多分支接地故障（共7篇）
多分支接地故障 篇1
随着国家智能电网的规划发展, 配电自动化取得了很大的成绩, 其在配网中发挥了重要的作用, 通过故障隔离手段, 很大程度的减少了停电时间和降低了故障恢复导致的劳动强度, 但是从目前的技术经济角度来看, 大规模安装智能型开关以及分段开关密度大小和投资效益对比后, 如何快速准确的确定配网线路故障仍然是一个存在的问题;随着配网自动化的不断发展和在国家倡导下区域经济发展导致的部分乡镇村快速的经济发展, 部分地区几年前支路线路线径较细, 但近几年发展迅速, 其载流量接近甚至超过线路荷载, 直接导致了同一配网下不同支路的载流量发生了较大的变化, 这些数据从配网出口不易察觉;为了保障供电可靠性, 目前多电源多回路的配网建设越来越多, 在多电源切换和多回路分段介入条件下导致的配网拓扑变化直接影响了故障定位的结果, 同时配网支路级别的实时负载变化也变得越来越重要, 我们通过设置在线路上的检测器件, 通过对线路中的电流数据和温度数据进行采样, 可以实现适应于变化拓扑的配网的线路故障定位和实时能量流向、实时支路负载变化检测的效果, 同时辅以GIS地理信息系统之后, 可以方便快速的告知运维人员配网线路状态信息, 便于运维人员提出线路巡检维护方案和快速发现处理线路故障。
1 网络模型
图1为一个典型的多电源配置配网示意图, 当一侧电源发生故障时, 通过分段开关将故障电源隔离, 也可以通过开关K2实现对故障线路的切除, 安装在线路上的检测设备ABCDET可以对线路电流信息进行采样, 得出针对性的故障数据之后可以对线路故障进行区段定位, 同时安装在各个分之上的电流检测设备, 还可以积累记录该分支上的日常附在峰谷数据, 这样做的优点是明显的, 但是缺陷也是显而易见的, 因为这样的拓扑结构是随着开关K1K2K3的变化而变化的, 在不同的拓扑形状之下, 我们的的数据要针对特定拓扑进行适应。
2 实现方法
我们通过检测设备T对线路进行数据采样, 在重要分支出口安装检测设备, 在各个变形拓扑的重叠主干线路上安装若干检测设备, 检测设备针对线路的电流数据和温度数据进行采样检测, 在发生单相接地故障时, 接地点的瞬态电容电流会比稳态电容电流大得多, 这是因为, 在单相接地时其等效过程相当于一个大电容的突然放电, 这个瞬间不可避免的发生电流的流动, 因此, 无论中性点是否有效接地的系统中, 在接地瞬间其瞬态电容电流都是存在的。
由图2可见, 暂态电容电流的分析就是对图3的RLC串联回路的u (t) 的分析, 此处的电容电流变化在串联回路突然接通也就是相当于发生接地故障时刻, 它的电流变化主要决定于RLC三者参数, 当R<2 (L/C) ^1/2时, 电流有随周期衰减的特性, 而当R>2 (L/C) ^1/2时, 则电流趋于稳定值。
对于架空线路, 由于L较大C较小, 因此, 故障点的电流具有迅速衰减的特征, 根据仿真和测量结果, 其振荡频率分布在200-1500Hz范围, 而对于电缆线路, 由于L较小而C较大, 其震荡频率更加体现为震荡时间短, 且频率较高, 其频域分布一般在1500-3000Hz之间, 我们只要在各个监测点设备对这个高频信号进行采样, 然后经过FFT计算出特征频率的出现概率, 即可实现对单相接地故障的诊断, 同时我们可以根据原始数据结合时间数据进行基于支路的负载峰谷数据显示。这种对关键拓扑节点进行分布式采样的方式, 将采样数据可靠的通过无线网络提交到数据中心的数据库服务器, 达到并实现了这种数据集中形式的配网故障定位解决方案, 进一步实现面向故障处理和容灾容错的配网建设。
3 仿真
如图4所示的线路单元组成整体线路模型, 将线路等效电容添加到线路中, 用以形成分布式电容电流, 这样由此种单元组成的线路模型就和实际线路的等效模型一致了, 该例中, 我们设定线路长度2.5km, 等效电容1uf, 线路自身阻抗设置参阅相关材料后, 采用系统默认值。
图5为信号采集模块 (1) (3) (5) 为输入, 通过电流检测模块引出三相信号输出 (1) 到示波器模块, 示波器模块采样周期为0.000001秒;该模块引出线路输出 (2) (4) (6) 到下一级。
图6为搭建的谐振接地系统图, 我们将模拟接地开关设置在0.3秒到0.5秒之间闭合。
经模拟仿真运行后, 示波器结果如图7所示。
图7依次为从电源侧到设备侧的四个检测点的波形, 我们可以清晰的看到在0.3秒的时候四个监测点均检测到了故障信息, 尤其以电源侧的距离故障点最近的检测器检测到的高次谐波最为丰富。
通过实践积累经验和相关资料, 以及计算机仿真结果, 我们可以发现, 采用一个简单的方法可以实现高精确度的配网故障监测系统, 即只负责采集和传输数据的高精度低功耗的采集硬件和大数据平台的结合, 高精度的采集器将线路的不低于1ksps的采样数据上传到数据库, 然后通过图形对比, 故障判断算法, 跟进一步可以结合实际故障发生类型通过神经算法进行故障判断, 这样就实现了基于线路大数据的故障判断和数据挖掘, 这样做的效果包括但不限于本文提到的各种效果。
通过现实中运行在实际线路的部分信号采集装置, 长时间收集和积累实际运行情况, 并对大量数据进行分析和挖掘, 这套理论的实际效果很好, 由于我们仅仅分析暂态信号所以它可以适应各种接地方式, 其对故障分析确定的准确率和决策支持作用是可靠的。
4 结语
10Kv多电源配网线路信息收集方法和对配网接地故障、实时配网潮流方向分布方式的研究, 在国家大力发展智能电网的背景之下, 对于提高供电可靠性, 准确故障段隔离, 最快故障定位等方向提供了有力可行的解决办法, 是对配网支路级别的数据监测的技术突破和数据完善, 为进一步实施配网大数据打下了数据基础和设备基础。
参考文献
[1]配电系统规划参考手册[美].H.Lee wiliis ISBN978-7-5083-8521-1.
