地质录井现场地层自动对比技术探索

第一篇：地质录井现场地层自动对比技术探索

地质录井现场地层自动对比技术探索

随着钻井工艺的改进和提升，定向井、空气钻、PDC、BDC钻头的广泛使用，对岩屑的要求越来越苛刻，对分析时间的要求越来越苛刻，仅依靠录井的地面信息，已经不能满足随钻需要。完井地层对比、构造还原等地质评价技术逐步向现场转移，向获取资料的第一时间转移，也是录井技术的发展趋势。

然而，录井现场可以得到的、直接反映岩性的连续原始检测参数只有钻时和dcs，经过进一步校正、解释、评价后得到的岩性参数较为稳定，但不同曲线的对比度并不一致，这与曲线本身特征有关，同时直接参数由于受钻井工艺技术影响，统计起伏误差较大，因而造成对比度不是很高，如果作一些滤波处理，可能会有所改善。

一、录井地层对比曲线的选取

★ dcs均值曲线

★ 砂岩沉积厚度曲线

★ 5米岩性对比曲线

★ 页岩沉积厚度曲线

★ 甲烷/全烃曲线

五种对比曲线适合于不同的环境中，大段对比应用20米砂岩沉积厚度曲线、5米岩性对比曲线及页岩沉积厚度曲线，小层对比可以选择滤波后的dcs均值曲线、5米岩性对比曲线、页岩沉积厚度曲线及气测C1/∑C曲线等实现。

二、录井标志层、标准层的确定

常规具有全区对比意义的标志层一直应用测井电性标志层，虽然也有岩性标志，但应用范围有限。如何寻找随钻计算机能够识别或现场地质师直接能够进行对比的特征标志层成为本研究内容的基础和重点。

如果能够找到地区或区块标志层，无疑会降低对比难度，提高对比精确度。但实际情况是，不是所有层段都存在标志层，像海相、湖相地层易确定标志层，而河流相、沼泽相等就不易确定，只能通过曲线整体形态和变化特征来实现层间对比。

三、对比方法和对比原则

常规的后期地层对比方法是借助于标志层、岩性旋回、岩性组合、构造关系、化验分析资料等完成，归根到底，实际上都是岩性对比。而地质录井可在第一时间、第一现场采集到岩性资料，虽然在化验分析、构造关系、岩性横向追踪上受限，不够精确，但可以利用井间长井段地层可钻性、岩性组合关系的对比达到确认某一套岩性组合与邻井的对应关系。现场地层对比主要可借助的资料包括岩性可钻性参数（钻时ROP、可钻性校正参数dcs）、岩性解释剖面的砂、泥岩组合关系曲线、砂岩厚度沉积曲线等。根据曲线的形态和砂泥岩、特殊岩性的组合关系，通过标志层的识别和逐层追踪来完成。

对比原则总体上，先用标准层卡出大的层段，然后再在大的层段内进行次一级对比。在地层对比过程中要遵从相似性、旋回性及协调性的原则。自动对比须在分层解释的基础上，通过对比层的显示值、显示厚度、最大幅度值相对于上、下界面的位置等特征值来寻求合理的对应关系。

四、对比技术及实现方法探索

1.曲线的滤波处理技术

数字滤波技术是指在软件中对采集到的数据进行消除干扰的处理。一般来说，除了在硬件中对信号采取抗干扰措施之外，还要在软件中进行数字滤波的处理，以进一步消除附加在数据中的各式各样的干扰，使采集到的数据能够真实的反映现场的工艺实际情况。

公式为YK =(X1+X2+X3+…+XN)/N，在一个周期内的不同时间点取样，然后求其平均值，这种方法可以有效的消除周期性的干扰。同样，这种方法还可以推广成为连续几个周期进行平均。

2.模式识别和动态对比方法探索

进行地层对比最基本的依据是曲线的形态和异常峰值的方向和幅度等特征与层段、层组或层位间的对应关系。通常的对比方法是按照曲线在同一岩层或同一层段上的最大相似性原则进行的。当地层岩性复杂，出现地层尖灭、断层等复杂地质现象时，这种方法对比准确性较差。利用模式识别与动态规划法中有序元素最佳匹配相结合的方法进行地层对比，可以较好地解决上述问题。

①对比原理

根据有序元素最佳匹配法进行地层对比，首先按每层解释结果提取特征值或特征向量，依照层序构成对比序列，然后按照动态规划法中的不变嵌入原理和最优性原理进行逐层对比。

设A，B为2井中待对比的层序列，其长度分别为m和n，即

A= {A1，A2，…，Ai，…，A m}

B= { B1，B2，…，Bj，…，B n }

式中Ai，Bj 为地层对比元素，是反映该地层性质和录井曲线特征的特征向量。

1．2 距离因数的确定

进行地层对比就是在待对比的层序列中的元素不能进行交叉对比的地层层序约束下，将序列A中的元素Ai(i= 1，2，…，m)与序列B中的元素Bj(j=1，2，…，n)按其相似程度予以匹配。相匹配的元素(A，B)间的相似程度，采用距离因数用g(A)或g(B)来描述。由于地层可能出现缺失，使某些地层可能仅在所对比的一口井中存在，与之相对应的元素A(或B，)就仅在序列A(或B)中出现，即这个元素在另一序列中不存在与之相匹配的元素，因此，对比过程中应让该元素与另一序列中缺失地层处的一个间隙相匹配，距离因数反映元素与间隙匹配的等效距离。因此，序列A，B完成相似匹配后，总距离D(A，B)为：

D(A，Bl)=Σd(Ak，Bj)+ Σg(Ak)+ Σg(Bl)

式中k、l为序列A，B中地层缺失层序数。

所谓有序元素的最佳匹配，是指A，B序列中的元素在层序约束条件下，按相似性大小匹配后，D(A，B)达最小，D(A，B)为对比目标函数。

由于A、B 为多维空间(不妨设为N维空间)向量，可选用矢量空间的某种距离，来定义它们之间的相似程度。确定元素与间隙匹配的距离因数比较困难，由于每一A 或B均有可能与间隙相匹配，所以可按g(Ai)=g(Bj)=0.5е来定义它们与间隙匹配的距离因数。

简而言之，即在地层层序约束下，将A井中的元素Ai与B井中的元素Bj按相似程序予以匹配，地层层序约束就是保持A、B序列的有序性，即当Ai与Bj相匹配后，所有Ai之前的元素不能再与Bj之后的元素匹配，所有Bj之前的元素也不能再与Ai之后的元素匹配。

②对比指标的选取

应用连续曲线的地层自动对比主要根据曲线的形态和沉积相带的组合特征，通过对标志层的识别和逐层追踪来完成。对比结果的可靠性在很大程度上取决于对比曲线和对比特征指标选取的是否恰当。

根据实际经验和对比分析，我们试探性地选取20米砂岩沉积厚度曲线、5米岩性曲线和滤波后的dcs曲线作为地层对比曲线。在分层解释的基础上，选择对比层的检测值、层厚、最大幅度值相对于上、下层界面的位置，上、下层界面处曲线的陡度及反映曲线变化的方向指标，把它们作为对比指标，构成反映地层性质和特征的特征向量，即采用下列参数描述曲线的特征：

① 地层曲线的极大值(波峰)或地层曲线的极小值(波谷)；

② 地层最大(小)值相对于上、下层界面的位置；

③ 层厚；

④ 砂岩厚度累计曲线的相对重心；

⑤ 曲线的幅度，最大值与最小值之差；

⑥ 地层上界面曲线陡度；

⑦ 地层下界面曲线陡度 ；

⑧ 曲线变化的方向指标；

同一沉积层在一定的区域内，由于矿物组合相同，表现在邻井钻井剖面上，砂泥岩分布相同，沉积厚度相近，反映砂泥岩可钻性的曲线形态应该相近似，同样，不同的沉积层由于沉积环境的差异，砂泥岩的相对含量、上下分布、沉积厚度会出现明显差异，对比曲线在上述指标上会有个性反映。

