井下工作

井下工作（共12篇）

井下工作 篇1

摘要：经济的快速增长, 使我国的社会发展有了明显的变化, 推动了各行各业的前进, 近年来, 随着油田开采勘探的规模逐渐扩大, 井下作业废水处理成为了油田开采中面对的首要难题, 必须加以重视, 本文论述了井下作业废水的来源与危害, 深入对井下作业废水的处理工作进行了研究与探讨, 旨在进一步提高井下作业废水的处理能力, 维护环境健康。

关键词：井下作业,废水处理,工作探讨

在整个油田勘探、开采的过程中, 井下作业施工是不可或缺的重要组成部分, 是保证油田稳定运作的关键保障, 然而在井下作业的施工当中, 会伴随产生各种各样的污染, 对生态环境造成了严重的破坏, 不仅影响了企业的相关项目建设, 而且对生态环境带来了很大的威胁, 基于以上原因, 为了增强井下施工效率, 降低环境污染, 有必要加强对井下作业废水工作的分析与研究, 具有一定的现实意义。

一、井下作业废水的来源与危害

经济的增长, 有效推动了社会发展的整体进步, 给人们的生活质量和环境带来了翻天覆地的变化, 但是单纯的经济利益追求、忽视对环境的保护, 必将给生态环境带来极大危害, 伴随石油开采、勘探行动的频繁与扩大, 人们在获得经济利润的同时, 也面临着重要的环境污染问题, 其中, 井下作业废水处理的难题始终没有被彻底、有效的解决, 成为了阻碍经济发展的拦路虎, 因而必须不断研究与提高该项技术水平, 不过在开始探究实践之前, 首先要了解油田井下作业废水的污染物来源与危害, 这样才能加深了解废水污染物的组成物质和性质, 有利于处理技术的研究, 其实, 井下作业施工由于自身工艺复杂, 因而在实施过程中也产生了众多污染物, 例如:在井下作业中常见污染有化学液体污染、落地原油污染、尾气污染、噪声污染以及井下作业废水污染等, 其中以井下作业废水污染最为常见, 其主要是来源于钻井废水和酸压裂废水, 两者因为具有有害的化学组成物质, 其污染物包含了酸化压裂液体及反应物、原油等, 在井下施工作业的时候, 会有一些液体从井内流出, 影响到井周围土壤、水源以及动植物的正常生长, 因而对生态环境具有很大的破坏作用, 必须加以重视, 不断提高井下作业废水的处理能力。

二、对井下作业废水处理工作的研究与探讨

1. 钻井废水的处理技术

作为油田开采井下作业过程中形成的废水污染之一, 钻井废水中包含了诸如油、酚类、重金属离子、悬浮颗粒、有机处理剂等众多有害物质, 给自然环境造成了极大的伤害, 因而加强对其有效质量显得尤为重要, 尤其需要注意的是, 该类型废水拥有一定的自身特点, 其组成成分中具有极难生化降解的高分子聚合物, 同时也存在着大量的悬浮固体油状颗粒, 而当前的处理方法是借助石灰、纯碱等物质, 加入有机处理剂与无机处理剂来配合使用, 将油类物质彻底去除, 进而使得水质得到净化, 当然该项技术并不是完美无缺, 也存在一些弊端, 需要根据实际情况酌情使用, 例如:利用该种方法处理需要较为高昂的处理费用, 针对钻井废水变化不定的水质情况, 使得技术处理的药剂数量和类型均很难确定, 在无形中给废水处理增加了一定的困难。

2. 酸化和压裂废水处理技术

(1) 酸化废水处理技术

这种废水处理技术通常的作用原理就是在废水池中加入氨水或者石灰, 以便发生中和反应, 等待其呈中性之后, 就可以储存和转运回注了, 同时因为在运用酸化处理技术治理废水时, 所用到的酸化液一般包括了盐酸液与土酸液两种类型, 其中盐酸酸化液中矿化度较高, 并且含有大量的COD, 使得处理起来非常困难, 技术成本变高, 当然, 在经过多年的反复研究与实践之后, 酸化废水处理技术又有了新的发展和进步, 例如:活性炭吸附技术处理工艺, 就是我国四川某油田天燃气所研发出来的, 利用此方法可以让COD含量符合相关规定标准的要求。

(2) 压裂废水处理技术

该种废水处理技术拥有黏度高、COD高以及浊度高等特性, 因而在处理上也具备一定的难度, 通常应用在油田现场中, 用1:10的压裂废水和油污废水体积比混合, 借助高级氧化联合和化学混凝的方法, 来实现去除水中油类物质和COD的目的, 促使水质得到净化, 进而满足相关标准的要求, 所以说, 尽管该技术方法有着不足的地方, 但是对于井下作业废水的处理还是具有一定效果和实用性的, 值得广泛运用。

3. 膜分离废水处理技术

此种井下废水处理技术具有易于操作、高效经济的特点, 通过渗透作用在膜针对不同混合物的不同组成成分时的差异性, 利用外界能量来促使混合物组成成分中的液体或者气体发生分离与提纯, 完成废水处理的整个过程, 并且在此处理过程中不会造成环境污染。

4. 固化法废水处理技术

在井下作业废水处理的过程中, 运用固化法处理不仅相较于传统的化学方法简单便捷了许多, 而且有效节约了固化技术的经济成本, 同时又不会对自然环境产生污染, 所以该技术方法得到了很大范围内的应用, 其作用实施过程主要是先在井下废水池底端铺上石灰, 使其和废水能够充分中和, 发生一定的反应, 同时还应向废水中加入石灰、粉煤灰、水泥、吸水剂等物质, 借助有效的泥浆泵让其充分搅拌混合, 最后待其凝固后, 方可实行填土掩埋, 由此可见, 固化法废水处理技术具备一定的可行性。

总结

综上所述, 在环保意识逐渐提高的今天, 保护环境已经成为了社会各界的共识, 面对油田开采力度的加大, 井下作业废水处理工作变得越来越重要, 如何及时做好防范与排查, 提升处理技术水平, 成为了油田开采项目实施的重要问题, 必须不断深入研究和探讨, 从而找到治理废水的合理方法, 来有效防止环境污染变得更加严重。

参考文献

[1]陈可坚, 李经伟, 谷玉洪.移动式作业废水处理装置的研究[J].石油机械, 2002, 09:23-24+27-2+1.