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[3]继电保护原理ISBN978-7-5083-5192-6.
[4]PSS-E电力系统分析及仿真ISBN978-70121014400-4.
[5]电网实时动态检测技术及应用ISBN 978-7-5084-7203-4.
[6]配网故障定位与供电恢复ISBN 978-7-5123-3210-2.
多分支接地故障 篇2
1 管道布置
根据设计要求, 蒸汽管道系统要为9台机组提供蒸汽, 并要满足6台机组 (两个电站) 同时试验的条件 (电站所用蒸汽参数不全一致) , 因此本项目采用双母管、多分支设计方案, 并且在母管固定点附近设置蒸汽管道分支, 以减小各分支间的影响。
蒸汽管道布置中, 为了提高管道柔性, 减小各汽轮机进口受力, 采用了L形、Z形、Π形等管线形状, 同时设置了合适的支吊架, 并尽可能使管道的热位移方向与设备管口的附加位移方向一致。管道具体布置示意图详见图1。
2 管径和壁厚的计算
汽轮发电机组不同运行工况的蒸汽参数分别为:5.6 MPa、470℃、9.5 t/h和3.7MPa、370℃、10 t/h, 因此需要分别计算不同蒸汽参数下的管径和壁厚, 取较高值。
根据《火力发电厂汽水管道设计技术规定》, 管道材质采用12Cr1Mo V, 管道内径按下列公式计算:
其中:Di-管子的内径, mm;G-介质的质量流量, t/h;v-质比容, m3/kg;w-介质的流速, m/s;
管道壁厚按下列公式计算:
其中:Sm-直管的最小壁厚, mm;D0-管子外径, 取用公称直径, mm;Y-为温度对计算管子壁厚公式的修正系数;η-为许用应力的修正系数;[σ]t-为t℃时管子的许用应力;a-考虑腐蚀、磨损和机械强度要求的附加厚度, mm;根据计算结果, 蒸汽母管及分管分别取相应的厚度。
3 管道应力分析安全评定
管道应力分析分为静力分析和动力分析两部分。对于热力管道, 若没有特殊要求, 一般只进行静力分析。管道应力分析通常采用专门的管道应力分析软件, 如GLIF V、AUTOPSA、CAESAR II等, 也可采用通用的大型结构有限元分析软件, 如SAP5、ANSYS等。应力分析评定主要从以下两个方面考虑:
(1) 应力方面判定
在管道应力校核中, 根据产生应力的荷载不同, 管道应力分为一次应力、二次应力和三次应力。
管道一次应力是指由于外加荷载, 如管内压力、重力或其它持续荷载的作用而产生的应力。
管道二次应力是指由于热胀、冷缩、端点位移等位移荷载的作用所产生的应力, 它不直接与外力平衡, 而是为满足位移约束条件或管道自身变形的连续要求而产生的应力。
管道三次应力为一次应力和二次应力的叠加, 也就是由内压、重力等持续外载和热胀冷缩而产生的最大合成应力。
管道应力合格的判别标准是:一次应力和三次应力必须合格, 二次应力可以不一定合格。管道的一、二、三次应力分别用以下三个不等式来判别。
式中, σ1, σ2, σ3—分别为管道的一、二、三次应力, MPa;
[σ]20, [σ]t—管材在20℃及设计温度下的许用应力, MPa;
f—应力范围减小系数, 它与预期寿命内管道全温度周期性交变次数N有关, 当N≤2500时可取f=1。
1) 管端推力方面判定
蒸汽管道与设备相连接, 管道对设备端口的推力是不可避免的, 尽量减小蒸汽管道对设备端口的推力使之小于设备端口所能承受的最大推力是减小蒸汽管道对设备影响的关键。
4 管道应力计算结果
由于同一管道通过不同蒸汽参数时管道的应力以及变形是不同的, 因此对于本次的多参数、多分支蒸汽管路系统的设计根据蒸汽参数的不同分别进行了计算, 并对计算结果进行了比较。
4.1 统一蒸汽参数
管道设计参数为:5.6 MPa、470℃和3.7 MPa、370℃。计算结果表明:管道变形均匀, 管道应力及管端推力均满足要求。下面列出管道高参数运行状态下的应力分析结果。
计算中假定母管及9个支管内通过的蒸汽参数均为5.6 MPa、470℃。管道最大应力见表1, 管端推力见表2, 管道热态变形见图2。
4.2 多蒸汽参数
上面的设计方案虽然满足了管系不同支管统一蒸汽参数时的应力分析, 但为了保证管道和机组的运行安全, 将管系的高低参数组合的不同运行情况均进行了计算, 计算结果表明:管道变形均衡, 管道应力及管道对设备接口的推力满足要求, 管道和机组运行安全。下面列出多参数组合中的一种运行情况时的管系应力分析结果。
假定机组1、2、3蒸汽管道内通过的蒸汽参数为高参数 (5.6 MPa、470℃) , 机组7、8、9的蒸汽管道内通过的蒸汽参数为低参数 (3.7 MPa、370℃) 。管道最大应力见表3, 管端推力见表4, 管道热态变形见图3。
结语
多参数、多分支蒸汽管道系统已安全投入运行, 表明此蒸汽系统的设计是正确、可靠的。通过此次设计工作得到如下启示:
(1) 管系中支吊架的合理布置及正确选型可以增加管系的柔性, 减小管道热应力及管端推力。
(2) 合理的利用冷紧虽然不能减小管道热应力但可以减小管端推力。
(3) 管道壁厚的合理选择可以增加管系的柔性, 减小管道热应力。
(4) 对于多参数、多分支的蒸汽管道系统应尽量在固定点附近分支, 减小母管对支管的影响
摘要：本文以某汽轮发电机组联调试验的多参数、多分支蒸汽管路系统设计为例, 介绍了热力管道设计即是管道布置、管径和壁厚的计算、应力分析的过程, 并给出了该设计管道应力、热态变形及管道对设备推力等计算结果, 计算结果表明:该管道变形均衡, 管道应力及设备端口受力小于许用值, 满足设计要求。
关键词：多参数、多分支,蒸汽管道,应力分析
参考文献
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[3]GB 50316-2000, 工业金属管道设计规范 (Design code for industrial metallic piping) [S].