传统的地质分析对比模式主要依赖于个人的技术、经验和对区域、邻井信息的熟悉程度，其结论、结果的正确性、差异性、变化性较大，因而对现场施工作业措施影响很大，亟待改善与提高。

虽然目前尚没有成熟、完善的技术能够达到真正的自动对比，但可以预见：现代许多高科技向录井领域的推进，表明寻求、开发岩性自动解释、井间对比的技术具有理论及技术手段支撑。现场地质自动分析、对比技术开发，将开创油气勘探、开发现场地质多井自动分析、对比、预测、应用新技术模式，具有广阔的技术、市场前景。(end)

第二篇：地质录井技术上岗考试

延长油田股份有限公司吴起采油厂

地质录井技术人员上岗资格考试试题（卷）

单位：

姓名：

总分：

一、选择题（10×2分=20分）

1、根据《录井技术要求》的规定，架空槽安装坡度不得大于3°，或每米坡降应小于（D）

A、2cm B、3cm C、4cm D、5cm

2、钻时录井目的层每（B）米记录一个钻时点

A、0.5 B、0.5-1 C、1 D、1-2

3、每次单根钻完所记录的深度与实际计算井深误差必须控制在（B）米以内

A、±0.05 B、±0.1 C、±0.2 D、±0.5

4、开钻前必须丈量钻具长度，钻具丈量单根允许误差为（D）A、±2mm B、±3mm C、±4mm D、±5mm

5、录井现场必须绘制地质录井剖面草图，要求剖面符合率达（B）以上 A、70% B、80% C、85% D、90%

6、岩心、岩屑系列对比分为（C）个级别

A、5 B、8 C、10 D、12

7、吴起地区大地构造位置属（C）

A、鄂尔多斯盆地伊盟隆起 B、鄂尔多斯盆地吴起斜坡

C、鄂尔多斯盆地伊陕斜坡 D、鄂尔多斯盆地姬塬隆起

8、在含油岩心的含水程度试验中，滴水后10分钟扩散，岩心表面余一部

分水呈透镜状。据此判断该岩心含水定位（C）级

A、Ⅰ B、Ⅱ C、Ⅲ D、Ⅳ

9、（多项选择）下列选项中，那些情况下不得开钻或钻进（ABD）A、录井技术员没有接到地质设计或设计未经甲方批准时

B、录井仪器、工具不全或工作不正常时

C、钻井泵工作不正常，排量小，钻井液上返速度大于0.7m/s时 D、需要循环观察油、气、水显示时

10、下列选项中，那几项是岩心录井所必须的设备或工具（ABCD）A、石蜡 B、岩心盒 C、标签 D、棉纱

二、填空题（15×2分=30分）

11、岩屑录井需要准备的工具和设备包括照明设备、晒样台、岩屑盒（百格箱）、放大镜等。

12、为了便于后续作业开展和资料的统一，要求将钻井深度、地质录井深度、测井深度均统一至地面算起。

13、钻进过程中井深计算以钻机计算井深为准，检验电测深度和钻井深度的误差以表层套管下深为准，以钻时分层深度和电测深度为考核标准，两者深度误差应控制在 ±0.5 m以内。

14、岩屑录井要求目的层段以上控制性取样（主要地层分界线处），即 2～5m取 1个样，目的层段（包括标志层段）地层 0.5-1 m取1个样，每次取样的数量干后不得少于 500 g，要求系统挑样的井段取双样。设计有特殊要求的按设计执行。

15、岩心的含油级别的确定主要根据岩心含油产状、含油饱和程度、渗油面积、含油面积和发光面积等，共分为 6 个级别。

三、判断题（10×2分=20分）

16、钻井泵工作不正常，排量小，钻井液上返速度小于0.7m/s，钻井液性能不符合要求时不得钻进。（√）

17、开钻前录井技术人员必须独自检查方钻杆的刻度及与录井相关设备的使用情况，并及时将检查结果通报甲方，经甲方核对批准后方可开钻、录井。（×）

18、生产井直井要求取心，若见油气显示必须取心，并且要求岩心收获率不得低于85%。（√）

19、含油岩心的含水程度试验，根据水珠在岩心的渗入速度和水珠形状共分6个级别。（×）

20、岩屑含油级别包括：荧光、油迹、油斑、油浸、含油和饱含油。（×）

21、根据《录井管理办法》规定，录井技术人员可以在开钻后，二开前到达作业现场。（×）

22、某生产井录井各项资料吻合性好，剖面符合率达到95%以上，非主要目的层误差为5个取资料点距，主要目的层误差为2个取资料点距。则该井有可能达到地质录井综合评定Ⅰ类。（×）

23、出井、入井钻具均需丈量并记录，井内钻具的种类、规格、尺寸、长度应作到工程、地质记录一致。（√）

24、清洗后的岩屑经晾晒干后装入岩屑盒（百格箱），要求岩屑盒每方格装入量达1/2即可。（×）

25、岩心出筒时要普遍进行荧光检查和干照复查。要求仔细观察发光面积，分布产状、颜色、亮度、均匀程度等并作详细记录，对不同程度的发光岩心要分别劈开纵面照射。（√）

四、简答题（共30分）

26、简述岩屑录井从捞砂到装样的操作过程。（10分）

27、简述岩心各含油级别的特点。（10分）

饱含油：岩心含油饱和、荧光干湿照全部发光、岩心原油外渗面积>95%。含油：含油面积或荧光发光面积70—95%，岩心的颜色为原油所改变，滴水成珠状，不渗入，油味浓。

油浸：含油面积或荧光发光面积为40—70%，岩心中有少部分见岩石本色，含油基本连通，滴水呈珠状或半珠状，油味较浓。

油斑：含油面积或荧光面积10—40%，含油部分呈斑点状、斑块状、条带状、或含油岩沿层斑、节理面分布、大部分见岩石本色。

油迹：含油面积或荧光面积<10%，仅少部分岩心为原油的浸染，呈斑点状或条带状。或有油的痕迹，滴水缓慢流入。

荧光：肉眼难见含油显示，滴照荧光显示明显，略见油味，岩石本色清晰可见。

28、谈谈你对吴起地区某一套或一段地层的基本认识。（10分）

第三篇：复杂地层岩心钻探施工技术总结

复杂地层岩心钻探施工技术总结

岩心钻探是在进行固体矿产地质勘探时经常采用的勘探手段之一。在我国，岩心钻探仍然是目前和今后相当长一段时间内地质工作者在进行地质工程勘探时，获取直观地质资料的最主要方式。本文对复杂地层特性和岩心钻探施工方法进行叙述,并就如何进行复杂地层的岩心机械钻探施工技术进行研究，进而提高钻探质量，降低勘探成本，以达到提高找矿效率的目的。

一、复杂地层分类

根据钻探施工特点及地质情况, 把复杂地层分为以下几类:(一)松散破碎地层: 主要包括松散破碎和硬、脆、碎破碎地层。较为典型的有胶结性很差的砂石和石灰岩组成的二叠纪地层, 这种地层含有大量的砂岩, 部分地区存在泥岩、砂岩和砾岩以及部分卵石。受钻具振动碰撞和泥浆冲蚀作用, 钻探钻孔易发生坍塌、漏失、超径等事故。

(二)水敏性地层: 主要包括水化松散、水化剥落、水化膨胀和水化溶蚀煤系地层。

（三)漏、涌水地层: 这类地层钻探施工护孔堵漏难度极大, 漏失分大、中、小漏;涌水地层一般涌水量为10 m3/h～50 m3/h。煤系地层硅质胶结, 灰岩多破碎, 且研磨性大, 构造裂隙较发育, 稳定性较差, 透水性强, 地下水丰富, 承压水力大, 钻孔缩径或涌水时有发生。

