3 拉斗铲倒堆连续开采工艺

拉斗铲倒堆连续开采工艺与单斗挖掘机+矿车运输的连续开采工艺相比，其节约了矿车的运输成本，总体生产成本也较小，一次设备投入的成本较高，但其工艺方法的运用的局限性也较大，一般适用于煤层厚度在50m以内，其作业面积较大的煤矿中，通常作业面积3000m2以上。在我国准格尔黑岱沟露天煤矿中，这种使用工艺较好，且作业效率较高，其使用的拉斗的容量在100m3以上，年剥离量有2500万m3，生产效率很高。

1.4 单斗挖掘机+破碎机+带式输送机的半连续开采工艺

单斗挖掘机+破碎机+带式输送机的半连续开采工艺是结合了上述3种工艺方法的优缺点所产生的，这种连续开采工艺与上述的连续开采工艺相比，其生产效率和适用性都大大增加，但设备的灵活性不如单斗挖掘机+矿车运输模式，在这种开采工艺中增加了破碎机的这一环节，其有效的减小矿车运输成本。而带式输送机则增加了设备开采的连续性。目前这种生产已在山西平朔露天煤矿中使用，其设计年生产能力达到1200万吨，随着这种单斗挖掘机+破碎机+带式输送机的连续开采工艺的优点被广泛认同，其生产工艺也会被完善，会越来越被广泛使用。

1.5 国外采煤技术的发展

随着国外的新技术的不断发展，露天采煤技术也在不断的完善和提高，其中以斗轮挖掘机、斗轮式预采系统和穿越运输系统最为典型，目前国外已经配备了大型斗轮挖掘机及其完善的输送机系统，采用斗轮挖掘机来剥离煤层表面的泥，通过可移动式阶梯式输送机或者转载输送机进行输送排土。露天煤矿开采的技术特点

随着露天煤矿开采技术和各种开采设备自动化的提高，露天煤矿开采的技术特点也朝着综合化、集成化和自动化方向发展，综合笔者对我国现有的露天煤矿开采的工艺研究，总结我国露天煤矿开采的技术特点有以下几种。

2.1 开采设备的综合化

由于如今各种采煤设备和剥离设备的多样化，型号功能也较多，其选择的余地也较多，对于不同的煤层厚度可选择的采煤设备也不同。如煤层厚度较薄的露天煤矿可采用维特根的综合露天采矿机进行刨采，刨采后可经过专用的矿车运输至储煤场，而下部煤层较大的地方可采用单斗挖掘机+破碎机+卡车运输+皮带输送机的模式进行半连续开采，其生产效率也较高，且设备使用率也高。此矿采用了上述几种开采工艺相结合的方法进行煤矿开采，其综合自动化程度较高，既满足了生产各环节中的需求，又能保证采掘工艺的连续作业。

2.2 开采设备的大型化智能化

对于大型露天煤矿，可采用大型的电动挖掘机（电铲）来进行开采，配备大型的自移式破碎机，其单小时破碎能力达到8000吨，及各种大型推土机和运输机，可使整套设备的年剥离能力达到8000万m3，由于其采购的各种设备的集中度较高，且自动化程度高，可大大较少工作人员的使用量，且提高了煤矿的整体安全性，并提高经济效益。

2.3 设备的自动化程度高

露天煤矿开采系统中采用了露天采矿机和大型刨采机的联合开采工艺，是可集粉碎、采装和运输于一体的连续开采技术，提高了设备的生产的连续性，大型开采设备的使用提高了整体开采设备的自动程度，也充分反映了露天煤矿开采的一种趋势。露天煤矿开采技术的发展趋势

3.1 开采的设备的大型化和自动化

未来的露天煤矿开采会朝着设备大型化，系统集成化和智能化的方向发展，充分发挥系统智能化生产的优势，提高的煤矿的安全性能，且会进一步提高露天煤矿开采的效益，系统集成化的设备会使煤矿开采企业的内部集约化程度提高，也变相提高了企业的运行效率。