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[5]唐永进.压力管道应力分析 (stress analysis of pressure piping) [M].北京, 中国石化出版社, 2003.
煤层气水平多分支井连通技术 篇3
1 扩孔技术
为了易于实现水平井与洞穴井在煤层中成功对接并且建立气液通道, 需要在洞穴井的煤层部位造一洞穴, 洞穴的直径一般为0.5~0.6m, 长度为2~5m。目前有两种造穴方式, 即水力射流造穴和机械工具造穴。水力射流造穴法是利用高压水射流能量来破碎岩石。施工中用钻具把特殊设计的水力射流装置送入造穴井段, 开泵循环, 使钻井液在经过小喷嘴时产生高压水力射流, 破坏煤储层形成洞穴。
机械工具造穴利用机械切削的原理, 用钻具把特殊设计的机械装置送入造穴井段, 然后通过液压控制方式使造穴工具的刀杆张开, 并在钻具的带动下旋转, 切削储层, 形成满足实际需要的洞穴。目前采用的就是利用水力割刀来造穴, 它铣套快, 在煤层段形成的洞穴稳定性强。
2 精确控制技术
2.1 连通仪器的组成及工作原理
两井连通过程主要采用近钻头电磁测距法, 英文缩写为RMRS。
2.1.1 RMRS连通仪器的组成
RMRS仪器主要由探管、加重杆、地面接口箱、磁接头、通讯装置、仪器工程车、电缆、绞车和控制器、发电机、计算机和软件组成 (图3) 。RMRS仪器没有累积误差, 能够直接引导钻头钻穿目标靶点。目前RMRS技术在CBM井、SAGD和控制井喷等领域得到了广泛应用。强磁接头里的横向孔里镶嵌着永久性磁体, 它能产生总量达几百Am2磁偶矩。直径1.8in的传感器元件通过电缆 (单芯电缆或多芯电缆) 连接到地面接口箱上, 再连接电脑, 运行RMRS软件获取、储存、分析数据。
2.1.2 RMRS连通仪器的工作原理
RMRS连通设备的硬件构成包括永磁短节和强磁计或探管。永磁短节的长度约为400mm, 由横行排列的多个永磁体组成, 它主要用来提供一个恒定的待测磁场, 电磁信号的有效传播距离为60-80m。探管由三部分组成:扶正器、传感器组件、加重杆, 其长度约为3m。当钻头旋转时, 强磁接头就会产生一个交变磁场, 这磁性信号被附近目标井内的传感器探测到。当旋转的永磁短节接近目标井附近区域时, 探管可采集永磁短节产生的磁场强度信号, 最后通过采集软件准确计算两井间的距离和当前钻头的位置。RMRS必须与MWD和马达等配合使用, 钻具组合通常为:钻头+永磁短节+马达+无磁钻挺+MWD+钻杆。在钻进过程中, 强磁接头绕着S轴线旋转 (S轴是与钻头端面垂直的井眼轴线) , 产生一个磁偶极矩M。目标井内的探管包含一个三相交流磁力计, 用以测量由M产生的交变磁场 (H) , 探管还包括一个三相加速计和一个直流磁力计, 分别测量地球的重力场和静磁场。当探管放置在裸眼井段时, RMRS可测得约50米远地层信息。在钢套管中则会削弱磁场且减小其测量范围, 而且测量范围与信号强度成立方根关系。钢套管可以使测量范围成30倍地衰减, 产生严重的磁干扰, 静磁场不能使用, 分析靶点位置数据只能结合重力场数据和钻井测量数据来定位, 会严重影响到数据分析的精度。煤层气钻井连通过程中, 探管通常下入目标井中预定的深度保持不变。
2.2 连通技术
两井连通的方法是, 首先在直井中下入探管, 在水平井的钻头处连接一个永磁短节。连通前首先将两个井井底所测的陀螺数据输入到RivCross配套采集软件中, 初始化坐标系。当钻头进入到探头的测量范围后, 接收仪器就可以不断地收到当前磁场的强度值 (Hx、Hy和Hz) , 定向井工程师根据采集的测点数据判断当前的井眼位置, 实时计算当前测点的闭合方位并预测钻头处方位的变化, 然后通过调整工具面及时地将井眼方向纠正至洞穴中心的位置。接近洞穴时, 根据防碰原理, 利用专用的轨迹计算软件进行柱面法扫描, 判断水平井与洞穴中心的距离, 从3D视图上分析轨迹每接近洞穴一步的变化趋势, 以达到连通的目的。
3 定向井与水平井连通技术
针对设计、工具、人员、设备等造成系统误差关键因素, 提出一体化技术, 包括一体化设计技术, 一体化施工技术。
3.1 连通方式概念模型
在空间范围内, 直井的轨迹变化量较小, 一口较为理想的垂直井, 其轨迹主要是垂直井深的变化。而定向井则不同, 既有垂直井深的变化, 又有N/S值、E/W值的变化, 其空间轨迹变化量远远大于直井。结合定向井轨迹控制难度大、水平位移大、轨迹数据误差大等难点, 建立了可能出现的点对面、点对线、点对点三种连通方式概念模型 (图5) 。
(a, 点对面;b, 点对线;c, 点对点)
a模型中, 如果定向井与水平井在二维空间内, 连通范围为整个煤层, 连通方式为点对线 (面) 的连通;如果定向井与水平井在三维空间内, 连通范围至少为洞穴, 连通范围至少为洞穴, 连通方式为点对面的连通。b模型, 定向井与水平井在二维空间内, 连通范围为整个煤层, 连通方式为点对线连通。c模型, 定向井与水平井在三维空间内, 连通范围仅为一点, 连通方式为点对点连通。
3.1.1 点对面的连通方式