[2]蔡利山, 刘四海.CX170-1井钻井废水及废钻井液处理技术[J].油气田环境保护, 2001, 04:26-30.

井下工作 篇2

为了提高乌海能源公司井下电工业务技能水平，减少各类机电设备事故和杜绝人身触电事故的发生，促进公司安全生产及机电安全质量标准化水平的提高，根据公司领导要求，结合实际情况，经研究决定特制定《2018乌海能源公司井下电工培训计划方案》，方案如下：

一、指导思想

认真贯彻集团公司和乌海能源公司一号文精神，牢固树立“安全第一，预防为主、综合治理”的方针，坚持“煤矿可以做到不死人”的安全理念，全面落实井下电工安全生产责任制，以质量标准化为基础，狠抓制度落实，保障投入，强化监督管理，不断提高井下电工业务技能水平，有效促进我公司安全生产健康发展。

二、组织机构及职责分工

为加强对员工培训工作的领导，成立培训领导小组。

组 长： 副组长：

成 员：李富强 高耀军 张有东 刘俊奎 罗武军 高永利 栾保全 时海军 姜明学 王 俊 纪检监察部工作人员

领导小组下设办公室，办公室设在机电动力部，由姜文革担任办公室主任。组长负责培训的检查指导工作；

副组长负责培训基地和培训教师的落实及协助组长抓好培训的检查指导工作；

李富强负责教学大纲的编写和设备的调剂；

刘俊奎负责与培训大纲有关的岗位执行流程的编写和考核； 姜明学负责建立培训题库和收集培训视频；

栾保全、时海军负责组织设备的布置摆放及电源的接入； 王俊负责培训方案的编写、设备的调剂及收集所用设备的图纸、说明书等资料；

所有成员是员工培训工作的责任主体，具体负责落实好员工培训工作，并对培训大纲和教案进行审核，既要完成培训工作启动前的准备工作又要兼职培训教师和轮值班主任，班主任负责培训工作的日常管理、考核、总结；

纪检监察部工作人员负责监督小组工作人员的履职履责情况和审核教师、学员的相关资格证书。

三、培训目标

鉴于我公司机电专业业务技术现状，短期目标是全面提高井下电工的业务技能水平。因此，今年的培训计划将侧重于井下电工专业的培训。

1、要熟知本矿供电系统；

2、要熟知各类型开关的操作；

3、要熟知井下供电的漏电、过流、接地、风瓦电闭锁、煤电钻及信号照明综保等五大保护；

4、要能熟练的掌握各类设备的工作原理和接线方法；

5、要能具备清晰讲述各类故障现象和分析故障的能力；

6、逐步达到人人都能独立处理事故的基本能力。

四、培训要求：

1、大力推行矿井机电工作的综合管理，把理论培训、现场操作、使用维护检查的各个环节在日常工作中有机的结合起来。

2、授课人员要课前编写教案，课上认真授课，高度重视此次培训的重要性，按照要求对井下电工专业人员的业务素质进行培训指导。

3、培训以岗位理论知识，专业完好标准，实践操作技能，设备故障排查为主要内容。

4、受培训人员，要求具有较强的岗位安全生产意识，积极参加岗位技术培训工作，不断提高岗位专业技能。

5、要求培训人员要认真学习，做好记录，建立专用学习资料档案，随时查阅学习记录及现场实践操作考核状况，以便进行综合评定。

6、培训学习采取脱产的形式，各矿要积极配合公司的统一部署，认真选派培训人员，协调好生产与培训之间的关系；同时各矿要制定矿级的机电专业培训方案，内容包含组织机构的建立、设备设施的配备、师资力量的组建、场地建设等，必须由机电矿长负责实施。

五、培训内容

1、煤矿安全生产法律、法规及《煤矿安全规程》。

2、管理部门下达的相关文件、规章制度和事故案例。

3、井下电气设备的防爆、完好标准及现场每台设备的控制原理、空载试验方案，主要以移变、开关、综保、变频器、软启动器的接线、设备的拆解组装、设备故障排查等内容为主。

4、岗位技能、业务安全知识、煤矿工人应知应会以及岗位标准作业流程。

5、高压继电保护原理、变电站运行、高压试验技术。

六、培训师资

1、机电动力部业务主管；

2、各单位技能较高的电工；

3、技能大赛获奖选手；

4、技能较高的内退人员（如机电实验室原主任吴江）；

5、大中专院校的专业老师（如乌海职业技术学院的董老师）；

6、设备厂家的技术人员。

七、培训对象

1、各矿从事电工作业的人员；

2、各级变电所操作工及维护工；

3、各矿业务较好的管理人员（考核合格后充当本矿培训的师资力量）。

八、培训基地： 经查看现场和调研，将职工培训中心、机电实验室、平沟煤矿机修厂作为机电专业培训基地。各培训基地承担的工作任务如下：

1、职工培训中心：作为理论培训场所和学员食宿的安排地点。

2、机电实验室：作为电工实操培训的场所，进行移动变压器、组合开关、馈电开关、变频器、软启动、照明信号综保等设备的维修、调试、试验培训。

3、平沟煤矿机修厂：作为采掘设备的维修、调试、试验和钳工的实操培训场地。

九、培训费用：

根据培训方案的编制，培训工作启动和运行包含以下费用：

1、机电实验室需配备一定数量的移动变压器、组合开关、馈电开关、变频器、软启动、照明信号综保、多媒体教学设备、摄影设备、桌椅板凳、电工常用工具、专业书籍、学习用品等设备，这些设备的来源主要是公司内部调剂，如个别设备调剂不来，则需采购新设备，上述工作将产生雇用车辆和设备购置费用，以及房屋装修费用，预算资金元。