3.2 传统采掘工艺的各项创新

传统采掘设备的各项性能改进必然会带来各生产工艺的创新，露天煤矿采掘技术的发展也是不断的借鉴国内外相关的新采掘工艺和各项新技术的产生所带来的技术融合，可以将传统的开采设备进行设备改造以满足当今开采设备的需求，如进行设备电控化和自动化改造等等，都将会推动露天煤矿开采设备的整体技术的提高。

3.3 露天煤矿绿色开采技术

露天煤矿绿色的开采技术是我国的中国矿业大学钱鸣高院士提出的，他是从保护环境的出发点对我国的煤矿开采技术进行重新定义。与传统的井下煤矿开采相比，露天煤矿开采所带来的环境污染远大于井下开采。若露天开采的工艺安排不合理，且设备的老化严重，会造成露天开采对矿区的水资源，空气污染严重，其影响矿区的地质稳定。

（1）露天煤矿绿色开采技术可减少露天采矿对周边生态环境的污染，与此开采技术所需要的设备成本相比，绿色开采技术给企业所带来的社会影响是不可估量的，如今，中国的环境污染较严重，需要各行业都需要有这种绿色的开采技术，较少对环境的污染。（2）需提高各项高技术、低污染的设备的引进和采用率，提高露天开采的技术门槛，将露天开采技术、环境保护工程、人机工程学和计算机智能系统进行融合，充分发挥先进科学生产的作用，为实现露天煤矿绿色开采技术进行技术积累。（3）露天煤矿开采企业在实施绿色开采技术时，应结合自身的发展需要，以提高生产效率、减小环境污为宗旨，形成各种具有企业特色的绿色开采模式。

3.4 露天煤矿开采设备的数字化

露天煤矿开采设备的数字化是国家重大战略资源安全体系的关键组成部分，也是评估各矿山的综合实力的一个基础。露天煤矿开采设备的数字化是减小煤矿开采企业安全责任事故的一个根本的措施。开采设备的数字化是运用先进的计算机管理技术，结合各种大型的智能化操作系统，利用先进的数据通信技术，如卫星导航与通信技术，实现系统的无人值守化和智能化操作。此系统是将生产、管理、自诊断、设备维护和安全等因素结合在一起，形成一个闭环控制系统，保护各大型设备的安全，有利用形成煤矿企业的综合自动化，提高了企业的综合效率。结语

露天煤矿开采设备的应从粗放型向集约型转换，充分利用国内外相关的先进的技术和设备，提高我国露天煤矿开采采能力和整体技术装备水平，是推进我国整体煤矿开采水平的关键组成部分，是提高煤矿企业综合效率的重要组成部分。

参考文献：

[1]杨殿海.露天煤矿开采的研究[J].科技创新，2013，15.[2]才庆祥，洪宇.露天煤矿高效开采新技术[M].北京：中国矿业大学出版社，2008.[3]夏建波，邱阳.露天矿开采技术[M].北京：冶金工业出版社，2011.

第二篇：稠油开采技术

稠油开采技术

如何降低成本，最大限度地把稠油、超稠油开采出来，是世界石油界面临的共同课题。稠油由于粘度高，给开采、集输和加工带来很大困难，国内外学者做了大量研究工作来降低稠油的粘度。我国稠油开采90%以上依靠蒸汽吞吐或蒸汽驱，采收率能达到30%左右。深化热采稠油油藏井网优化调整和水平井整体开发的技术经济研究，配套全过程油层保护技术、水平井均匀注汽、热化学辅助吞吐、高效井筒降粘举升等工艺技术驱动，保障了热采稠油产量的持续增长。