定向井和水平井间井口距离近了, 井底距离还应保持相当的距离, 才能保证连通的成功, 这就导致定向井具有较大的井斜和方位。虽然定向井与直井井眼轨迹有很大的差异, 导致连通点差异很大, 但如果像直井一样在连通点造穴, 在一定程度上也会降低连通的难度 (图6) 。
由图6可以看出, 要实现点对面的连通方式, 必须在煤层段中造穴。而定向井煤层段连通点井斜大 (50-60°) , 若像直井一样在煤层段造出直径0.5~1m的洞穴, 理论上能大大降低了连通的难度。然而, 在煤层造穴, 一方面, 煤层易形成大肚子使井壁不稳定, 很容易引起井壁坍塌, 导致连通施工中断甚至定向井眼报废, 不仅耽误大量的建井周期, 还会导致大量的人力、物力、财力的浪费。另一方面, 昂贵的磁导向仪器下入定向井进行导向时, 磁导向仪器下入连通点无法放置, 甚至落入洞穴而无法取出, 导致仪器损毁, 造成不必要的财产损失。鉴于定向井中煤层造穴, 有着巨大的潜在的安全风险, 因此, 为防止因井壁不稳而带来潜在的井下复杂, 定向井不能人为造穴, 点对面的连通方式难度虽然最低, 但在水平井与定向井连通中不能实现, 也使连通难度变大。
3.1.2 点对线的连通方式
点对线连通与点对面连通相比, 连通难度变大。然而其连通范围为整个煤层, 某种程度上讲, 该种方式连通难度适中。从连通范围为整个煤层的角度来看, 点对线连通是最易成功的连通方式, 但其关键是控制水平井和定向井轨迹在二维空间内 (图7) 。
从施工的难度上来看, 在连通前仅需要控制好水平井的方位即可。然而, 要实现点对线的连通方式, 必须保证井眼轨迹设计合理, 设计轨迹在二维空间内;且轨迹控制精准, 严格按照轨迹设计进行施工;轨迹数据准确, 误差最小化, 保证轨迹在二维空间。从目前的技术手段上讲, 控制井眼轨迹在二维空间内完全可以实现, 但必须进行精心的设计和良好的施工才能完成。点对线连通是水平井与定向井连通的最易实现, 也是最佳的连通方式。
3.1.3 点对点的连通方式
点对点的连通是水平井和定向井连通最难实现但最易出现的连通方式。最易出现表现在: (1) 数据误差导致的设计不合理; (2) 虽然设计合理, 但轨迹控制不精确, 造成与设计偏差过大; (3) 虽然设计合理, 但煤层较软容易失稳, 在设计的轨迹上井眼发生坍塌, 必须重新设计, 重新钻井设计连通。最难实现表现在连通目标为一点靶, 点靶的可抽象为一矩形靶框。根据以往的钻井经验, 靶框长不足50cm, 宽不足15cm, 是名副其实的点靶 (图8) 。
连通目标为点靶, 靶框特别小, 实现连通难度特别大。要实现点对点的连通, 必须做到: (1) 轨迹数据准确无误, 误差最小差; (2) 连通点的坐标、垂深等参数必须精确无误; (3) 轨迹控制必须精确, 严格按到连通设计进行施工。
综上所述, 点对面的连通难度最小, 然而定向井煤层段不能做洞穴, 减小了连通接触的面积, 增加了连通难度;而如果井眼轨迹设计合理, 轨迹控制精准, 数据准确, 连通施工容易实现二维空间内点对线连通;否则, 易出现连通井段在空间方位上发生变化, 连通目标区的控制范围则更加苛刻, 出现三维空间内点对点连通, 该连通的难度特别大, 甚至是对连通施工的挑战。总之, 在水平井与定向井连通过程中, 点对线连通是最容易实现的连通方式, 而点对点最难实现但最易出现的连通方式。因此, 点对线的连通方式是水平井与定向井连通设计和施工最合理、最佳的选择。
3.2 形成了一体化设计和施工的技术方案
煤层气要实现丛式井组开发排采的方式, 其关键在于水平井与定向井的连通。针对分支水平井与定向井连通的技术难点, 对目前施工存在的技术瓶颈进行了攻关研究, 为了能够实现点对线的连通方式, 提出了定向井和水平井进行一体化设计和施工思路, 从一体化设计上保证水平井与定向井井眼轨迹在二维空间, 从一体化施工上保证轨迹控制和数据误差最小化。形成了一体化设计和施工的技术方案, 为水平井与定向井连通提供了理论和技术支持。
3.2.1 一体化设计
丛式井组开发煤层气为一系统工程, 必须做到一体化设计。一体化设计包括井口位置及其间距、施工顺序、水平井主井眼方位、定向井井眼方位、井眼轨迹、连通点位置和着陆点位置的设计。水平井主井眼方位是一体化设计的基础。只有在甲方给定了水平井主井眼的方位后, 才能根据主井眼方位和井场实际情况进行合理布局井口间距。根据井口间距选择井口位置, 测量井口坐标, 再进行井眼轨迹设计。一体化设计定向井和水平井的轨迹剖面, 在很大程度上优化了连通方式, 并合理地选着陆点和连通点的位置, 能较好地控制井眼轨迹在二维空间内。而施工顺利目前常规的都是先钻排采井, 后钻工程井与之对接, 因此, 首先进行定向井井眼轨迹设计, 定向井施工结束后, 再根据实测数据对水平井井眼轨迹进行设计。
3.2.2 一体化施工
因水平井轨迹是根据定向井实钻数据进行设计的, 在一体化设计的前提下, 要实现水平井与定向井连通成功, 就须要求水平井与定向井井眼轨迹控制精确、轨迹数据误差最小化, 才能保证连通成功。水平井与定向井连通的关键之一是取得的井眼轨迹数据精确可靠。而使用不同人员操作、不同仪器测量, 都会使数据误差扩大化。因此, 一体化施工十分必要, 除了统一组织、统一规划外, 关键在于保证水平井和定向井施工应由同一支钻井队伍承担, 同一队伍承担水平井与定向井施工任务的优点在于:
(1) 同一支钻井队伍, 在加压、送钻、工具面控制有其较为定式的操作习惯, 同时对自己施工过的井还能做到心中有数, 这就最大限度地减少了施工过程中的系统偏差。
(2) 同一支钻井队伍, 轨迹数据测量应用同一套测量工具, 这就能消除不同仪器间的仪器误差, 最小化轨迹数据误差, 为水平井轨迹设计提供真实可靠的轨迹数据。
因水平井与定向井连通是国内首例, 无经验可循。两井对接属于高难度、高精细工艺施工, 其工艺难度特别大, 具有很大的挑战。要求施工人员必须精细操作, 同时两井都必须使用相同测量工具测得的轨迹数据, 以消除不同仪器间的系统误差, 最大程度上保证数据误差就会最小化, 使获得轨迹数据准确可靠, 是连通成败的决定因素。
3.2.3 判断连通效果
在一体化设计和施工的前提下, 通过精细操作和及时预测, 钻进施工至预计连通点时, 要对连通成功与否做出正确判断。根据水平井进行连通施工, 定向井井口敞开的情况, 判断连通成功依据有:
(1) 水平井泵压突然下降;
(2) 水平井发生漏失失返现象;
(3) 定向井井口返水;
(4) 水平井返出的砂子中含有水泥。
在连通施工钻至预计连通井深时, 要及时对连通效果的判断, 以便为后续施工提供依据。
摘要：由于我国煤层气储层具有渗透率低压力低的特点, 直井煤层控制面积小, 产量低, 钻单支水平井不利于后期的排水降压作业, 所以现在煤层气开发多采用羽状水平井, 羽状水平井需要工艺井与排采井之间的连通, 两井连通需要对两井距离方位偏差新的靶点坐标、南北坐标、东西坐标等进行精确测量, 找出新的靶点, 然后对定向井进行定向指导, 确保成功连通。
关键词：煤层气开发,水平井连通
参考文献
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多分支接地故障 篇4
在软件开发中编写程序代码的人都知道程序有顺序、选择和循环这3种结构, 在Java语言的程序设计中, 选择结构是用if或switch语句来实现的。根据程序的局部性原理, 在程序设计的代码编写中, 应该尽量地少用选择结构的语句, 特别是有很多分支的选择结构语句。很多软件开发人员在编写Java程序代码时, 如遇到要对一些状态、规则、类型等进行判断以决定程序要做什么事情时, 基本上是用if或switch语句进行多分支的判断语句, 这样编写代码是没错的, 并且就眼前情况来看是简单省事的;但是, 如果这些状态、规则、类型等增加了, 那么分支语句要做相应的增加以支持对增加的部分进行判断, 这样修改代码影响的范围是比较大的, 所以要做的检查和测试的工作量也比较大, 很明显程序的维护性和扩展性不好。现在如果用一个能实现状态、规则、类型等的接口, 各种的状态、规则、类型等分别用不同的类来表示并实现这个接口, 当状态、规则、类型等增加, 只需要增加相应的类并实现统一接口, 调用的客户代码就不用修改, 这样程序影响范围就很小了, 程序就非常可控。下面举例实现一个对if或switch多分支语句的应用场景, 然后应用Java多态机制实现同样的功能, 最后对两种实现方法进行比较和总结, 让大家知道应用Java多态机制的优点并进一步掌握面向对象程序设计中灵活应用多态机制的技巧。
2 使用if或switch实现多分支的应用
在图书租赁系统的应用中, 不同类型的书, 不一样的借阅时间, 就会产生不一样的借书费用;当借书者去还书并结算支付租书费用时, 就要根据这些情况进行相应的计算。这里涉及到两个主要类, 分别是书本类和借阅者类, 为了能更专注于说明问题, 在这里对这两个类做了很大了简化, 对于书本类中的getCharge方法, 如果写成多分支判断的程序代码, 很多软件开发人员一般会用以下的方式实现:
(1) 书本类实现对出租的书本的操作的封装, 因为里面的方法都非常简单明了, 所以没有做注释。
(2) 借阅者类, 实现对借阅者操作的封装。
对于以上书本类中getCharge方法的代码, 如果现在书本类型需要增加几个, 那么就要直接修改书本类中getCharge方法的代码, 增加相应的case分支语句进行支持, 这样case语句有可能会变得很长, 这样的代码很明显是不好的。
3 多态机制实现
对于上面的应用场景, 现在用多态的机制来实现, 在这里把跟价格有关的分离出来, 这里要应用State设计模式, 类图如图1所示, 这样书本类就不需要知道有多少种类型的书本租借价格, 只需要知道和自己对应的价格接口, 具体程序实现是:
(1) 书本类实现对出租的书本操作的封装
(2) 价格接口的封装
(3) 小孩读物书本借阅价格类的封装, 要实现价格接口
(4) 新出版读物书本借阅价格类的封装, 要实现价格接口
(5) 普通出版读物书本借阅价格类的封装, 要实现价格接口
(6) 借阅者类, 实现对借阅者操作的封装
上面增加了一些类的处理, 看上去好像复杂, 但是对于程序的扩展和维护可容易得多了, 这就是应用设计模式所带来的代价和好处, 现在如果要增加一些价格类型, 只要增加相应类的封装并实现Price价格接口, 然后在借书时对应到相应类型的书就可以了, 书本类和借阅者都不需要改动, 达到程序改动对原来程序的影响减少到了最小, 这样就更能保证原来系统的稳定性和可用性。
4 结语