二、钻探方法和设备的选择

（一）钻进方法的选择《岩心钻探规程》中按岩石硬度的大小分为四类十二级: 软-可钻性4～6级、硬-可钻性10～12级;按研磨性的强弱分为三类: 弱研磨性、中研磨性、强研磨性;按完整程度分为三类: 完整、较完整、破碎。在具体施工中根据岩石可钻性、研磨性、完整程度等选择磨料和钻进方法。1～6级和部分7级岩石可选用硬质合金、金刚石、复合片钻进;4 ～12 级岩石可选用金刚石回转钻进, 7～12级岩石也可选用钢粒钻进;6～8级岩石可选用硬质合金冲击回转钻进;6～12级可选用金刚石冲击回转钻进。严格执行《岩心钻探规程》的规定是在复杂地层区提高钻探质量的保证。

（二）钻孔结构的选择

钻孔结构设计和选择直接影响到钻探效率的提高和施工成本的降低, 尤其是在复杂地层区的岩心机械钻探施工。因此, 应充分考虑地质条件、钻孔深度、终孔直径、钻进方法、护孔措施和设备情况, 并合理选择开孔直径、换径次数与深度、套管程序等。根据经验对复杂地层深孔岩心机械钻探施工一般采用Φ130 /Φ110 /Φ91 /Φ75/Φ60多径成孔, 把Φ60mm口径作为技术口径备用, 下部Φ75mm口径采用金刚石绳索取心钻进, 采用优质泥浆护孔。

（三）钻探设备的选择 应根据钻孔设计深度、钻孔设计倾角、岩层条件、钻进方法以及钻孔设计结构等, 合理地选择钻探设备。应尽量选择电动机动力机。钻探设备包括钻机型号、钻塔类型、联动型号、泥浆泵型号、拧管机型号等要配套, 严格执行《岩心钻探规程》中规定的钻探常用设备配套标准。

三、钻孔弯曲影响因素

钻孔弯曲(特别是深钻)会造成未能按设计穿过矿体或地质层位, 可能歪曲矿体产状、打丢矿体、遗漏断层或改变勘探密度等, 从而影响对矿体的评价、构造的判断和储量计算的精确程度。通常在复杂地层区岩心机械钻探施工中钻孔弯曲的主要因素是地层因素和钻探工艺因素。

四、钻探技术和冲洗液技术

（一）松散破碎地层: 由于在此地层主要采用大径钻具钻进, 增加冲洗液冲孔时的过流断面, 减少液流阻力以及冲洗液的压力激动而引起孔壁破坏;同时, 采用优质低固相冲洗液保护孔壁。在特殊孔段下入套管与技术套管的方法, 一般能保证此类地层的稳定。冲洗液各项指标以控制在下列范围为宜: 黏度18 s～25 s, 比重1.05～1.15, 失水量每30 min 小于15 mL, 泥皮厚度小于1 mm, 含砂量小于4%,pH值8～9。

(二)水敏性地层: 此类地层主要是采用钻进冲洗液护孔, 冲洗液的滤液性能和泥皮质量(或孔壁网状膜结构强度)是影响孔壁稳定的关键因素。因此, 控制钻井液失水量, 增强泥皮强度或冲洗液在孔壁所形成的高分子网状结构“胶膜”强度, 减少冲洗液中自由水的含量, 降低滤液对岩石的渗透水化和提高滤液对岩石的胶结力是至关重要的。冲洗液通常加入PHP, HPAN, CMC 等聚合物和KHM与植物胶的低固相冲洗液。冲洗液性能为: 失水量小于10 mL, 泥皮厚小于1 mm。

（三）漏、涌水地层: 这类地层在钻探施工中难度是最大的。根据岩石结构与长期施工经验, 这类地层的漏失大多由于裂隙漏失和含水量水层层位漏失与松散破碎孔隙产生的长孔段漏失。目前, 就各钻探施工中堵漏、防涌特点来看, 主要有以下几类方法:胶结堵塞法: 适用于中漏以下和较小的涌水地层。常采用浓泥浆加化学浆液加惰性材料与交联物的堵漏方法, 涌水则加入加重剂, 进行压漏作业。主要配方是浓泥浆中加入质量分数为50×10-6 的PHP, 再加入惰性材料搅拌均匀, 随着钻进可逐渐堵塞漏失通道。水泥堵漏法: 适用于中漏以上的漏失和中等的涌水地层。压力平衡法: 此方法是利用冲洗液的液柱压力平衡地层压力, 以达到孔壁稳定, 保证冲洗液能正常循环的一种方法。它适用于中漏以下及小量涌水的任何孔隙、裂隙地层, 特别是对长孔段漏失和断层裂隙漏失有效。比如在漏失地层使用泡沫泥浆, 在涌水地层使用加重泥浆等。顶漏钻进法: 这种方法多用于不便堵漏或代价太大的长孔段漏失地层。采用这种方法的条件是在孔壁失去平衡的情况下, 裸眼稳定期须能满足施工的要求;同时, 水源较近, 用水比较方便。套管隔离法: 该法是在其他办法难以达到护孔和堵漏目的时(特别是处理较大涌水)所采取的最可靠的办法, 对任何孔深和漏失程度以及涌水都有效, 但由于使用管材和需要停钻进行专门作业, 故多用于浅孔。较深孔段有时先采用S91 绳钻钻进至一定深度, 将钻具留在孔内作为套管, 再改用S75 绳钻钻进。

随着科学技术的不断发展和新技术、新材料、新工艺的广泛应用，勘探机械设备的种类也更加齐全，结构更加复杂，对工程机械操作人员的要求也有新的要求。操作人员不仅要懂得工程机械的结构组成、原理、性能、掌握操作技巧，而且还要有工程机械的故障快速诊断和维修能力。因而，完善地质钻探现场设备工具、材料、仪表、仪器和工艺技术配套工作,加大对勘探技术人员的培训力度，是提高钻探经济技术效果和技术水平的重中之重。

岩心钻探工程中的绳索取心工艺

近年来，绳索取心技术不断改进，其相对于常规钻进工艺的优越性愈加凸显出来，得以在行业中广泛应用。主要对钻探设备、钻具选择 及应用中发现的问题进行探讨。岩心钻探的钻孔由以前的 400～600m ,到最近几年的 1500～2000m , 甚至在未来的施工中还要设计更深的钻孔。1000m 左右的孔深, 对于石 油、天然气、地热等勘查和开采算不上是深孔,但是对于固体勘查的小口 4 实际钻进情况及钻探规程参数掌握 钻压:根据经验公式,P=p A 计算 ·（其中 p 按金刚石孕镶钻头单位压 力推荐表中,中硬-坚硬间选择:70～100kg/cm2;胎体外径 Φ76.5mm、内径 Φ49mm,水口数量为 10 的绳索取心钻头底面积 A 大约为 20cm2 ,钻压）径岩心钻探来说,已经算得上是深孔了。深孔的钻探施工,对于钻探设备、应该在 1400～2000kg。由某矿段上部覆盖坚硬致密的混合岩,个别段位甚 管材、钻探工艺、冲洗液，钻探规程和参数、人员操作方式等等都有不同 至出现钻头 “打滑” 现象,因此,实际钻进的钻压非常高,大约在 3000kg 左 于浅孔施工的要求。右,甚至还要高些,远远大于经验推荐值;这里存在着一种矛盾,即选择胎