目前提高稠油油藏产量的思路主要是降低稠油粘度、提高油藏渗透率、增大生产压差，主要成熟技术是注蒸汽热采、火烧油层、热水＋化学吞吐、携砂冷采，等等。

1、热采技术

注蒸汽热采的开采机理主要是通过加热降粘改善流变性，高温改善油相渗透率以及热膨胀作用、蒸汽（热水）动力驱油作用、溶解气驱作用。关于稠油的蒸馏、热裂解和混相驱作用，原油和水的蒸汽压随温度升高而升高，当油、水总蒸汽压等于或高于系统压力时，混合物将沸腾，使原油中轻组分分离，即为蒸馏作用。蒸馏作用引起混合液沸腾产生的扰动效应能使死孔隙中的原油向连通孔隙中转移，从而提高驱油效率。高温水蒸气对稠油的重组分有热裂解作用，即产生分子量较小的烃类。在蒸汽驱过程中，从稠油中馏出的烃馏分和热裂解产生的轻烃进入热水前沿温度较低的地带时，又重新冷凝并与油层中原始油混合将其稀释，降低了原始油的密度和粘度，形成了对原始油的混相驱。注蒸汽热采的乳化驱作用同样很有意义，蒸汽驱过程中，蒸汽前沿的蒸馏馏分凝析后与水发生乳化作用，形成水包油或油包水乳化液，这种乳化液比水的粘度高得多。在非均质储层中，这种高粘度的乳状液会降低蒸汽和热水的指进，提高驱油的波及体积。热采井完井时的主要问题是，360℃高温蒸汽会导致套管发生断裂和损坏。为此，采用特超稠油HDCS技术，将胶质、沥青质团状结构分解分散，形成以胶质沥青质为分散相、原油轻质组分为连续相的分散体系。特超稠油HDCS强化采油技术已在胜利油田成功应用。加强注采参数优化研究，针对不同原油性质、不同油层厚度和水平段长度，明晰技术经济政策界限，合理配置降粘剂、CO2和蒸汽用量，可提高应用效果和效益。

2、出砂冷采

1986年，为了降低采油成本，提高稠油开采经济效益，加拿大的一些小石油公司率先开展了稠油出砂冷采的探索性矿场试验。到90年代中期，稠油出砂冷采已成为热点，不注热量、不防砂，采用螺杆泵将原油和砂一起采出。文献指出，螺杆泵连续抽吸避免了稠油网状结构的恢复，稠油形成稳定的流动地带，在油带前缘，油滴被启动而增溶到油带中，因此，油带具有很好的流动能力，表现到生产上就是含水下降。而抽油泵的脉动抽吸，使得地层孔隙中的油流难以形成连续流，水相侵入到油流通道，微观上表现为降低了油滴前后的压差，油滴更难启动，若水相能量充足，油滴就一直不能流动，表现到生产上就是长期高含水。稠油出砂冷采技术对地层原油含有溶解气的各类疏松砂岩稠油油藏具有较广泛的适用性，它通过使油层大量出砂形成蚯蚓洞和形成稳定泡沫油而获得较高的原油产量。形成地层中“蚯蚓 洞”，可提高油层渗透率；形成泡沫油，则给油层提供了内部驱动能量。乐安油田草13块配套大孔径、深穿透、高孔密射孔、高压充填防砂与螺杆泵冷采配套技术，基本解决了粉细砂岩油藏防砂及稠油抽汲难题。

3、加降粘剂

王卓飞发现，乳化液在孔隙介质中的流动过程是一个复杂的随机游走过程，降低界面张力、提高毛管数可改善稠油油藏开发效果。向生产井井底注入表面活性物质，降粘剂在井下与原油相混合后产生乳化或分散作用，原油以小油珠的形式分散在水溶液中，形成比较稳定的水包油型乳状液体系。在流动过程中变原油之间内摩擦力为水之间的内摩擦力，因而流动阻力大大降低，达到了降粘开采的目的 [14]。比较常用的有GL、HRV-

2、PS、碱法造纸黑液、BM-

5、DJH-

1、HG系列降粘剂。鲁克沁油田通过加强化学吞吐油井化学降粘、化学吞吐、蒸汽吞吐、天然气吞吐等技术现场攻关试验、形成超深稠油开发技术路线。

4、电加热

采用电热采油工艺开采稠油、超稠油，在技术上是成熟的。对于远离油田基地的中小规模稠油油藏，由于其面临的主要开发瓶颈主要来自地面稠油的输送加热、降粘、脱水工艺等。因此笔者建议开展地下稠油变稀油技术攻关，将稠油开发转化为稀油开发问题。当然这存在比较突出的成本问题：电热采油工艺单井平均加热功率80kW/h，日耗电费约1000元。