应用Java的多态机制并引入State模式花了不少力气, 这么做的收获是如果要修改任何与价格有关的行为, 或添加新的定价标准, 或是加入其他取决于价格的行为, 程序的修改会容易得多。这个程序的其余部分并不知道运用了State模式。从此, 增加或修改书本类中的书本类型, 都不需要用到if或switch语句, 这样修改程序就容易得多。
摘要：在Java程序设计的代码编写过程中, 经常会遇要到对很多状态、类型、规格等的判断场景, 在这类场景中, 代码编写时一般是用if或switch语句来进行多分支语句判断, 如果后面这些状态、类型、规格等变化, 判断的语句就要进行相应的修改, 那么这种程序的维护性和扩展性就比较差, 应用Java的多态机制为程序修改提供了方便。
多分支接地故障 篇5
为了避免XML多分支树查询过程中多条单路径的连接操作而带来的查询效率低的问题,本文提出一种基于递归思想的多分支树查询算法算法TBQ,很好的解决了这类的查询。该算法是将多分支树的每个结点进行查询,然后根据查询结果进行匹配。实验表明,与现有的XML多分支树查询算法pathsjoin相比,算法TBQ的查询效率更高。
1 XML文档的编码
为了快速的识别一篇XML文档结点之间的祖先后代关系,本文对XML文档采用流编码。思路如下:将XML文档看作是流文件,XML文档树中的每一个结点在解析文档时根据每个标签在文档中出现的先后次序赋予两个序号begin和end。其中begin代表文档标签的开始位置,end代表文档标签的结束位置。祖先结点u的编码区间[begin(u),end(u)]包含后裔结点v的编码区间[begin(v),end(v)]。XML文档树及其编码如图1所示。
2 XML文档树的索引创建方法
一般多分支树的查询算法都是对XML文档树进行遍历,由于遍历XML文档树要在内存中完成,这样的算法效率比较低。本文提出一种为XML文档树建立索引,主要的思想是将XML文档的各个结点按结点的名称聚类存放,同时记录下每个结点的流编码。图1所对应的XML文档树及其编码,其部分结点索引如表1所示。
3 多分支树查询算法TBQ
下面以查询语句PLAY[/ACT[//SCENE[/SPEECH][/STAGEDIR]][//SPEECH[/SPEAKER][/LINE]]][//PGROUP[/PERSONA][/GRPDE-SCR]]为例,介绍多分支查询树算法TBQ的基本思想:
Step1:把文档树每个结点按流编码编码;
Step2:创建XML文档树的索引,遍历编码后的文档树,对每个文档树的结点按其名称存放;
Step3:对多分支树结构的查询条件采用递归算法。
例如,在图1所示的XML文档树中要查询如图3所示的多分支树结构。首先,定位到查询树的第一个叶子结点SPEECH。在索引结构中,找出SPEECH的结点信息:(24,37),(45,52),(85,92),(73,80),(53,66);同理可得出STAGEDIR的结点信息:(21,23),(38,40),(41,43),(81,83);在得出的这些结点中,要判断哪两个结点信息是符合多分支树中结点的关系首先是要判断这两个结点是否有共同的祖先或父结点SCENE;通过索引结构可以得知SCENE的结点信息为SCENE(17,44),(72,84)。
判断过程如下:首先在多分支树查询条件中,SPEECH为左结点,STAGEDIR为右结点,那么必须满足SPEECH.begin
算法TBQ描述如下:
4 实验及结果分析
为了验证算法TBQ的效率,我们利用VC++实现了算法TBQ。实验环境为:CORE2,2.93G CPU,2G内存,Windows XP。实验数据为莎士比亚XML数据集[8]。
在实验中,我们测试了莎士比亚XML数据集的5个分支查询语句,查询语句如表2所示。对于多分支树查询,分别使用算法TBQ和算法pathjoins进行查询。它们的查询效率如图4所示,结果表明算法TBQ的性能明显优于算法pathjoins。
由图4可以看出,算法TBQ的执行效率要优于算法pathjoins。
5 结束语
对XML文档实现多分支树查询,一般方法是将多分支树拆分成若干个单路径,对单路径分别进行查询,然后再对单路径查询结果进行连接操作,这样的算法效率低。而本文提出的算法TBQ为实现XML多分支树快速查询,提出了先查询每个查询树的树结点然后将查询结果进行匹配的有效方法,从而大大提高了查询效率。
摘要：目前XML单路径查询和简单的分支路径查询已经得到了较好地解决,但如何高效地实现XML多分支树查询还没有很好的方法。该文提出了算法TBQ,该算法将多分支树的每个结点进行查询,然后根据查询结果进行匹配。实验表明,与现有的XML多分支树查询算法pathsjoin相比,算法TBQ的查询效率更高。
关键词：XML查询,XML多分支路径查询,XML编码,XML索引
参考文献
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[3]Chung C,Min J,Shim K.APEX:An adaptive path index for XML data[C].Proc.of the 2002 ACM SIGMOD Intl.Conf.on Management ofData,Madison,Wisconsin,2002:121-132.