钻探设备 我国正规的小口径金刚石岩心钻探设备的专业生产厂家不多,钻机 仅有张家口探矿机械厂、石家庄煤矿机械厂，连云港黄海机械厂和无锡 探矿机械厂等生产;泥浆泵仅有衡阳探矿机械厂和吉林地质勘探公司修 造厂等生产。目前,野外钻探施工应用最广泛的岩心钻机是连云港黄海机械厂生 产的 XY-4 型、其次是张家口探矿机械厂生产的 XY-5 型和 XU-1000 型。XY-4 型钻机的技术规格参数所示钻探能力为:用 Φ42 mm 钻杆可 我队以往应用的实际情况是 钻进 1000 m;用 Φ50mm 钻杆可钻进 700m。使用 Φ50mm 钻杆、采取普通单管工艺、Φ91mm 孔径,最深钻进孔深为 720m。其实,还可以继续钻进,但由于单管工艺提取岩心时每个回次都需 要升上孔内全部钻具, 不使用水刹车系统, 钻机的升降系统消耗磨损严 重,对钻机损坏相当大;使用水刹车系统,速度非常慢,效率极低,700 多 m 钻具升降一次需要

4、个 h，5 纯钻利用率极低。2004 年,由于钻探深孔需要, 为了提高钻机能力, 厂家改进了 XY-4 型钻机, 将标准配置为 30 kW 电动机改装为 45 kW 电动机。钻机的技术规格标明该型号钻机可 以安装 2000r/min、功率为 60 马力的 4100 型柴油机,60 马力相当于 44kW ,因此,选用 45 kW 的电动机不算超标。使用如此改造的钻机,采 用 Φ71mm 绳索钻杆、绳索取心工艺、Φ77mm 孔径,最深孔钻进 1000m。XY-5 型钻机的技术规格参数所示钻探能力为:用 Φ50 mm 钻杆,孔 径 Φ56mm 钻进深度为 1500 m;我队 2005 年首次使用 XY-5 型钻机,采 用 Φ71mm 绳索钻杆、绳索取心工艺、Φ77mm 孔径,最深孔钻进 836 m , 根据实际使用情况采用该设备和工艺可以钻进 1100～1200 m 的钻孔。3 钻具级配选择 前几年,由于整个岩心钻探行业的工作量偏低,我国生产配套绳索取心工艺钻探工具及管材的厂家很少,尤其是国家标准化与国际标准的接 轨等工作,笔者认为还不完善。经过到生产厂家的调研、考察,结合我单位 钻探工人的工作习惯, 我单位绳索取心工艺采用如下级配: Φ71mm 绳索取心钻杆（江西新余生产,材质 45MnMoB ,符合国家标准,按冶金 YS75 标准加工外螺纹。）Φ74mm 重索钻杆接手（按冶金 YS75 标准加工接手内螺纹,按金刚 石有限公司标准加工卡槽, 可以使用 NY-3 型拧管机和卡槽式提引器。）JS75 弹卡总成和 JS75 打捞器,为新地质标

准:DZ2.1,2.2-87;这里注意的 细节是冶金标准的接手和新地标的弹卡总成上部的短管（弹卡挡头 的）内外螺纹连接。JS75 弹卡总成由唐山金石超硬材料有限公司生产,该总 成尤其是上扩孔器的设置,笔者个人认为要比 YS 系列更趋合理,长度不 包括岩心管仅为 850mm ,使用更加方便;打捞器的长度为 1300mm。重索 Φ77mm 扩孔器和重索 Φ76.5mm 金刚石钻头,长度、螺纹和内 径均按新地标 JS 标准加工,为适应 Φ74mm 接手,扩孔器和钻头外径比 标准加厚 1.5mm。这样, 组成的钻具级配基本是钻杆和钻杆接手按冶金 YS 标准加工螺纹,弹卡挡头以下按新地标 JS 标准配备弹卡总成、打捞 器、内外管、卡簧、卡簧座、扩孔器和钻头等。“打滑” ,钻进效率极低, 体硬度大的钻头,胎体磨损慢,金刚石出露差,甚至 选择胎体软的钻头,效率明显提高,可钻头寿命又大降。较软的可钻性在 6 级左右的岩层,钻压在 2000kg 以下,进尺的速度也很快,时效可达 3m/h ,钻头的使用寿命最高可达 150m。转速:根据金刚石孕镶钻头适用转数推荐表,可知 Φ75mm 的孕镶钻 头转数在 400～850r/min 之间, 配置 1470e/min、45kW 电动机的 XY-4 型 钻机转数在 101～119r/min 之间,完全适合此钻头钻进的转数要求。实际 应用情况是采用慢 4 档即 388r/min 的时候最多, 此时 Φ76.5mm 钻头外 圆的圆周线速度是 1.55m/s,也可采用快 2 档 574r/min ,此时线速度可达 2.30m/s ,同时,由于钻杆与孔壁的环状间隙非常小,仅为 3mm ,钻杆接手 部位的间隙仅为 1.5mm ,所以必须使用润滑剂,尤其是孔深超过 300m 以 后,润滑剂更是重要,如不使用,慢 4 档也很难开动,效率十分低下;另外,过 高的转数在实际钻进中也不适合,由于岩粉沉淀不彻底,在冲洗液中循环 中被重复泵入孔内,流经钻杆时由于高速回转的离心力和钻杆壁的高温 致使岩粉结垢附着在钻杆内壁,形成 1～2mm 甚至更厚的垢质,俗称 “挂 蜡” ,这么厚的垢质足以妨碍弹卡总成和打捞矛的顺利通过,给钻探施工 造成严重不便。泵量: 根据金刚石钻进常用冲洗液量推荐表, 可知 Φ75mm 左右的孔径泵量在 40～60L/min 即可, 可见吉林产的 BWJ-125 型泵就足够用了,我队大多采用衡阳产的 BW-250 型泵,而且泵量使用偏 高，一般在 100L/min 或 120L/min 两个档位上,现场施工为了避免烧钻的 保守想法当然是尽量采取较大的泵量。大泵量对于孔底实际钻压的掌握 有较大的影响。5 工艺比较绳索取心工艺与普通单管、单动双管钻探工艺比较见表 1。表 1 绳索取心工艺与普通单管、单动双管钻探工艺比较比较项目 劳动强度 纯钻时间 综合效率 纯钻效率 普通单管 大 短 一般 高 单动双管 大 短 一般 一般 很高,完全达标 一般,可以达标 一般适应适中,比单管略高绳索取心 小 略长略高（深孔尤其明显）较低 很高,完全达标 略好,可以达标 略好于双管 很高,一般是单管 的 4 倍,甚至更高 完整层岩心采取率 高,可以达标 破碎层岩心采取率 低,很难达标 对于复杂地层适应 不太适应 相同岩层钻头寿命 6 结论及应用中存在的问题 6.1 使用加装 45kW 的 XY-型钻机、Φ71mm 绳索钻杆,采取绳索取心工 艺、Φ77mm 孔径可以钻进 900m 孔深的钻孔，并满足地质设计要求。6.2 绳索取心工艺的发展仍需继续研究和解决两对基本矛盾。即比较 薄的钻杆壁和足够强度之间的矛盾:由于要保证装有（下转 122 页）MYKJ 11 民营科技 2010 年第 7 期 实践 思考 · 浅谈复杂构造地质条件下厚煤层开采方法易方胜（萍乡市跃进煤矿，江西 萍乡 337035）摘 要： 根据多年从事采煤工作得到的经验，提出了复杂构造地质条件下厚煤层开采方法。关键词： 复杂地质： 厚煤； 滑动构造； 开采方法 引言近年来, 我国厚煤层采煤方法的改革取得了十分可喜的成绩； 可是 矿井地质构造较复杂的矿井或某些矿井地质构造复杂的采区和工作面, 采煤