5、注空气开发

R.G.Mooreetal 等研究了重油油藏冷采后采用注空气法（地下燃烧）的潜在应用状况[15]。由于冷采油田在冷采的经济界限内仍遗留大量的原油，而且蚯蚓洞型的通道处于衰竭油藏之中，因此它是注空气的理想候选油藏。蒸汽短时期进入衰竭油藏，会破坏“蚯蚓洞”，从而使受热通道产生较高的渗透率。受热的通道为可流动的原油到达

生产井提供流路后，随即实施油藏点火和注空气，蒸汽／燃烧法的综合应用可在薄油藏及持续注蒸汽无经济效益的油藏得到较高的经济效益。

6、SAGD SAGD是国际上开发超稠油的一项前沿技术。它是向地下连续注入蒸汽加热油层，将原油驱至周围生产井中，然后采出。利用SAGD技术开发超稠油的方式，已成为国际上超稠油开发的一项成熟技术。

在国外，SAGD技术通常针对成对水平井开发，而辽河油田采用的是直井注汽、水平井生产。这种开发方式的优点有三：①将原有的直井替代水平井进行注汽，相当于少打一口注汽水平井，经济且实用；②辽河油田超稠油油藏夹层复杂，油层连续性差，纵向连通不好。国外水平井通常为1000米深，而辽河油田的水平井只有几百米。采用直井注汽，辽河油田原有的井多的特点就成了优势，这口不行就改用另一口。③监测系统是辽河油田应用SAGD技术的又一创新，改变了国外用两口井进行监测的状况。SAGD先导试验开始以来，辽河油田科技工作者经过不懈努力，解决了高干度注汽技术、大排量举升技术、地面集输系统等诸多难题，且均达国际先进水平，满足了SAGD工艺需要。

7、掺稀油开采

掺稀油降粘是开采稠油的一种有效的方法，其优点是不伤害油层，不像掺活性水降粘开采，掺水后的油水混合液要到联合站去脱水，脱下的水还要解决出路问题，增加了原油生产成本。

8、微生物驱油

微生物驱油技术是通过细菌在油藏环境中繁殖、生长、代谢，利用细菌对原油的降解作用，产生的代谢产物使固液界面性质、渗流特性、原油物化性质发生变化，提高洗油效率。微生物作用可降低原油高碳链烃含量，降低原油粘度。美国密苏里大学在2002-2004年开展了浅层重油的微生物采油技术研究；2005年，微生物采油技术列入中国“973”科技项目。胜利油田已获得耐温80℃、耐盐150000mg/L的驱油菌种，对原油的降粘率最高达到95％。开展了4个区块的微生物驱油现场试验，累计增油6万余吨。F16菌组能降低原油粘度，对粘度3000mPa·s(50℃)的原油的降粘率在30％～85％，经F16菌组作用后，原油的非烃组分减少，同时代谢产物中的生物表面活性剂能有效地改善常规稠油的流动性。大港油田孔二北断块应用本源微生物采油，累计增油17866吨。

9、地热辅助采油技术

地热采油是利用地热资源，以深层高温开发流体（油、气、水及其混合物）将大量的热量带入浅油层，降低原油粘度，提高原油流动能力。为了减少热损失，最好不进行油、气、水分离，而且不经过地面，直接注入目的油层。胜利油田稠油热采和注水开发工艺技术非

常成熟，开发实践经验也很丰富，这为利用地热资源进行热水采油提供了便利。另外，与地热辅助采油技术相类似，笔者还初步研究了利用太阳能、风能和重力能辅助采油技术。

10、水热裂解开采稠油新技术

刘永建教授研究开发了水热裂解开采稠油新技术，在实验室内和采油现场取得了一些有意义的研究成果。水热裂解技术通过向油层加入适当的催化剂，使稠油在水热条件下实现部分催化裂解，不可逆地降低重质组分含量或改变其分子结构，降低了稠油的粘度。制备的稠油水热裂解催化剂有较好的催化效果，反应温度更接近于井下的实际温度。这是一个很好的攻关方向。