[4]Milo T,Suciu D.Index structures for path expressions[C].7th International Conference on Database Theory,Jerusalem,Israel,1999:277-255.
[5]Quanzhong Li,Bongki Moon.Indexing and Querying XML Data for Regular Path Expressions[C].Proceedings of the 27th VLDB Confer-ence,Roma,Italy,2001:361-370.
[6]Roy Goldman,Jennifer Widom.DataGuide:enabling query formulation and optimization in semistructured databases[C].23th InternationalConference on Very Large Data Bases,pages,Athens,Greece,1997:436-445.
[7]Bruno N,Koudas N,Srivastava D.Holistic Twig Joins:Optimal XML Pattern Matching[C].Franklin M J.Proceedings of the 21th ACMSIGMOD International Conference on Management of Data.Madison,Wisconsin,USA,2002:310-321.
沙特多底分支水平井钻井技术实践 篇6
关键词：可取式斜向器,侧钻工艺,多底分支
如今我国逐渐加大了对油田开发技术的研究,并探索对不同特征的油井采用不同的开发方法,如针对海相沉积地层的沙特油田采用分支井钻井技术[1]。分支井钻井技术可以结合地质结构条件和地层岩性特征,在地层内侧钻形成多地分支井眼,以期实现提高油气净产量的目的[2]。下文针对三种不同类型的多底分支井钻井技术进行了分析。
1 沙特多底分支水平井钻井技术的概述
沙特油田地层主要为中生代和新生代,上部为流沙、白云岩及石灰岩等,下部为石灰岩、砂岩等,根据沙特头天的地层岩性特征,在同一主井眼系统中,采用分支井钻井技术形成多底分支井眼,是比较有效和先进的技术。多底分支井钻井技术主要存在工序多、工序复杂,容易发生井漏井涌情况。多底分支井钻井形成方式主要有套管内多次开窗侧钻形成多底井,如套管自上而下开窗侧钻多底分支井和套管自下而上开窗侧钻多底分支井。另外裸眼水平段或大斜度段多次侧钻多底分支井也属于多底分支井钻井形成方式之一。
2 多次套管开窗侧钻技术实践
2.1 套管自上而下开窗侧钻多底分支井钻井技术
多底井钻井技术工序繁多且比较复杂,同时对各种特殊工具的应用比较普遍,如可取式斜向器,其在多次套管开窗侧钻技术中属于非常重要的工具[3]。结合沙特油田某井,将套管自上而下开窗侧钻多底分支井钻井技术应用在该井中。该井老井φ473毫米表层套管下深、φ339.7毫米技术套管下深、φ244.5毫米技术套管下深分别为24.4米、638.11米和1115.55米,φ215.9毫米井眼钻至井深1453.05米定向、增斜、稳斜至地层顶部。Φ178毫米尾管至2245.12米,Φ155.5水平段至2907.31米,裸眼完井。套管自上而下开窗侧钻多底分支井钻井技术主要分为三个步骤,第一步为开窗前准备工作,即利用Φ178毫米可循环式桥塞,套管与桥塞失压,并对裸眼井段做漏速试验,利用水泥封堵井眼[4]。第二步为第一次套管开窗,即利用Φ139.7毫米机械可取式斜向器,套管开窗,窗口位置2146.66米至2150.61米,随后裸眼钻进。侧钻钻井至着陆点2339.02米,水平段3253.66米。第三步为第二次套管开窗,取出斜向器,Φ155.5毫米钻油钻穿2153.04米的上桥塞,循环起钻。随后利用Φ139.7毫米机械可取式斜向器,套管开窗。侧钻钻井至着陆点2301.83米,水平段3217.38米。
2.2 套管自下而上开窗侧钻多底分支井钻井技术
套管自下而上开窗侧钻多底分支井钻井技术与套管自上而下开窗侧钻多底分支井钻井技术相似,均利用多次机械可取式斜向器。结合沙特油田某井进行分析,该井老井φ609.6毫米表层套管下深、φ473毫米技术套管下深、φ339.7毫米技术套管下深分别为210.9米、767.07米和1256.71米,φ311.1毫米井眼钻至井深1693.30米定向、增斜至2146.35米。Φ178毫米尾管至1922.26米,Φ155.5水平段至4329.27米,裸眼完井。做好准备工作后,利用Φ139.7毫米机械可取式斜向器,座斜向器于Φ17毫米尾管内水平段2667.68米,钻155.5毫米水平井眼至4319.50毫米。随后取出斜向器,再次利用第二个Φ139.7毫米机械可取式斜向器,座斜向器于Φ178毫米尾管内水平段2662.80米,钻155.5毫米水平井眼至4423.78毫米。
3 裸眼段直接侧钻技术实践
裸眼段直接侧钻技术相对而言比较简单,结合沙特油田某井进行分析,该井老井φ473毫米表层套管下深、φ339.7毫米技术套管下深、φ244.5毫米技术套管下深分别为126.83米、658.8米和1182.01米,φ155.5毫米井眼钻至井深2796.65米。利用可循环桥塞、封堵桥塞以下井眼、利用Φ139.7毫米机械可取式斜向器,套管开窗,侧钻钻井至着陆点2344.51米,水平段3366.1米。随后循环,起钻至预定侧点2240.85米,水平段32.08.84米
4 结语
综上所述,多底分支井钻井技术受到人们的关注,其能够有效提升老井油气净产量,并降低综合成本。可取式斜向器工具在多底分支井钻井技术中非常重要,可以通过高边定向达到多次套管开窗,实现多个井眼的目的。
参考文献
[1]张守仁,胡彦林,李贵川,等.煤层气短水平段径向钻井压裂技术及应用[J].煤炭科学技术,2016,05:50-53.