方法的改革相对落后； 甚至有相当一部分地质构造较复杂、装备较 差的地方煤矿的厚煤层仍采用 “高落式” 采煤方法, 资源浪费严重。因 此, 很有必要探讨复杂地质条件下厚煤层的采煤方法, 促进构造复杂地 区厚煤层采煤方法的改革。江西省某井田层滑动构造比较发育, 规模有大有小, 多发育在煤层 与顶、底板之间, 煤层内部及其它软硬岩层的界面上, 其特征如下。1 滑动构造特征 1 断层滑动面产状变化较大。其变化最明显的是北部边界断层 F26,）浅部倾角在 70～80°;中部为 25～35°;个别地段和煤(岩 层倾角近于一）致;深部为 10～ 25°, 甚至近于水平，在剖面上呈凹面向上的铲状或梨 状。它使煤系大量缺失, 使可采煤层与奥灰之间的距离由 190m 减小到 30m。断导倾角变化大的部位正好是煤层所在位置, 深部与煤系基底 相吻合。F26 断层上盘伴生的低级序断层, 与主断层倾向相同的断层倾 角大, 相反的断层倾角小。2 断层带宽度大小不一。）小的仅数厘米,大的有几米到十多米, 滑面 附近发育碎裂岩(煤、）碎粒岩(煤、）鳞片煤、断层泥。滑动镜面、擦痕、阶步 发育。煤层中或其附近岩层中发育的一些小的滑动构造, 沿滑动面发育）一层土状软岩(煤 分层。3 滑动面上、）上盘构造不协调现象较明显。上盘构造较复杂, 常见 有揉皱、破碎等现象;而下盘相对简单, 一般仅发生压碎等现象。4 滑动构造在形成过程中, 由于岩层结构、）强度不同, 可导致构造 组合的不协调现象。一般地煤层、粘土岩、砂页岩等软弱岩表现为塑性 变形, 而砂岩、页岩等则呈脆性变形。5 滑动构造经常引起煤层顶板错乱现象, 使顶板岩石插入煤层中）或顶板岩块落入煤层中,并继续被改成长条状或透镜状。6 层滑构造在滑动过程中, 由于强大的动力作用, 引起煤层塑性流）变, 使煤层发生动力变质作用及结构破坏等物理、化学变化, 从而出现 自燃倾向的差异。测试结果表明, 粒度小的煤在 120～500℃之间氧化放 热有增加的趋势, 有利于煤炭自燃的发展, 流变层构造煤粒度小于正常 煤的粒度, 自燃倾向大于正常煤。7 滑动构造往往改造早期形成的构造,使煤厚发生变化。）2 复杂构造地质区的采煤方法研究 1 轻型综采放顶煤）轻型综采放顶煤与综采放顶煤的实质性差别在于支架的不同。目前 应用于综放工作面的液压支架单架重量较重, 而轻型综采放顶煤液压 支架单架重量较轻, 并要求其具备综放支架的推移溜、移架、临时支护、防倒、防漏、导向、放顶煤等功能。经过近几年综放工作面的矿压观测，发 现放顶煤工作面周期来压显现较弱, 综采支架的实测初撑力和工作阻 力与额定值相差较大, 有较大的余量； 并由于简易支架放顶煤实践的成 功, 更说明轻型综采放顶煤在非坚硬顶板条件下的厚煤层中应用完全 可行； 而且具有投资少、运输安装方便、对复杂地质构造的适应性好于综 采放顶煤。在构造复杂地区厚煤层及中型矿井厚煤层中应积极推广使用 该工艺。2 简易支架放顶煤）我国研制出滑移顶梁及悬移顶梁支架, 用于放顶煤工作面, 在国有 地方煤矿得到了较为广泛的应用, 对我国地方煤矿厚煤层采煤方法改 革起到了推动作用。由于这类支架便于拆装, 有利于在复杂地质条件下 应用； 该矿于年初开始使用滑移顶梁支架放顶煤, 到年底,先后在多个工 作面使用, 并对这些工作面进行了矿压观测。3 分层开采与放顶煤开采）分层开采是厚煤层传统的采煤方法之一, 具有回收率高、煤质好的 优点, 也存在着送巷多、成本高、工效低等缺点, 特别是分层工作面中最 上层与底分层工作面对地质构造的适应性差。放顶煤采煤具有送巷少、效率高、经济效益好的优点, 对不稳定厚煤层及构造复杂地区的厚煤层 煤层硬度及 有独特的优势。当然, 放顶煤开采工艺也要受到煤层厚度、层理裂隙发育程度、煤层夹研厚度、顶板坚硬程

度等因素的制约, 影响 着厚煤层是否可以合理地进行放顶煤开采。工作面使用相似设备条件 下, 放顶煤采煤比分层开采对复杂地质构造的适应性强。总之，选择厚煤层特别是构造复杂地区的厚煤层的采煤方法要综合 考虑煤层厚度，构造复杂程度，煤层硬度及层理裂隙发育程度，顶底板状 况，矿井生产能力及技术装备水平等因素； 从而确定技术上可行, 并能 保证资源回收, 经济上合理, 安全上可靠的采煤方法。对于顶煤可放性 差的厚煤层, 只能采用分层开采。对于顶煤具有可放性及其它条件适宜 的厚煤层, 应优先选择放顶煤开采。对于技术及装备水平较好的大中型 矿井, 应该发展综采和轻型综采放顶煤, 充分发挥其技术优势。对于大 中型矿井中地质构造复杂的小块段及边角煤, 应该考虑采用适应性强、灵活性好的简易支架放顶煤和单体支柱长钢梁放顶煤工艺。3 结束语 我们对该煤矿进行了探测，经过研究发现，不同放顶煤工艺及其对 复杂地质构造的适应性不同，因此需要根据不同的情况采取相应的措 施。只有这样才能更好的开采复杂构造地质条件下的厚煤层。（上接 11 页）岩心的内管顺利通过、同时,金刚石钻头胎体唇面不能 卸钻杆时,因为孔内钻杆柱自重很大,致使垫叉开口磨损严重,拧卸时垫 叉要在拧管机的井口圈内旋转 1/4 圈左右,然后卡住拧管,突然卡住时,应 该平行接触的钻杆接手卡槽和垫叉切口此时有小的夹角,即垫叉冲击钻 杆接手,时间长、次数多、致使接手内壁向里凹陷内径变小,情况严重的内 管和打捞矛难以通过。6.5 钻杆内壁结垢技术难点突出： 无法满足金刚石钻进高转速的要求，钻杆内壁结垢严重影响打捞总成的上下作业，主要与地质情况和冲洗液 中的固相含量有关。如何结合钻场实际情况选择冲洗液的类型是关键技 术所在。太厚而降低纯钻效率,要求钻杆的壁厚不能太厚,较薄的壁厚还要保证足 抗弯、抗压及抗疲劳破坏强度,因此需要在钻杆材质上继续研 够的抗扭、究;比较厚的钻头和较高纯钻效率要求的矛盾:由于双层岩心管的存在, 势必造成金刚石钻头胎体唇面比较厚的实际情况,厚的唇面需要较大的 钻压,同时纯钻效率偏低,因此需要在金刚石钻头胎体唇面的形状和形式 上继续投入研究。6.3 6.4 深孔钻进机械设备、钻杆及钻杆接手螺纹连接等多方面的强度校 实际施工中,钻杆接手使用寿命偏低,主要原因在于使用拧管机拧 核,不仅是经验方面的定性结论,还需要材料力学上定量的数值计算。