11、稠油热采地下复合催化降粘技术

中国石化报2007年10月9日报道了稠油热采地下复合催化降粘技术，该技术集表面活性剂降粘、水热裂解催化降粘和氧化催化降粘剂降粘等功能为一体，注入催化剂后原油就地裂解产生小分子的气体，增加了油层压力，延长了放喷时间，提高了产油量，为超稠油的开发提供了有力的技术支撑。

第三篇：煤矿开采技术

煤矿开采技术

主要课程：计算机文化基础、Visual Basic程序设计、工程制图、工程力学、电工技术基础、测量学、煤矿地质学、机械设计基础、井巷施工技术、矿山压力及其控制、流体力学与流体机械、采掘机械、采煤学、矿井通风与安全、矿井提升运输、矿山电工、计算机绘图、煤矿安全法规、矿山电工学、土力学与地基基础、露天开采概论、露天矿爆破工程、露天矿线路工程、边坡稳定、露天采掘机械、露天矿运输设备、露天采矿工艺、露天矿设计原理、矿山供电等。

就业方向：可在矿山企业、科研院所、政府机构等企、事业单位就业。主要从事矿区规划设计、矿山安全技术、生产技术、安全监察、科学研究等工作。

★ 矿井通风与安全

主要课程：计算机文化基础、Visual Basic程序设计、工程制图、电工与电子技术、采煤概论、工程流体力学、工程热力学与传热学、燃烧学、安全工程学、矿井通风与空气调节、瓦斯防治与开发技术、火灾防止理论与技术、粉层防止理论与技术、水防止理论与技术、安全监测监控技术及应用、煤矿安全法规、矿山电工学、管理学原理、环保概论、电气安全管理、通风与净化工程、危险货物运输管理等。

就业方向：可在煤矿、金属矿、非金属矿从事矿山通风安全和环境保护技术管理工作；也可在上述系统的科研、设计、教学、管理部门从事科学研究、矿山设计、教学、安全监察等工作；还能在工矿企业中从事采暖通风技术工作。

第四篇：国外水平井稠油热力开采技术的应用

国外水平井稠油热力开采技术的应用

1.水平井稠油热采技术应用规模

现代第一口稠油热采水平井是加拿大于l978年在阿尔伯塔省冷湖油田钻成的，该井斜深623．7m、垂深为475．8m。以后，加拿大又在阿尔伯塔省FortMcMurray地区Athabasca砂岩层完成更多的水平井用于高粘重质原油开采 结果表明，提高了采收率。同时，委内瑞拉及美国的一些油田也相继运用水平井稠油热采技术。截止1993年底，全世界约有6500 口水平井，但95 集中在美国和加拿大，美国有4500多口水平井，加拿大已钻1300多口水平井，大多数是1986年以后钻成的，其中45 集中在阿尔伯塔和萨斯喀彻温两省。

最新文献显示，到1995年底，美国完成稠油油藏水平井占总水平井井数的10，加拿大完成稠油水平井占总水平井井数的31。美国的稠油水平井平均产量是垂直井的3．7倍；加拿大稠油油藏水平井平均产量是垂直井的5．6倍。美国所有稠油水平井开采项目在经济上都是成功的，而加拿大有92的稠油水平井开采项目是成功的。由于采用了水平井稠油热采技术，美国的原油可采储量年平均增加约9，加拿大的原油可采储量年平均增加约l0%。

水平井稠油热采技术特点及应用方式

根据室内研究及现场先导试验，水平井制油热采可分为如下几种：

2.1 水平井蒸汽吞吐

该方法只使用一口水平井(既是注入井，又是生产井)。同垂直井比较，水平井注汽量大，采收率显著提高。由于水平井产量高于垂直井，因此可减少吞吐周期数。美国在中途日落油田稠油油藏(密度0.989kg／1)中成功地进行了水平井蒸汽吞吐。设计采用一口水平井及一个超短半径水平泄油井组(8个泄油孔的长度为4．3～31．4m)开采。至1992年1O月该井组已吞吐两个周期，产油3493m。结果表明，洼汽量和采油量比垂直井提高了2O ～ 5O。