[2]邓元洲,罗园,宋军正.石油开采中水平井钻井技术的作用分析[J].化工管理,2016,14:131.
[3]李红伟,张斌.织金区块浅层煤层气J形大位移水平井钻井技术[J].石油钻探技术,2016,02:46-50.
浅谈分支接触网故障自动隔离技术 篇7
关键词：分支接触网,故障,自动隔离技术
1 牵引网的供电方式
牵引网主要分为两方面：1)供电网;2)回流网。它的功能主要是为电力机车传送高质量的电能，主要是电气网络系统。供电网的组成有很多方面：接触线、正馈线以及承力索等等。回流网的组成主要是负馈线以及钢轨。由于供电方式的不同，牵引网的结构也有所不同。牵引网的供电方式主要分为五种，具体如下所示：
1.1 直接供电方式（T-R方式）
直接供电方式是最为简单的方式，它仅由接触线C以及钢轨T两个部分所构成，其投入的成本也是非常少的，维护方便且费用较低。
1.2 吸流变压器供电方式（BT方式）
吸流变压器供电方式中的吸流变压器都是由采取串联的方式进行接触的，其间隔为1.5～4km，主要作用是将地中的电流吸回，从而减少通信的干扰。在两条吸上线之间的距离大约为3～4.5km。
1.3 带负馈线的直接供电方式（T-R-NF)
带负馈线的直接供电方式是对于直接供电方式进行了一定的改革与创新，而在钢轨上，主要使用的是并联架空回流线。这样一来，可以很大限度降低钢轨电位，而通信的干扰便可以受到有效的控制，但是，与BT方式相比，抑制效果则没有那么好。
1.4 自耦变压器供电方式（AT方式）
自耦变压器供电方式的回流线为正馈线AF。自耦变压器主要以并联的方式融入到牵引网中的，它不但对于BT网中所产生的BT分段缺陷，还可以使供电电压不断加大，在牵引网中的阻力变小之后，输送的容量就会变大，而供电的距离也会变长，所以，供电臂的长度最大限度可以达到50千米。
1.5 同轴电缆供电方式（CC方式）
同轴电缆供电方式属于新的供电方式。其同轴电力电缆沿着铁路的线路进行埋设，还可以使供电电压不断加大，在牵引网中的阻力变小之后，输送的容量就会变大，而供电的距离也会变长，所以，供电臂的长度最大限度可以达到50千米。每隔5～10km做为一个分段。
2 接触网故障仿真分析
牵引供电系统的主要特点在于容量大、电压高，如果要进行相关的科研试验是比较困难的。另外，系统的安全运行也不允许进行短路实验。所以，计算机的仿真技术要想建立有关的模型，其中，进行仿真试验是最主要的研究方式和手段。牵引网仿真模型具体如图1所示：
由上图我们可以看出，ZR0表示的是回流线、ZC0表示的是接触网以及Zr0表示的是钢轨的单位长度中的阻抗，而CR0以及CC0则分别对应着回流线与接触网中单位长度对地的电容。
3 故障隔离技术研究
3.1 分支线路故障数据采集与传输
在实际生活过程中，故障检测系统蛀牙位于每一个监测站之中，为了可以更快地响应和排除故障，并且将故障信息可以快速地传递到调度中心，所以，寻找出能够快速的进行反应与传送的方式是非常重要的。其原理示意图主要如图2所示：
从上图中我们可看出它所支持的全速不间断全速采集机制可以使十六个通道一起运转，另外，它还支持同部与外部的触发采集体系。而它主要的工作原理是：由定时器中的脉冲或者是外部的时钟沿着边缘可以开始启动，另外，AD在进行第一次运转之后，它是按照之前设定的通道运行的，并且在启动之后，输入到下一个转换通道之内。
3.2 分支线路隔离装备
在电气化的铁路中，开闭所主要位于牵引网之中，它可以进行故障隔离，还能进行分段保护，它对于分支线路的接触的故障隔离起到了较大的作用。开闭所实质上就是对于所接受的电力进行一定的并合，之后再分配到电力系统中，在不改变电压等级的基础上，只对开关设备乾地开、闭电路的配电所，还可以通过增加高压电网或者增加枢纽站等方式。但是，在开闭所的线路中，一般可以两进多出，根据不同的需求进行设置，进出可以设置一定的断路器以及负荷开关等方式，或者是不加设任何的方式。开闭所主要电气的作用具体如下所示：
1)按照经济运行的方式，将经运行的方式进行一定的改变或是对于设备实行一定的检修，采取倒闸的操作，将一部分的一次电路、设备进行断开或者是将其接通。2)和继电器上面的保护装置采取密切的配合，然后将故障设备或者是故障牵引网快速消除等。
4 结论