2、通勤车、食宿费用：由于机电实验室和平沟煤矿不具备食宿条件，学员的食宿安排在职培中心，早中晚需用车辆接送学员往返于职培中心和培训基地，预算资金元。

3、平沟煤矿机修厂内现有设备的倒运、场地的清理平整、设备的修理安装调试产生费用，预算资金元。

4、培训教师的课时费、学员的激励费用：课时费将按照不低于元/课时的标准支付；考核为第一名的学员奖励元，考核为第二名的学员奖励元，考核为第三名的学员奖励元。

十、前期准备工作完成计划及培训时间安排：

根据机构成员的职责分工，计划按照如下时间节点完成前期准备工作： 1、3月10日前完成教学大纲的编写；3月28日前完成设备的调剂； 2、3月27日前完成与培训大纲相关的岗位执行流程的编写和考核； 3、3月26日前完成培训题库的建立和培训视频的收集； 4、3月30日前完成设备的布置摆放及电源的接入； 5、3月8日前完成培训方案的编写；3月28日前完成设备的调剂及收集所用设备的图纸、说明书等资料； 6、3月26日前确定培训教师名单。

培训工作启动后，每期培训计划10天，理论培训及考试2天，实操培训7天，实操考核及培训总结1天。

第一期培训任务计划于4月2日至4月11日进行，以后每月上旬开班。

十一、管理考核：

1、根据理论与实操成绩考核，总成绩=理论成绩*30%+实操成绩*70%,评出优秀学员第一、二、三名，每名次1人，并将考核评分结果公示。

2、培训学习建立点名册，严格执行学习点名制度，严禁迟到、早退、旷课，培训期间原则上不得请假（婚丧嫁娶等特殊情况除外）；每有一次迟到、早退或请假在总成绩中扣减1分，一次旷课扣5分。

井下工作 篇3

关键词：煤矿井下测量错误措施

0引言

煤矿井下测量是矿山生产建设过程中实现安全生产的重要一环，是一项重要而严谨的技术性工作，是煤矿搞好生产技术管理、实现煤矿安全生产的重要手段，任何疏忽都可能对煤矿生产造成严重的后果，但是在测量过程中难免会出现一些失误，所以测量人员都要养成认真细致的良好习惯，尽量减少由于自己的疏忽而造成错误给生产带来不良后果。下面就煤矿井下测量工作常见的问题及雁崖矿测量工作事例来展开分析。

1井下测量常见的问题

1.1用错导线点前视、后视、或仪器操作员由于不细心而用错了导线点，给测量结果带来了错误。如在雁崖矿在掘进7#416盘区51606顺槽测导线(开口导线)时，由于附近有两个导20点(以前测量时一个为正确点在巷道左帮，一个为不正确点，在巷道右帮，两点均用红油漆标记且记号显示为永久点)，前视和仪器操作员用的是正确的导20(左帮)点，而后视人员却把不正确的导20点(右帮)当成了后视，结果其方位偏差1°34′，因为点位用错在巷道对向贯通时造成2米的偏差，给测量工作带来了不良影响。

1.2工具遗漏进行井下测量工作时，往往到了井下才发现工具没有带齐。比如：忘记带笔、钢尺、垂球、记录本、起始资料或起始资料抄得不全、三角架上的固定螺丝丢了。这些虽是小问题，但到了井下却无法工作，费工费时，又影响了施工队组的施工，给测量工作造成了恶劣影响。

1.3观测员读错数，记录员记错数观测员是测量工作中的关键，一定要细心，但有时也会出现一些意想不到的问题。其读错往往出现在整度上。如弯道标定时，其中前视读数为180°整，此时度盘刻画线179°和180°两个数正好卡在游标线的两端。仪器操作员错把1800°读成了179°，方位正好错了1°，又用这错误的成果来进行了标定，最终造成测量错误。记录员与观测员应互相报数，因为井下环境噪声大很容易因没听清造成记录员记录错误，如：在噪声影响下观测员的读数17°16′很可能被记录员听成17°46′，这就为测量方向的正确传递带来隐患。

1.4标定完中腰线应及时观测符合测量工作要求环环相扣，差之毫厘，谬以千里。弯道标定完之后，应及时对标定的中线进行检查，后视、前视再测一个测回的水平角，检查一下所标定中线是否正确，误差不超过2分，否则需重新标定。在1985年，雁崖矿就发生了上边提到的读错1°的测量事故，当时没有进行检查，等巷道掘进到100左右米才去测导线，巷道已偏至2米，为保证工作面正常布置只好重新开口，给企业造成了很大损失，也为测量工作带来了不光彩的影响。腰线标定后也应进行检查。2009年6月在标定11--2412盘区皮下山开口腰线时由于未进行检查，粘点人员无意识把腰线前点多抬高了10cm，当再次去标定腰线时发现开口腰线错误时，已造成20米的巷道坡度偏大，给测量工作带来了极大的负面影响。

1.5方位推算错误由于是在井下作业，现场标定，所以记录员要在记录的空隙进行水平角、倾角的推算，还要推算出本站的方位角、现场标定角等。整天和数字打交道，不知何时就出现了问题，推错了方位，推错了标定角，当然在井下的现场标定肯定也错了。升井后，有时又不及时计算检查，对井下工程造成的损害更加严重，有时甚至出现误透老巷、瓦斯超限等重大事故，因此，升井后应及时整理计算，发现问题及时更改。2004年雁崖矿在补掘14—3416盘区轨道巷时由于推错了方位角(实际比设计小了1°)而升井后又没有发现方位角推算错误，贯通后造成0.9米的贯通误差，给轨道铺设造成一定的难度。

1.6复测不及时测量工作应步步有检核，对测量成果要及时进行复测，规程中规定300m必须进行复测，而有时由于掉以轻心，复测距离可能更远。雁崖矿14-3416盘区21612(该工作面为盘区最后一个工作面，周围为采空区)运输顺槽复测导线400多米没测，由于受动压影响，导线点下沉、产生位移，当复测完导线至迎头时，与初测导线相差10分，巷道中心线偏离原来中心线1.3米。该巷道要安装皮带运输煤炭，偏离太大，巷道不能安装皮带，不得不退回来重新掘进。造成局部巷道断面太大，不好维护，施工又不好进行，给安全和生产带来了极大困难，给测量工作带来了很大被动。

1.7记录本的记录不全虽然规程有规定，但是由于在井下作业，测量人员有时也犯急燥的毛病，记录数字不全，如仪器高、前视点高、点距两帮的距离、巷道高度等等。特别是测量最后一站的前视点高，往往由于急着标定，而忘记记录。升井后，整理资料时无法推出最后一个测点的高程。