2．2 水平井蒸汽驱

使用水平井和垂直井或水平井对(成对布置)等几种组合方式作为注入井和生产井。在现场应用中，水平井通常用作生产井而不用作注汽井。对有气顶或底水的油藏，可在靠近油藏顶部用垂直井注汽，在油层底部用水平井生产。加拿大Tangleflags北部油田即为水平井蒸汽驱的典型实例s疏松砂岩油藏，总厚度36．6m，原油密度0．979~0．986kg／l。1989年一季度第一口水平井产油95m。／d，1990年第二口水平井产油370m。／d。

2．3 加热通道蒸汽驱

该方法利用一个未射孔的水平通道(称为水平加热管，置于一口垂直注入井与一口垂直生产井之间的地层中)注高压蒸汽，使蒸汽进行环流。环流的蒸汽使水平加热管周围形成被加热的环形空间(即加热通道)，进而使附近地带内沥青粘度下降。而从注入井注入的蒸汽将沿着被加热的水平通道把具有流动性的沥青驱替至生产井。

2．4 重力辅助蒸汽驱(SAGD)从水平井上方一口或几口垂直井中注蒸汽。加热后，可流动的沥青在重力作用下流向位于其下方的水平井中。这称为重力辅助蒸汽驱油(SAGD)。采用SAGD 之前，各口垂直井应有若干周期的蒸汽吞吐。以减小与水平井之间的阻力，预热周围油层。若利用原先钻成的垂直井．只在其下方加钻水平井。将降低投资，还可以发挥这两种井各自的特点

2．5 改进的重力辅助蒸汽驱(ESAGD)为了开发加拿大阿尔伯塔和平河沥青砂岩制油油藏。壳牌加拿大有限公司应用了改进的重力轴助蒸汽驱油法(ESAGD)它采用上下两口水平井井对，上水平井用作注汽井，下水平井用作生产井。其操作分为三个阶段：① 预热阶段。②SAGD 阶段。③重力辅助与蒸汽驱相结合。数模研究表明，ESAGD比SAGD 的开采动态有明显改进，特别是日产量和最终采收帛。

2．6 水平井电加热开采 对蒸汽注入能力低的沥青砂岩油藏或采用常规注热法不能经济有效开采的油藏，可以考虑采用电加热法来开采。地层电阻率在1OOn ·m 内，可采用60Hz工业用交流电法加热；地层电阻率在i0000~ ·m 内，可采用无线电法加热，其频率范围在若干MHz 范围内。

2．7 坑道式水平井开采

该法是从地面向油层内打一口竖井并从竖井井底沿着油层钻一条几km 长的坑道如果油层为疏松砂岩，则需用铸铁或混凝土支架支撑坑道。在坑道的两边钻一批水平井眼，井眼要尽可能深地穿入油层，井距大些，以减少钻井费用。将蒸汽发生器下入竖井并沿坑道铺设蒸汽管线，注入的蒸汽加热油层并由生产井抽汲到地面。该法的优点：与油藏接触面积大；波及效率高．采收率在5O％ 以上；相对成本低，地面干扰小，可从湖底或沼泽采油。缺点是工程前期投资高达数千万美元。

2．8 多底水平井开采

该法是从地面钻一口大直径竖井，使其进入油层，然后在该竖井井底打一个直径更大的工作室，以便工作人员在井底工作。由此工作室底部向四周钻一批径向分布的水平井组。多底井中水平井筒有不同的分布方式，如径向放射状水平井眼，习惯上称之为“热盘”式水平井。该法的优点；扫油效率高,热效率高；直接成本虽比常规热采法高5o，但所钻井数少，人员和燃料费用较低；用常规热采法的一半时间，可采出1．5倍的油