第四篇：自动装配技术教学大纲2013

1自动装配技术教学大纲（2009版）

第1章绪论（课时3）

具体内容：装配及自动装配的概念；自动装配技术发展概况及趋势；几种自动装配系统介绍（包括相关视频）。

第2章自动装配工艺基础（课时3）

具体内容：自动装配中的典型的联结方式；产品及零件结构的自动装配工艺性；装配流程及装配工艺过程的确定。

第3章自动供料系统（课时4）

具体内容：典型供料系统；物料输送机构；零件供料过程中的定向整理；擒纵机构；移置机构。

第4章自动装配机及装配系统（课时5）

具体内容：自动装配机及装配系统概述；典型单工位及多工位装配机（布局及工作原理）；典型自动装配工作头；自动装配系统。

第5章装配机器人及柔性运储系统（课时2）

第6章自动装配新技术（课时1）

考核方式：大作业（总结及考核布置占2课时）

实验：4课时

具体内容：MPS模快化集成生产系统；自动化立体仓库；物流系统。

第五篇：核电各技术对比

核电各种技术简单分析

—中广核准员工论坛

一、自主品牌：CNP1000——中国百万千瓦级核电站

CNP1000型核电站使中国百万千瓦级核电站的设计寿期从目前的40年延长到60年，核燃料换料周期从目前的12个月延长到18个月，机组可利用率将从目前的75%左右提高到87%，上网电价可控制在5美分/千瓦时以下，CNP1000的比投资将下降到1300美元/千瓦以下

CNP1000无论是性能上、经济上、安全上都达到了国际上第二代改进的水平。

NP1000主要性能指标为：电站设计寿命60年，堆芯热工裕量大于15%，堆芯熔化概率小于1X10-5/堆年，大量放射性物质释放概率小于1X10-6/堆年，机组可利用率大于87%，换料周期为18个月，比投资小于1500美元/千瓦。如批量生产，比投资可达到1300美元/千瓦以下。NP1000主要有10项设计改进：

一、改进堆芯设计，降低功率密度，提高堆芯安全裕度；

二、改进电站布置设计，采用单堆布置和满足实体分隔、防火要求的核岛布置方案；

三、改进安全系统设计，提高系统可靠性；

四、改进安全壳系统设计，加大安全壳容积；

五、采用先进的分布式数字化仪表控制系统，提高电厂的可用性和安全性，提高自动化控制水平和可操作性；

六、考虑了严重事故下的氢气控制措施；

七、设置安全壳内换料水箱，取消安注和喷淋再循环切换，提高系统可靠性；

八、设置堆腔淹没系统，防止在严重事故下堆芯熔融物熔穿压力容器；

九、采用LBB技术，取消或减少防甩装置；

十、汽轮机组采用半速机，提高电厂效率。

CNP1000设计的主要特点

①燃料组件177盒，降低线功率密度，采用AFA3G燃料组件提高安全裕量。增大功率，提高经济性。

②18个月换料，低泄漏，提高经济性。

③大直径反应堆压力容器（内径为4340mm），增加水装量，降低容器壁面中子注量，提高安全性，并满足60年寿期要求。④稳压器容积为51m3，稳压能力增强。

⑤采用预防和缓解严重事故的有效措施，降低堆芯损坏和放射性大量释放的概率。

⑥采用LBB技术，简化系统并有利于维护保养。

⑦高压安注泵同上充泵分开，低压安注泵同余热泵共用，并形成两个系列。⑧辅助给水系统设置两台汽动泵和两台电动泵,形成两个系列。⑨采用半速汽轮机/发电机机组。⑩数字化I&C系统。

二、引进创新：CPR －1000 中国改进型压水堆核电站 CPR1000作为“二代加”技术，在大亚湾核电站及岭澳核电站一期的基础上，通过持续科技进步，不断创新和改进，逐渐趋近第三代。在探索的过程中提出许多新技术：

•事故处理规程由事故定向转为状态定向；

•首炉堆芯即采用18个月换料方案

•压力容器设计寿命达到60年

•采用堆坑注水技术

•主回路应用破前漏（LBB）设计理念

•采用可视化进度控制

•利用三维辅助设计进行设计校核 CPR1000——主要技术、经济指标

环路数

总体性能指标

DNBR裕量＞15% 组可用率≥87%

压力容器设计寿命60年 一回路压力15.5 MP 一回路温度T入/T出292.4℃/329.8℃ 均线功率密度186 W/cm 机组额定功率1080 MWe

燃料组件157组全M5的AFA3G组件 活性区高度3.66 m 换料周期18 月

堆容器内径/高度3.99 m/12.99 m 电厂热循环效率36% 仪控系统DCS 电厂布置双堆

安全壳单层 + 钢内衬

安全壳自由体积49000 m3 严重事故对策采取相应措施 汽轮发电机组半速机 建设工期≤58 月

三、AP1000技术。其区别于二代加压水堆核电机组的主要特点就是“非能动”的安全系统

AP1000技术是美国西屋公司开发的第三代百万千瓦级先进压水堆核电机组，其堆芯采用西屋的加长型堆芯设计，这种堆芯设计已在比利时的Doel 4号机组、Tihange 3号机组等得到应用；燃料组件采用可靠性高的Performance+；主回路设计类似于美国燃烧工程公司（CE）设计的System 80。采用增大的蒸汽发生器（125型），和正在运行的西屋大型蒸汽发生器相似；稳压器容积有所增大；主泵采用成熟的屏蔽式电动泵；主管道简化设计，减少焊缝和支撑；压力容器与西屋标准的三环路压力容器相似，取消了堆芯区的环焊缝，堆芯测量仪表布置在上封头，可在线测量。

AP1000 单台机组NSSS的热功率为3415MWe，电功率为1115MWe，热效率约为33%，机组可利用率为93%，堆芯熔化频率为：2.41×10-7／堆年，严重事故下大量放射性物资向环境释放概率为：1.95×10-8／堆年；机组采用单堆布置，反应堆厂房采用双层安全壳，内层为钢安全壳，外层为混凝土结构（其屋顶设置非能动安全壳冷却系统储水箱）；施工安装过程采用模块化的建造模式，有利于缩短建造工期。

AP1000区别于二代加压水堆核电机组的主要特点就是“非能动”的安全系统。“非能动”设计概念就是利用固有的热工水力特性，简化安全系统的设计，使核电站保证安全的措施不再依赖泵、风机等能动设备的运行，从而大幅度地减少了安全级的阀、泵、电缆及抗震厂房；取消了1E级应急柴油发电机系统；减少了大部分安全级能动设备；降低了大宗材料用量；系统简化使设计简化、工艺布置简化、施工量减少、运行及维修量也相应减少。设计中采用的非能动的严重事故预防和缓解措施使安全性能得到提高，同时也提高了机组和经济性。

一、非能动堆芯冷却系统

AP1000非能动堆芯冷却系统包括非能动余热去除系统和安全注入系统。与传统压水堆应急堆芯冷却系统相比，AP1000非能动堆芯冷却系统除了具有安全注射和应急硼化的功能外，还具有堆芯应急衰变热导出和安全壳 pH 值控制的功能，替代了传统压水堆辅助（应急）给水系统和安全壳喷淋系统的部分功能。在反应堆冷却剂系统中，引入一个非能动热交换器。当冷却剂泵失效时，水流 自然循环到该热交换器，后者将热量载带到安全壳内的换料水箱（IRWST）。传热过程无需动力。当 IRWST达到饱和时，向安全壳大气蒸发，非能动安全壳冷却系统动作，冷凝水沿壳壁流回环料水池，可以实现长时间的堆芯冷却。安全注入系统由两台堆芯补给水箱（CMT）、两台安全注射箱和IRWST 组成，连接于反应堆冷却剂环路并充满硼水，注射依靠重力和气体储能的释放。当正常上充水系统失效时，可应付小泄漏及由失水事故引起的大泄漏，CMT、安全 注射水箱和IRWST 为堆芯提供冷却。依靠 IRWST 提供冷却水注入保持LOCA后期冷却和余热去除，和安全壳冷却系统一起建立再循环，使堆芯保持淹没。