2解决措施

2.1严格遵守测量操作规程严格执行《煤矿测量规程》，及时复测井下各类导线。我们采用的方法是重叠式测量。即在本次测量中，要把上次的测量结果进行复测。同理，下一次的测量要把本次的测量成果进行复测。若检查角不附合规程要求，应退回上一站进行重测，直到检查角符合规程为止。按规程要求，每100m测量左右测一次导线。这样，即使出现错误，也可及时把影响消除最小范围内。

2.2认真清理测量场地每次测量时，都要把测点周围无用的线绳、标记毁掉，导线点应用红漆或白漆标注清楚，以防以后用错测点。同时，每次测量时前视应把导线点亲自指给仪器操作人员。同样，仪器操作人员应把测点亲自指给后视，这样可以避免用错测点，造成不必要的损失。

2.3精心做好准备工作下井进行测量工作前，应注意清点应带的东西。可以在仪器旁写一清单，仪器、笔、记录本、垂球、起始数据、三角架、钢尺。仪器要现场开箱检查，三角架要检查有无固定螺丝等，同一个测量地点尽量用同一记录本，这样起始数据一般能在上面找到。

2.4人员间保持联系操作员和记录员要进行相互提醒，在离开现场前，应检查各种记录是否齐全，不要急着升井，而导致记录不全，给升井后的内业工作造成麻烦。

2.5认真做好整理工作在进行最后的标定时，操作员和记录员要互换工作，操作员应严格地重新把测量资料进行检查，确保无误，方可进行标定。若发现标定方位与实际巷道方位出入在5分以上，应再次检查记录、方位，确定无误后方可继续标定。同时升井后应及时进行计算，最好当天就要把测量结果计算出来，最迟第二天就要计算出来，如发现有误，要立即进行改正。

2.6加强业务培训，提高测量人员素质应加强对井下测量人员业务技术水平的学习提高。使他们尽量多练习，熟悉测量规程标准，熟练掌握所使用仪器的性能，对于在读数中出现的各种问题，如整度的读法，水平角在不规则情况下的推算等方面进行强化。同时，在实际工作中，若发现方位角与设计巷道的实际方位出入在5分以上，而测点基本上都在巷道的同一个位置上；在直线巷道的延线中，水平角出入在10分以上。此时，应对此水平角进行复测检查，若无误方可继续进行测量。另外要保持测量数据的对算原则，增强数据互检。

3结束语

井下工作 篇4

近年来, 煤矿井下高压大多数采用6k V直接供电。而在生产运行中, 煤矿井下工作环境恶劣, 生产条件差, 受到挤压时, 造成电缆外皮受损而产生短路故障。短路故障发生时下级系统的短路电流比上级系统的大, 假如下级的短路电流越过上级系统微机综保的整定值, 会使上级微机综保误动作造成越级跳闸。如果越级跳闸到井下中央变电所, 不仅会影响井下工作面的生产, 还会影响井下风机、水泵的正常工作, 严重时瓦斯超限, 威胁井下工作人员的生命安全。因此, 对井下高压线路越级故障分析, 给出解决方法, 对安全隐患的减少、保障井下人员生命安全具有重要的作用。

1 产生越级跳闸的原因

1.1 环境原因

高压防爆断路器由于温度、海拔等原因卡壳, 会造成开关拒动而引发上级保护动作, 引发系统越级跳闸。

1.2 整定时间不合理

在国内的短路保护要求动作时间<0.2s, 也就直接向煤矿井下供电的上一级开关保护动作时间0.2s, 在如此短的时间内实现保护器上的配合, 无论在理论上还是现有的设备制作水平上都很难实现。

1.3 因供电设计原因

陈刚等[1]指出井下供电系统发生短路时, 短路电流不流入微机综保的电流互感器, 电流互感器由于无法测出故障电流会造成开关不跳闸。董伟俊等[2]中指出开关的选择配合上要严格可靠, 尽量在一路供电系统中选择一种类型的开关, 避免因为保护方式的不同而引起开关的跳闸。

1.4 失压保护导致

井下保护开关分为2级:一级是保护装置带的 (可整定) ;另一级是失压带的脱扣线圈, 动作及时间 (不可整定) 。馈线距离母线很近的地方发生短路故障时母线电压短时失压, 该母线上其他开关的失压保护动作导致越级跳闸。

1.5 级联层次多

地面总变电所、井下中央变电所、采区变电所、继电保护由于种种原因造成保护不动作、动作但出口不跳闸、或者继电保护动作时延不准。

2 井下电网越级跳闸的主要原因分析

1) 煤矿井下的电网一般情况下采用多段短电缆, 一旦发生短路故障时速断保护装置有时无法分辨, 而在这些线路中有的速断保护装置几乎没有保护范围。井下的供电系统发生短路故障时, 短路电流会很大。从设计的角度看, 上下级会有一定的级差, 即使有级差也起不到分级跳闸的作用, 会使上下级同时动作或者上级先动作而越级跳闸。而像电缆大截面、长线路, 短路故障时短路电流大, 也会引起保护装置越级跳闸。对于微机综保装置来说, 短路电流超过其整定值, 微机综保装置就跳闸, 短路电流的大小并不影响微机综保装置的跳闸时间, 所以当上级微机综保装置跳闸时, 将与下级同时动作;

2) 微机综保装置由于受时间等原因, 部分煤矿使用的是老式保护器, 有的已经滞后于现在技术的发展。其中在某些老矿里继电保护器有的已经出现保护动作的偏差, 长期的处于工作状态, 可能会出现偏差;而井下阴冷潮湿的环境, 也会使开关因生锈导致无法正常工作, 这些都可能造成保护装置拒动、误动。部分煤矿已开始使用新的微机综保, 但某些微机综保只是在旧式基础上改造的:没有抗干扰的措施, 容易受到外界的干扰, 并不是真正意义上的微机保护。

3 防越级跳闸方案研究

3.1 重要负荷应采用独立双回路供电

对于井下重要负荷, 如风机、水泵等, 应按照《煤矿安全规程》采用独立供电的方式。对某些重要的一、二类负荷, 采用不同供电等级的双回路供电, 以确保重要的负荷有较高的供电安全性。