2．9 顶部燃烧重力辅助水平井开采(COSH)COSH 法是由加拿大Aostra研制的 CoSH 系统由三类井组成：垂直注入井、远程集气井和水平生产井垂直注入井(钻在产层上部)用作注氧气、空气或加氧再循环气，采取向油层持续注气及在井筒中进行冷水循环的方式防止燃烧的负效应。在钻水平生产井之前，这些垂直注入井还可用来确定产层底部的精确位置及地质情况并能用热电偶监测气室下部的温度剖面。应避免使用水平注入井，除非找到使水平注入井免受燃烧破坏等负效应的方法。

远程集气井用来收集燃烧过程中产生的气体。它可以是垂直井，也可以是水平井，在靠近产层顶部完井。如果采用垂直井，最初在靠近产层顶部完井．一且燃烧或停止注氧气后，就在产层下部进行二次完井以用作生产井。远程集气井应尽量远离注入井，以便在整个燃烧过程中保持井筒冷却，使得采出气中含氧不会成为严重的问题。水平生产井钻在各排垂直注入井之下的产层底部附近，用于采出加热后的流体。对水平生产井巾的产气量应进行监测并控制在较低的速率下，以防燃 烧热量到达生产井。

2．10 水平井火烧油层

目前人们对水平井火烧油层的认识还限于室内研究。英国Bath大学对水平井火烧油层进行了模拟。选用狼湖地区的原油。在一个三维矩形燃烧室(O．4m×0．4m×0．4m)中进行～ 系列火烧试验。采用三种不同l的井组合：垂直注入井一水平生产井(VIHP)，水平注入井一水平生产井(相互垂直)(HI上HP)，平行的水平注入井一水平生产井(HIHP)3 结论

目前国外在水平井稠油热采方面进行了多方面的研究，有些水平井稠油热采方式用于现场取得了良好的效果。尽管有些热采方式仍处于室内研究阶段，但模拟结果显示出了良好的应用前景。随着研究的不断深入，将会有更多的水平井热采方式投入现场应用。

第五篇：水轮机技术现状与发展方向心得体会

水轮机技术现状与发展方向心得体会

金涛 能源学院 1120200113

为期五周的小学期，让我对水轮机这一课题有了深刻的认识。

在老师的课堂上，我了解到，水轮机是一种将水能转换为机械能的动力机械。在大多数情况下，将这种机械能通过发电机转换为电能，因此水轮机是为水能利用和发电服务的。水是人类在生活和生产中能依赖的最重要的自然资源之一，我们的祖先很早以前就和洪水开展了斗争并学会了利用水能。公园前二千多年的大禹治水，至今还为人们所称颂。公元37年中国人发明了用水轮带动的鼓风设备-水排，公元260-270年中国人创造了水碾，公元220-300年间发明了用水轮带动的水磨，这些水力机械结构简单，制造容易。缺点是笨重、出力小、效率低。真正大规模地对水力资源合理开发和利用，是在近代工业发展和有关发电、航运等技术发展以后。水利资源的综合开发和利用，是指通过修建水利枢纽工程来进行对河流水力资源在防洪、灌溉、航运、发电以及水产等发明的综合利用。我国的水电发展设备事业也是在新中国成立以后才有了蓬勃发展，1975年我国还只能自行设计制造7.5万千瓦的新安江水电站，我国已能自行设计制造单机容量70万千瓦的混流式水轮机发电机组及单机容量17万千瓦的轴流转桨式水轮发电机组。我国的水力设备的设计、制造水平已达到世界先进水平。我国设计、制造的水力发电设备远销到美国、加拿大、菲律宾、土耳其、南斯拉夫、越南等国，受到了这些国家的欢迎。

水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械，它属于流体机械中的透平机械。早在公元前100年前后，中国就出现了水轮机的雏形—水轮，用于提灌和驱动粮食加工器械。现代水轮机则大多数安装在水电站内，用来驱动发电机发电。在水电站中，上游水库中的水经引水管引向水轮机，推动水轮机转轮旋转，带动发电机发电。作完功的水则通过尾水管道排向下游。水头越高、流量越大，水轮机的输出功率也就越大。