二、非能动安全壳冷却系统

AP1000非能动安全壳冷却系统与传统压水堆的安全壳喷淋系统的主要功能相同，其作用是发生LOCA事故或主蒸汽管破裂事故发生在安全壳内时，排出安全壳内的热量。非能动安全壳冷却系统以钢安全壳作为传热界面，将空气从外层屏蔽壳入口引入，通过外部环廊到达底部，在空气折流板底部转向180度，进入内部环廊，再沿安全壳内壁向上流动。由于内部环廊空气被加热和水蒸气存在，造成内外环廊空

气密度差，形成空气的自然循环，空气最终从屏蔽壳顶部烟囱排出。在安全壳顶部设有可供72小时的冷却水贮存箱，水依靠重力向下流，在钢安全壳弧顶和壳壁外侧形成一层水膜。当安全壳内压力或温度过高时，系统自动开启。由形成的水膜和空气自然循环导出安全壳内的热量，降低安全壳的压力，保证安全壳不受损坏。

三、非能动安全壳裂变产物去除系统

AP1000在设计上没有安全相关的安全壳喷淋系统用于去除安全壳中的裂 变产物。安全壳大气中活性物质的去除完全靠自然的过程（如沉淀、扩散、热迁移等）。事故后如安全壳内放射性活度升高，由防火系统提供的非能动安全壳喷淋系统在安全壳外充氮罐的压力作用下进行喷淋，以限制裂变产物的释放。绝大多数非气态活性物质最终沉积在安全壳地坑冷却水中。非能动主控室可居留系统失去交流电源时，主控室非能动应急可居留系统向主控室通风和充气，维持工作人员可以继续居留的环境至少72小时，并兼作主控室、仪间和直流设备室的非能动热阱

四、非能动主控室可居留系统

失去交流电源时，主控室非能动应急可居留系统向主控室通风和充气，维持工作人员可以继续居留的环境至少72小时，并兼作主控室、仪表间和直流设备室的非能动热阱。

四、三代技术：EPR

EPR是法马通和西门子联合开发的反应堆，提高核电的经济竞争力，EPR的发电成本将比N4系列低10%。EPR的主要特征

1、EPR是目前国际上最新型反应堆（法国N4和德国近期建设的Konvoi 反应堆）的基础上开发的，吸取了核电站运行三十多年的经验。

2、EPR是渐进型、而不是革命型的产品，保持了技术的连续性，没有技术断代问题。EPR采纳了法国原子能委员会和德国核能研发机构的技术创新成果。

3、EPR是新一代反应堆，具有更高的经济和技术性能：降低发电成本，充分利用核燃料（UO2或MOX），减少长寿废物的产量，运行更加灵活，检修更加便利，大量降低运行和检修人员的放射性剂量。

4、EPR属压水堆技术。法国在运行的核电站都是压水堆。目前，全球共有440台在运行的核电机组，其中209台是压水堆。压水堆是上国际上使用最广泛的堆型。

5、EPR可使用各类压水堆燃料：低富集铀燃料（5%）、循环复用的燃料（源于后处理的再富集铀，或源于后处理的钚铀氧化物燃料MOX）。EPR堆芯可全部使用MOX燃料装料。这样，一方面可实现稳定乃至减少钚存量的目标，同时也可降低废物的产量；

6、EPR的电功率约为1600兆瓦。具有大规模电网的地区适于建设这种大容量机组。另外，人口密度大、场址少的地区也适于采用大容量机组。未来20年，半数以上的新核电站将建在这类地区。

7、EPR的技术寿期为60年，目前在运行的反应堆的技术寿期为40年。由于设备方面的改进，EPR运行40年无需更换重型设备 EPR为单堆布置四环路机组，电功率1525MWe，设计寿命60年，双层安全壳设计，外层采用加强型的混凝土壳抵御外部灾害，内层为预应力混凝土。作为新一代技术，EPR相比较与前几代：

一、经济性能更高 EPR的发电成本将更低，比N4系列反应堆低10%。主要优化措施是：

1、EPR的功率（约1600兆瓦）比近期建设的反应堆功率（约1450兆瓦）更高。

2、建设周期更短：从建造至商业运行计划用57个月。

3、能量效益提高到36%，这是轻水反应堆最好的指标。

4、EPR技术寿期将达到60年。

5、提高燃料的利用率。在发电量相同的条件下，EPR将减少使用15%的铀，废物产量因此降低。同样，也降低了核燃料循环（从铀浓缩到后处理等各个环节）的费用。

6、EPR降低了运行费：

由于提高了人机接口的质量和主控室的功效，操作简化，通过运行支持系统，提升自动化水平，减少了人工干预；

设备布局更合理，便于进入工作区，简化了检修，缩短了工期；可进行不停运的标准化保养维修；

停堆换料期减至16天；反应堆寿期内可利用率可达到91%，法国在役反应堆的平均使用率为82%。

7、EPR的发电成本将降至30欧元/MWh，比主要竞争对手—天然气低20%。

二、更高的安全性

EPR满足法德两国核安全当局提出的“加强防范可能损坏堆芯的事件，缓解堆芯熔化的放射性影响”两方面的要求，具有更高的安全性。

1.加强防范损坏堆芯的事件

通过设计简单化、功能多样化和冗余系统确保安全功能。自动化水平更加先进；EPR配置四个同样的安全系统，具有非正常状态下冷却堆芯的功能。每个系统都能完全独立发挥其安全功效。这四个系统分别设在四个厂房，实行严格的分区实体保护。因内部事件（水灾、火灾等）或外部事件（地震）造成某一系统失灵时，另一系统代替有故障系统行使安全职能，实现反应堆安全停堆。这些结构性的安全系统将把在役压水堆极低的堆芯破损概率再降低一个10次方。

2.安全壳具有非常高的密封性

如果万一发生堆芯损坏事件，将对居民和环境采取防御性保护措施，使他们不受影响。

EPR的密封水平是国际上唯一的，反应堆厂房非常牢固，混凝土底座厚达6米，安全壳为双层，内壳为预应力混凝土结构，外壳钢筋混凝土结构，厚度都是1.3米。2.6米厚的安全壳可抵御坠机等外部侵袭。

即使发生概率极低的熔堆事故，压力壳被熔穿，熔化的堆芯逸出压力壳，熔融物仍封隔在专门的区域内冷却。这一专门区域的内壁使用了耐特高温保护材料，能够保证混凝底板的密封性能。EPR的熔堆事故影响严格限制在反应堆安全壳内，核电站周边的居民、土壤和含水层都受到保护。

3.降低运行和检修人员的辐照剂量

EPR运行和检修人员的辐射防护工作将进一步加强：集体剂量目标确定为0.4人希弗特/堆年，与目前经济合作与发展组织国家核电站的平均剂量（1人希弗特/堆年）相比，将降低一倍以上。

目前法国核电站检修人员的人希弗特集体剂量水平约合人均剂量5毫希弗特/年（5mSv）。换言之，法国核电站工作人员的平均剂量等同于法国天然放射性当量。

三、EPR更加环保

核电的优势是不排放二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、粉尘及其他温室效应气体，EPR在可持续发展方面取得了重要的进展：

EPR的堆芯设计有利于提高燃料的利用率，减少铀的使用量，降低钚和长寿命废物的产量；有利于控制和降低钚的储量；由于EPR的技术寿期将达到60年，在生产同等电力的情况下，EPR退役后的最终废物数量将减少；利用核能有利于储备本世纪中叶将逐渐枯竭的化石燃料

五、压水堆原理

利用核能生产电能的电厂称为核电厂。由于核反应堆的类型不同，核电厂的系统和设备也不同。压水堆核电厂主要由压水反应堆、反应堆冷却剂系统（简称一回路）、蒸汽和动力转换系统（又称二回路）、循环水系统、发电机和输配电系统及其辅助系统组成，其流程原理如图2.1所示。通常将一回路及核岛辅助系统、专设安全设施和厂房称为核岛。二回路及其辅助系统和厂房与常规火电厂系统和设备相似，称为常规岛。电厂的其他部分，统称配套设施。实质上，从生产的角度讲，核岛利用核能生产蒸汽，常规岛用蒸汽生产电能。