3.2 使用智能化微机保护装置

短路事故发生在井下时, 微机综保装置应在最短的时间内有效的、有选择性地切除故障, 使非故障线路能够保持继续运行, 将故障线路影响在最小范围内, 微机综保在保护时间内不应拒动、误动。根据《煤矿安全规程》第457条的规定:地面变电所和井下中央变电所的高压馈电线上, 必须装设有选择性的单相接地保护装置;供移动变电站的高压馈电线上, 必须装设有选择性的动作于跳闸的单相接地保护装置。井下低压馈电线上, 必须装设检漏保护装置或有选择性的漏电保护装置, 保证自动切断漏电的馈电线路等。随着微机保护自动化系统在煤矿的逐步推广应用, 新型综合保护装置具有体积小, 安全防爆、可靠性高等特点。

4 解决煤矿井下工作防越级跳闸问题的建议

1) 分布式区域保护;

2) 各级保护构成区域保护系统, 有机配合;

3) 实现选择性跳闸;

4) 站内保护配合:硬接线传递闭锁信号;

5) 联络线路配合:专用光缆传递闭锁信号;

6) 出线侧保护器通过网线与上级联络, 当t0时出线1故障, 进线保护器发出闭锁信号, 进线闭锁, 当t3时跳出线1。对于一些改扩建项目, 对经济方面的要求, 也可以减少出线保护器数量, 只在进线侧装也可以有一定的保护效果。

其次, 井下也有些短路故障是人为引起的, 为了最大程度的减少越级跳闸故障的发生, 加强矿井机电人员的安全培训也是必不可少的。

5 结论

本文主要分析了井下产生越级跳闸的原因, 并根据实际情况提出了解决方案。采用新型智能化的微机保护装置, 能有效地改善因越级跳闸造成的大面积停电事故, 提高生产效率。造成井下电网越级跳闸的原因是多方面的, 本文只是对井下电网越级跳闸产生的主要原因做了简要分析。

参考文献

[1]陈刚, 马志云.一次越级跳闸事故的分析[J].电工技术杂志, 2001 (5) :49.

井下作业工作总结 篇5

知识总结如下：

1、平台修井设备



    初上平台，首先看与作业有关的基本设备：

泥浆泵型号F-800，泵冲110~160冲/分，缸套是100~170mm，最高可打压5000psi，排量每冲大概是每冲0.6m3。泥浆池共3个，容量是1#罐 22m3 2#罐容量48 m3 3#罐与计量罐在一块总容量56m3，计量灌10m3。

沉沙池上面有三管线：泄压管线、反循环返出管线、正循环返出管线。万能防喷器工作压力3000psi，内通径是7-1/16“。

柴油机：型号3306，功率300HP。吊车主钩28T 副钩3.5T。平台所用的钻杆是3-1/2”的，扣型310。

2、工具的学习

（1）工具及其功能（主要是一些不太熟悉的工具）

静态漏失：泥浆泵停止灌液一段时间之后，再从泥浆池灌液直至井口，直到灌满，看泥浆池（池里有刻度）减少了多少，就可以得到漏失量。

动态漏失：在建立循环的情况下，看泥浆池的减少量，就可得出一段时间漏失量。方余：是钻具入井后，留在钻台面以上的部分的长度。方入：是钻具入井后，进入在钻台面以下部分的长度。树帽扣型：3-1/8“ 3M×5-1/4”-4ACME×3-1/2“EUE

打捞杯：本体与环空用来打捞一些难以循环出来的铁屑，铁块，胶皮等。

定位密封：与插入密封相比最大的区别在于有NO-GO部分，用来定位，在打捞过程当中，NO-GO经常用于增加打捞精度。

油管挂：长度是从本体到下脖子的位置，内部有BPV螺纹，用来安装背压阀。丢手工具上体内部的J形槽形状是，丢手下体在外壁有三个凸耳，挂在J形槽结构里，因此，在脱手时，下压、正转、上提脱手。

中和点：中各点是整个钻柱不受拉也不受压的一点，比如上提悬重32T下入悬重是30T，悬重31T的位置就是中和点的位置。

泄油阀：里有剪切销钉，下边有一托盘（在负压反涌的时候上边那一个没有托盘），投棒剪切销钉，用来打通油套环空，建立循环通道，洗压井用。

安全阀：与放气阀是一个管线，中间通过三通相连，在接三通的时候注意放气。放气阀：用来释放生产出和分离出来的气体，通过液控管线接到地面，控制开关。泵工况：一个sensor用来监测地层状况，如果地层压力温度，吸入口压力等数据。动力电缆：下边是4#电缆，上面是2#电缆。

启泵电压：启泵的时候由于电缆有电阻，在传输过程中，电压会下降，1000米大约80V，在地面应该把这个压差补上。

螺杆泵：由抽油杆、转子、反洗阀、定子、限位器、支撑卡瓦、引鞋等组成。

转子：上接抽油杆，外边是螺旋状花纹，转子在弹性橡胶内以较低速行星转动将介质螺旋挤压出去，每隔一段油管会接扶正器，扶正抽油杆。

定子：里面有胶皮，与转子配合，转子转动，使整个泵的容积变化增压，抽出油。抽油杆：最下端是转子，最上端是地面驱动，传递扭矩，外径是28mm。支撑卡瓦：在限位器下面，用来支撑到套管壁上，固定螺杆泵。倒扣块：潜油泵的电机上焊有倒扣块，防止电泵倒扣。

油补距：从油管四通上法兰到钻台的距离，CB是从油管四通到海平面的距离。

坐封球：顶部封隔器坐封球1-7/16″备用球是1-3/4″，第一次坐封失败时，再投备用球。防砂的时候在钻杆上标记：R反循环位置C冲砂位置S坐封位置。

在单层防砂之中：在坐封位置上提2ft是冲砂位置再上提7ft是反循环冲砂位置。钢丝工具串最大外径是是58的。

冲管：防砂过程中冲管是内层冲砂管柱，作为冲砂液流通的通道。

打捞筒：篮瓦有不同的型号，6112系列的，其外径相同，只是内径不同，用同一个打捞筒，适用于不同的打捞范围。在工具串下井过油管四通时一定要缓慢下放，防止损坏油管四通。几个重要参数：上提下放悬重、漏失量，泵压，扭矩、漏失量。电测校深：在射孔之前电缆测深，利用CCL同位素定位，对节箍，测GR和CBL曲线校深。套管底部有同位素短节，GR参数是不变的，通过GR与CBL双重定位主要是比较峰值，峰值相接近为准。