通俗点说，水轮机的工作原理很简单。就像我们小时候玩的风车一样。因为水（液体）和气体统称为流体。其实他们的工作原理很简单的。只是在水轮机的另一端，有一个励磁装置，也就是发电机。这样就可以发电了（当然还有导线，变压器，转速控制器之类的）

水轮机及辅机是重要的水电设备是水力发电行业必不可少的组成部分，是充分利用清洁可再生能源实现节能减排、减少环境污染的重要设备，其技术发展与我国水电行业的发展规模相适应。在我国电力需求的强力拉动下，我国水轮机及辅机制造行业进入快速发展期，其经济规模及技术水平都有显著提高，我国水轮机制造技术已达世界先进水平。

水轮机按工作原理可分为冲击式水轮机和反击式水轮机两大类。冲击式水轮机的转轮 受到水流的冲击而旋转，工作过程中水流的压力不变，主要是动能的转换；反击式水轮机的转轮在水中受到水流的反作用力而旋转，工作过程中水流的压力能和动能均有改变，但主要是压力能的转换。

冲击式水轮机是借助于特殊导水机构引出具有动能的自由射流，冲向转轮水斗，使转轮旋转做功，从而完成讲水能转换成机械能的一种水力原动机。在冲击式水轮机中，以工作射流与转轮相对位置和做工次数的不同，可分为切击式水轮机、斜击式水轮机和双击式水轮机。

切击式水轮机工作射流中心线与转轮节圆相切，故名切击式水轮机。其转轮叶片均由一系列呈双碗状水斗组成，故又称水斗式水轮机。切击式水轮机是目前冲击式水轮机中应用最广泛的一种机型。其应用水头一般为300-2000m，目前最高应用水头已达到1771.3m（澳大利亚的列塞克-克罗依采克水力蓄能电站，水轮机出力P=22.8MW）。斜击式水轮机主要工作部件和切击式水轮机基本相同，只是工作射流与转轮进口平面呈某一角度α，射流斜着射向转轮。斜击式水轮机适用于水头在35-350m、轴功率为10-500kW、比转速为18-45的中小型水电站。双击式水轮机水流先从转轮外周进入部分叶片流道，消耗了大约70%-80%的动能，然后离开叶道，穿过转轮中心部分的空间，又一次进入转轮另一部分叶道消耗余下大约20%-30%的动能。这种水轮机效率低，一般适用于H<60m，N<150kW的小型水电站。

反击式水轮机的工作原理是，在一个圆锥形筒的下端焊接两个或更多个出水曲管，圆锥形筒可绕中心竖直轴自由转动、往筒里灌水，水从下端曲管中流出时产生沿水流方向的加速度，根据牛顿第三定律，水以相反方向的力作用于曲管上。这样，圆筒在水流的反作用力作用下，绕竖直轴转动，直到筒中的水流尽为止。这个现象也可以根据动量守恒定律来解释。配图中是水轮机模型转动时的闪光照片。反击式水轮机可分为混流式、轴流式、斜流式和贯流式。轴流式、贯流式和斜流式水轮机按其结构还可分为定桨式和转桨式。定桨式的转轮叶片是固定的；转桨式的转轮叶片可以在运行中绕叶片轴转动，以适应水头和负荷的变化。各种类型的反击式水轮机都设有进水装置，大、中型立轴反击式水轮机的进水装置一般由蜗壳、固定导叶和活动导叶组成。蜗壳的作用是把水流均匀分布到转轮周围。当水头在40米以下时，水轮机的蜗壳常用钢筋混凝土在现场浇注而成；水头高于40米时，则常采用拼焊或整铸的金属蜗壳。

在反击式水轮机中，水流充满整个转轮流道，全部叶片同时受到水流的作用，所以在同样的水头下，转轮直径小于冲击式水轮机。它们的最高效率也高于冲击式水轮机，但当负荷变化时，水轮机的效率受到不同程度的影响。反击式水轮机都设有尾水管，其作用是：回收转轮出口处水流的动能；把水流排向下游；当转轮的安装位置高于下游水位时，将此位能转化为压力能予以回收。对于低水头大流量的水轮机，转轮的出口动能相对较大，尾水管的回收性能对水轮机的效率有显著影响。