反应堆冷却剂系统将堆芯核裂变放出的热能带出反应堆并传递给二回路系统以产生蒸汽。通常把反应堆、反应堆冷却剂系统及其辅助系统合称为核供汽系统。堆冷却剂系统一般有二至四条并联在反应堆压力容器上的封闭环路。每一条环路由一台蒸汽发生器、一台或两台反应堆冷却剂泵及相应的管通组成。一回路内的高温高压含硼水，由反应堆冷却剂泵输送，流经反应堆堆芯，吸收了堆芯核裂变放出的热能，再流进蒸汽发生器，通过蒸汽发生器传热管壁，将热能传给二回路蒸汽发生器给水，然后再被反应堆冷却剂泵送入反应堆。如此循环往复，构成封闭回路。整个一回路系统设有一台稳压器，一回路系统的压力靠稳压器调节，保持稳定。

一回路辅助系统主要用来保证反应堆和一回路系统的正常运行。压水堆核电厂一回路辅助系统按其功能划分，有保证正常运行的系统和废物处理系统,部分系统同时作为专设安全设施系统的支持系统。专设安全设施为一些重大的事故提供必要的应急冷却措施，并防止放射性物质的扩散。

二回路系统由汽轮机发电机组、冷凝器、凝结水泵、给水加热器、除氧器、给水泵、蒸汽发生器、汽水分离再热器等设备组成。蒸汽发生器的给水在蒸汽发生器吸收热量变成高压蒸汽，然后驱动汽轮发电机组发电，作功后的乏汽在冷凝器内冷凝成水，凝结水由凝结水泵输送，经低压加热器进入除氧器，除氧水由给水泵送入高压加热器加热后重新返回蒸汽发生器，如此形成热力循环。为了保证二回路系统的正常运行，二回路系统也设有一系列辅助系统。

循环水系统主要用来为冷凝器提供冷却水。

发电机和输配电系统的主要设备有发电机、励磁机、主变压器、厂用变压器、启动变压器、高压开关站和柴油发电机组等组成。其主要作用是将核电厂发出的电能向电网输送,同时保证核电厂内部设备的可靠供电。发电机的出线电压一般为22kV左右，经变压器升至外网电压。为保证核电厂安全运行，核电厂至少与两条不同方向的独立电源相连接，以避免因雷击、地震、飓风或洪水等自然灾害可能造成的全厂断电。

每台发电机组的引出母线上，均接有两台厂用变压器。为厂用电设备提供高压电源。高压厂用电系统一般为6kV左右。该高压厂用电系统直接向核电厂大功率动力设备供电。对于小功率设备,经变压器降压后供给380/220V低压电源。通常高压厂用电系统分为工作母线和安全母线两部分，高压厂用电系统的工作母线，可以由外电网或发电机供电，高压厂用电的安全母线，除外网和发电机外，还可由柴油发电机供电。

在电厂正常功率运行时，发电机发出的电能大部分经主变压器升压至外网电压输送给用户。同时，整个厂用设备的配电系统由发电机的引出母线经厂用变压器降压后供电。当发电机停机时，则由外部电网经启动变压器供电。当外网和发电机组都不能供电时，则由柴油发电机组向安全母线供电，以保证核电厂设备的安全。

六、浓缩铀反应堆

如果使用含有3％铀一235的浓缩铀，就有可能使用普通的“轻”水作为冷却剂，水中的氢作慢化剂。

氢可吸收中子，故不适用于含o．7％铀一235的天然铀燃料，但可用于浓缩铀。在这类反应堆中，水始终保持高压状态，使其不能沸腾。水把热从反应堆芯通过蒸汽发生器传递给二回路系统，该系统中保持较低的压力，水被转化为蒸汽，从而驱动汽轮发电机组。这种设计的反应堆被称为压水反应堆，简称压水堆(PWR)。

其它堆型也有采用低浓缩铀的。慢化剂则使用普通水、重水、石墨或有机液体，使中子减速。冷却剂可以是沸水、重水、氦、二氧化碳气或有机液体浓缩铀反应堆原理图：如果铀燃料被浓缩，水可被用来作慢化剂和冷却剂。图中显示的压水堆中，一回路水传递的热使完全隔离的二回路中的水沸腾

七、沸水反应堆

象压水堆一样，沸水堆的燃料也是浓缩度仅为2％的氧化铀，它在高温高压下被烧结成圆柱形芯块，装入锆合金管中．这些燃料棒被组装成比在压水堆中较为松散的组件。燃料棒基本方形排列包括6*

6、7*7或8*8，而压水堆燃料组件为15X15或17X17。铀的浓缩度也不相同，棒中浓缩铀的数量与诙棒在阵列中所处的位置有关。这种排列能纠正沸水堆中由毗邻组件之间水空间引起的畸变。某些棒不含铀，而仅有水。十字形碳化硼控制棒在四个相邻燃料组件之间从堆芯底部插入。其抽插依靠液压系统或电磁螺旋驱动系统。遇有紧急情况，氮气覆盖层之下充满水的蓄压箱驱动液压缸，把控制棒弹入堆芯。

这种反应堆最显著的特征是，允许冷却剂水在堆芯内沸腾．离开堆芯的蒸汽必须经过去湿，这个过程在反应堆容器上部进行。象在压水堆蒸汽发生器中一样，蒸汽要经过汽水分离器(在旋流叶片中，作用于蒸汽流的离心力迫使水滴甩在外壁上)和人字型干燥器，然后被传输到汽轮机，再驱动发电机产生电力。蒸汽在给水厂房冷凝后，形成凝结水，经过再加热后返回反应堆容器。为确保稳定运行，反应堆容器上接有若干条再循环环路，每条环路设一台泵，该泵从反应堆容器出口接管吸水并排水至人口接管。泵的流量变化可以改变平均水温和蒸汽泡形成的水平。用这种方法能够控制中子的慢化条件(密度低的蒸汽替代水或相反)，从而控制反应堆的功率水平。在法国压水堆设计弓1人新的控制系统和先进灵敏的部件之前，这种调节功率水平的能力使得沸水堆胜过它的竞争者。

因此，初看起来，这种反应堆似乎比压水堆简单；它们省去了蒸汽发生器，并在低得多的压力下运行(70—80巴，而不是150巴)。但是，它们也有自身的不足：反应堆容器更高，更粗；由于设置了再循环回路，在连接压力容器的蒸汽管道上必须设置安全阀，使得设计更为复杂；此外，堆芯内的沸腾水必须连续净化，以防止杂质沉积在燃料包壳上，在经过堆芯时必须将可能被活化的杂质用过滤器滤掉。尽管采取这些措施，燃料元件破损造成放射性产物被夹带于蒸汽中的可能性依然存在。这就要求汽轮机设计必须具有严格的密封性能，电厂的常规部分必须划为易监控区，具有适用于电厂操作人员的保健条例。

关于电厂安全，象压水堆设计一样，针对假设的冷却剂丧失和蒸汽管道破裂事故，采取了预防措施，这就是为什么要把反应堆(压力容器和再循环泵)包容在能够承受各种压力的钢制密封安全壳系统之中。蒸汽管道安全阀也置于安全壳之内。

安全壳系统的设计能使逸出反应堆的蒸汽喷到反应堆容器旁的充水腔室并得到冷凝。简图说明了这些设计特点的发展。象压水堆一样，也设有几条管道，把安全壳外的冷水注入反应堆容器以冷却燃料。同时，通过喷淋包容反应堆容器的腔室而冷却安全壳自身。

在最终的分析中，沸水堆的发电成本与压水堆相当。