反循环冲砂：反循环可以增加管内的泥浆流动速度，携砂能力强，正循环容易卡。螺杆泵拆装设备：抽油杆卷盘、底座、导管、驱动头（通过链条将抽油杆抽出）

压力短节：为了好接液控管线，向下传压，加工成中间粗的部分，中间一凹槽，便于过小扁电缆。

循环测试：下放钻柱至循环位置，关BOP，进行正循环测试，以便确认循环位置及测试地层情况。

挤注测试：在循环位置，关万能（必要时关半封），进行底层挤注测试。挤注测试是为了衡量地层的可压裂开来的能力，以供选择合适的砾石充填方式 防砂液流通通道：混砂泵—固井泵—方井口—管柱—钻井四通—高压管汇—方井口—沉砂池—泥浆池。

负压返涌：RTTS封隔器座封之后，投棒砸泄油阀，由于RTTS封隔器以下的管柱环空与管柱打通，钻杆内没有灌满泥浆，因此形成一个负压，环空里的液体会大量进入钻杆内部，达到清洁炮眼的目的。压力大小由钻杆内灌的液面高度有关，液面越低，负压值越高。投棒后立刻接管线反循环，观察返出。压力是每1000米10MPa。（2）工具扣型

► 钻杆扣型

   

  钻杆扣型由三个数字表示，第一个数表示尺寸(一般有2～7)：2代表2-7/8″； 3代表3-1/2″； 4代表4-1/2″；5代表5-1/2″； 6代表6-5/8″； 7代表7-5/8″；

第二个数表示扣型（有1、2、3），1代表IF;2代表FH;3代表REG； 第三个数表示公母（用0和1表示）0---母扣； 1---公扣

IF每英寸4扣，相对扣要粗些，且锥度小些，REG每英寸5扣，相对扣要细些，且锥度大些。尺寸范围为2-3/8″到4-1/2 ″，大于4-1/2 ″的无IF，通常是REG，其中7-5/8 ″以上无REG。如果按外观大小算，IF整体大一号，就是相对来说，2-7/8″IF与3-1/2″REG大小相当，因此，在辨认的时候要注意，一方面看锥度，另一方面看扣的粗细程度。► 油管扣型

本次见的的油管扣型有EU和NU

其中EU和NU的区别如下：EU（External Upset）为外加厚，即在端部造扣部分有一突出的加厚部分，每英寸为8扣；NU(Non-upset)没有外加厚部分，为每英寸10扣。

在4-1/2″以上无EU和NU，为LTC和STC，其中LTC扣的有效距离长，而STC扣的有效距离短，均为圆扣。  

   整体看油管和短节，EU在是端部加厚，NU是端部没有加厚，对于变扣，还是要看，NU扣要致密些，螺纹细致，螺纹深度较深，三角型扣。

EU扣常见尺寸有2-3/8″、2-7/8″、2-7/8″、3-1/2″、4″和4-1/2″等。NU扣常见尺寸有1.9″、2-3/8″、2-7/8″、3-1/2″和4-1/2″等。► 冲管的扣型

常见的冲管扣型有HYDRILL CS、HYDRILL

511、TSWP

HYDRILL CS为1.9寸且为外加厚（端面有加厚），HYDRILL 511为2-7/8″且由细到粗, TSWP为4″为双台肩密封。►筛管、盲管扣型

BTC：为偏梯扣纹；常见的尺寸有5-1/2″、6-5/8″、7″等。

STC：为短圆纹，常见尺寸有4-1/2″、5-1/2″、6-5/8″、7″、7-5/8″等。LTC：为长圆扣，常见的尺寸有4″、4-1/2″、5-1/2″、7″等。►密封单元专用扣

本次防砂用的大MB，密封单元是ACME扣型，常见尺寸有3.25″、4″（3-5/8″）、4.75″、6″。►由壬扣

常见的有1502、602。一般用于高压管线和循环头上 ►套铣管和铣鞋

套铣管和铣鞋是FJWP扣，双级扣。虽然同样是FJWP，但是也有粗有细的，与套铣筒连接时中间需要变扣。

本次钻铤是4-3/4″是2-7/8″REG扣，3-1/8″小钻铤的扣型是2-3/8″REG。

3、主要作业过程及钻具组合（1）套铣桥塞

5-3/4″铣鞋+变扣+5-3/4”套铣管1根+顶部接头（5-3/4″FJWP×310）+变扣+打捞杯2个+变扣+3-1/2”IF短钻杆（1.4m）+4-3/4“震击器+4-3/4”钻铤6根+3-1/2“IF钻杆1根+3-1/2”IF钻杆86柱+3-1/2“IF钻杆87柱下单根+方钻杆。（2）刮管洗井

刮管器+ 3-1/2”IF短钻杆（1.40m）+4-3/4“随钻震击器+ 4-3/4”钻铤（3根）+ 3-1/2”钻杆90柱，其中短钻杆一方面用于配长，另一方面紧扣和吊装方便。（3）射孔

5“射孔枪+机械点火头+2-7/8”EUE油管2根+减震器×2（ID：2.36“）311×310+4-3/4”震击器 1根+ +3 1/2“钻杆86柱 射孔参数： 枪直径

炮弹药量（克）孔密

孔径（mm）相位

发射率

（4）负压返涌           

     盲堵+2-7/8”EU油管1根泄油阀2-7/8”EU B×P（带底盘）+2-7/8”EU油管4根+泄油阀2-7/8”EU B×P（不带底盘）+2-7/8”EU油管1根+变扣（2-7/8”EUE P×310）+3-1/2”IF钻杆2柱+7”RTTS封隔器+安全接头+变扣+震击器+3-1/2“IF钻杆第3柱到第87柱（5）再次刮管洗井

2-7/8”油管引鞋+变扣（310*2-7/8“ EUE P）+变扣(331*311)+7”刮管器+ 3-1/2”IF短钻杆（1.40m）+4-3/4“随钻震击器+ 4-3/4”钻铤（3根）+3-1/2”钻杆90柱 引鞋用于冲砂，防止砂卡，清洗井眼，便于防砂顺利进行，（6）防砂

►第一趟防砂管柱： 盲堵+4“NU绕丝筛管（28.435m）+变扣（4”NU P×4-1/2“STC B）+4-1/2”STC盲管（15.505m）+“SC-1”顶部封隔器总成+变扣（211×310）+3-1/2“IF短钻杆+3-1/2”IF钻杆； ►第二趟防砂管柱：

“S-22B”snap latch+4“NU绕丝筛管（8.83m）+变扣（4”NU P×4-1/2“LTC B）+4-1/2”LTC盲管（12.44m）+“SC-1R”顶部封隔器总成+变扣（211×310）+3-1/2“IF短钻杆+3-1/2”IF钻杆；下入2柱3-1/2“IF钻杆（7）丢手生产管柱

2-7/8”SNU圆堵+2-7/8“SNU油管2根+2.313XU滑套（打开）+2-7/8”SNU油管短节1根+2-7/8“SNU油管3根+3.25插入密封+2-7/8”SNU油管短节2根+2.313XU滑套（关闭）+2-7/8“SNU油管3根+变扣+4”定位密封及变扣+2-7/8“EU油管短节+变扣+丢手下体+丢手上体+3-1/2”IF钻杆短钻杆+3-1/2“IF钻杆。（8）生产管柱

扶正器+泵工况+电泵机组＋泵头+泵工况传压短节及变扣＋3-1/2”NU油管2根＋泄油阀＋3-1/2“NU油管128根+2.313”R坐落接头及变扣＋3-1/2“NU油管2根+过电缆封隔器及变扣＋2-7/8”NU油管短节1根＋变扣+3-1/2“NU油管2根＋3-1/2”NU油管短节1根+2.813“井下安全阀及变扣＋3-1/2”NU油管短节1根+3-1/2“NU油管15根＋3-1/2”NU油管短节2根+3-1/2"NU双公短节＋油管挂

电缆护罩入井数量要记好，以后修井要用，下钻过程要注意防上井下落物（9）钢丝作业

绳帽+万向节+加重杆+万向节+加重杆+万向节+机械震击器+送取工具。（10）启泵： ►A井启泵：

测试电缆对地绝缘和三相直流电阻

试启泵 电压、频率、过载电流、欠载电流开泵

观察油压变化，有产出之后，关生产翼阀，憋压判断电动机正反转 倒相序，启泵，观察油压变化，关生产翼阀憋压，看油压变化。

启泵，判断正反转正转电流大，憋压之后压力上长速度很快，返出量大，反转电流小憋压后上长慢。通过对比找到正转相序，然后正式启泵。►B井启泵：

B由于供液量不足而关停，现在决定启泵，观察，判断泵情况。中控测试静液面

测试三相绝缘和相间直流电阻

设定过载电流 120%，和欠载电流 23% 启泵频率35HZ

井下工作 篇6

关键词：煤矿；井下；人员管理

中图分类号：TD76

文献标识码：A

文章编号：1000-8136(2009)20-0093-03

在近几年发生的多起煤矿重大安全责任事故中，反映出了一个共性问题：即部分煤矿生产企业劳动组织管理混乱，表现为职工考勤制度执行不严，提前升井现象十分普遍，下井登记、检身管理混乱，煤矿井下人员的数量、实时分布情况难于掌控。

1煤矿井下作业人员管理系统工作原理

煤矿井下作业人员管理系统由软件系统和硬件系统组成，其中，软件系统包括应用软件和嵌入式软件两部分，主要完成信息的采集、识别、加工及其传输，构建不同的应用系统。硬件系统包括地面监控计算机、传输适配器、射频读写器、射频识别卡和天线等组成，见图1。主要完成信息采集和识别，从而实现人员识别、人员定位的功能。

1.1井下作业人员管理系统硬件设备工作原理

1.1.1射频识别卡和读写器工作原理

(1)射频识别卡：每个射频识别卡具有唯一的电子编码，其内部储存着特殊信息，用来标识目标对象。识别卡平时处于睡眠状态，当进入系统工作区后，射频卡被激活工作，进行射频数据的收发。识别卡通常随身携带。射频识别卡通常集成有射频前端、逻辑控制、存储器等电路，有的甚至将天线一起集成在同一芯片上。当射频识别卡进入读写器的射频场后，由其天线获得的感应电流通过射频前端电路检得数字信号送入逻辑控制电路进行信息处理；所需回复的信息则从存储器中获取经由逻辑控制电路送回射频前端电路，最后通过天线发回给读写器。

(2)射频读写器：每个监测点安装一个射频读写器，射频读写器将低频的加密数据载波信号经发射天线向外发送，用来激活进入该区域的识别卡；同时把接收天线接收来的识别卡的高频载波信号进行放大、解调。提取有效的数字信号通过RS485等总线传给地面监控计算机。

RHD读写器，读写模块的核心部分包括一个控制用微处理器和一个RFID基站芯片。它能独立完成对符合ISO15693标准卡片的所有操作，它还具有与用户主系统的串行通信能力，可根据用户系统的命令完成对RHD卡的读写操作。并将所得数据返回给用户系统，这个用户系统可以是一个主控板或PC机。

RFID读写模块提供多种通信方式与用户系统进行通信，极大地方便了用户的连接。RHD读写器，读写模块硬件主要由中央微处理器(89C52)、RFID基站芯片、高频电路、模块天线、RS232通信电路、复位电路、LED状态显示和喇叭驱动电路等组成。其硬件结构见图2。

1.1.2天线设计原理

射频天线含发射天线和接收天线，与井下射频读写器连接，形成监测点，完成与识别卡的通讯。发射天线用于发射天线电信号以激活识别卡，接收天线接收识别卡发出的无线电信号。射频天线固定在巷道顶部，采用同轴电缆与监测点连接，连接距离不大于10m为佳。

RFID的天线主要有线圈型、微带贴片型、偶极子型3种基本形式的天线。其中，小于1m的近距离应用系统的RFID天线一般采用工艺简单、成本低的线圈型天线，它们主要工作在中低频段。而1m以上远距离的应用系统需要采用微带贴片型或偶极子型的RFID天线，它们工作在高频及微波频段。在远距离耦合的RHD应用系统中，最常用的是偶极子天线(又称对称振子天线)。偶极子天线及其演化形式见图3，其中，偶极子天线由两段同样粗细和等长的直导线排成一条直线构成，信号从中间的两个端点馈入，在偶极子的两臂上将产生一定的电流分布，这种电流分布就在天线周围空间激发电磁场，利用麦克斯韦方程就可以求出其辐射场强。

当单个振子臂的长度为λ／4时，输入阻抗的电抗分量为零，天线输入阻抗可视为一个纯电阻。在忽略天线粗细的横向影响下，简单的偶极子天线设计可以取振子的长度为λ／4的整数倍。如工作频率为2.45GHz的半波偶极子天线，其长度约为6cm。当要求偶极子天线有较大的输入阻抗时，可采用图3(b)的折合振子。

1.1.3地面监控计算机

通过对读写器传送来的编码信号进行分析，识别出人员的身份、位置，并将相关信息进行实时显示、存储，可直观动态显示井下人员的分布情况。

1.1.4传输适配器

传输适配器安装在监控计算机旁边，作为数据传输接口，适配器带有RS232／RS485接口，可以连接多个监测点，实现20km以内的远距离信息传输。根据巷道分布图布置监测点，各监测点通过矿用通讯电缆或光缆组网，与传输适配器连接，传输适配器通过RS232与监控计算机连接。

1.2井下作业人员管理系统软件设计工作原理

煤矿井下作业人员管理系统软件设计分为嵌入式软件和应用软件，嵌入式软件主要针对井下硬件设备开发，完成井下实时数据的采集、传输及处理，形成井上数据库；应用软件以数据库为核心完成井下人员定位系统的员工管理和考核统计等功能。嵌入式软件设计主要包括读写器软件设计和射频识别卡软件设计。

1.2.1读写器软件设计

读写器上电，电源指示灯亮，经初始化后，首先从拨码开关上读取相应的信息，然后确定本机的地址、要采取哪种无线通信协议，采用多大的通信速率进行数据上传。按照确定无线通讯协议接收射频识别卡信息，接收到，同时进行声光提示。如果协议需要校验，则对接收到的射频识别卡进行相应的校验，校验合格后，识别卡信息加上进入标志一起存入上传通信缓存区，同时，也把识别卡信息写入无线接收存储区，该识别卡进入时间计数器开始计数。在一段时间内，若这张标识卡信息再次被接收到，则计数器清零，重新计数；否则，把标识卡加上出去标志一起存人上传通信缓存区，清除该标识卡在无线接收存储区的信息。在此期间，接收到上传数据的命令，经验证命令准确，则按协议上传数据，同时通信指示灯闪烁，待接收到下一帧数据，同时把前一帧数据从上传通信缓存区清除。

1.2.2射频识别卡软件设计

识别卡软件主要有以下3部分组成：主程序模块、电源低电压检测程序模块、组织发送数据程序模块。主程序模块实现对微处理器MCU和发射芯片的初始化配置，然后进入掉电模式，以节省电能；电源低电压检测程序模块负责对电池电压的定时监测，在识别卡上完成欠压指示功能的同时，把欠压信息送人发射缓冲区，作为识别卡发送数据包的一部分进行无线传输；组织发送数据程序模块完成接收地址、识别卡号、校验码及电池状态等有效信息由微处理器到发射模块的低速传递。其中，电源低电压检测程序和组织发送数据程序共同构成识别卡的中断程序。

1.2.3上位机应用软件界面设计

为了达到直观、形象、动态地显示井下巷道布置情况，准确

地实现人员定位的目的，大多数系统会引入第三方图形控件，将井下巷道布置图引入到上位机软件中，可以在图形上实时观察各个站点的人员信息，当发生异常时候还可以监测到实时报警信息。在上位机软件主界面上可实现如下功能：

(1)定位：在图形上标注不同的区域，通过上位机软件对采集到的数据进行处理，将各个区域的数据信息显示在图上对应的位置，并可查看当前该区域有哪些人员。

(2)实时显示：可在界面上查看各个区域人员的流动情况。包括进出限制区域、中点区域时间，超员报警、超时报警、工作异常报警等。

(3)报警功能：可通过设定下井时间，对下井超过一定时间的人员提示报警，并给出相关人员的名单等信息；可对进入一些重要位置、危险场合的人员进行报警，从而有效阻止人员违章进入，并将违章人员记录在案。

(4)模拟动画：可对图片进行放大、缩小、漫游等功能。可以监测特定人员的活动路线，可实现指示灯、区域信息分类显示、历史轨迹回放等功能。

2煤矿井下作业人员管理系统应用探讨

2.1井下作业人员管理系统使用情况和存在的问题

针对目前煤矿井下还普遍存在入井人员管理困难，井上管理人员难以及时准确掌握井下人员的分布及作业情况，一旦发生事故，抢险救灾、安全救护的效率低，特别是事故发生后对矿井人员的抢救缺乏可靠的位置信息现状。最近几年。很多厂家在已有监控系统的基础上陆续推出了基于无线射频识别技术(RFID)的“矿井人员跟踪定位及考勤管理系统”。在一定程度上解决了煤矿的这些困难。因此，国家最新颁布了《A06210-2007煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件》和《AQ1048-2007煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范》。山西省要求所有煤矿全部安装井下作业人员管理系统。然而市面上取得国家允许的煤矿安全生产标志证书的厂商很多，煤矿在对井下作业人员管理系统进行选型时，由于缺乏经验和相关产品的专业知识。在选择产品时存在一定的盲目性，致使煤矿上安装的很多系统在运行过程中仍表现出稳定性较差，需要长期投入大量的人力和物力去检修和维护，煤矿的安全生产仍然受到一定的影响。相当一部分系统不能准确、有效地对入井人员进行实时监控。主要暴露出了以下缺陷：

(1)功能不完善，可靠性不高，不能实现100％的人员识别区域定位，易出现“多卡”、“漏卡”或“一卡同时多位置”等井下人员所在区域与地面控制中心反映的实时情况严重不符的问题。

(2)识别目标的距离较短，识别时间延时长，对快速通过的目标不能及时识别，造成实现系统扩展车辆定位功能瓶颈。

(3)系统无线传输过程中，抗干扰性能不强，校验机制不理想，信号失真或丢失问题严重。

2.2井下作业人员管理系统的缺陷分析及解决方案

事实上，目前煤矿作业人员管理系统出现的上述缺陷归根于无线射频技术中无线信号传递的缺陷，要保证每一次无线信号传递的有效性，就要保证信号的传输强度和读取信号的时间。目前，国内各个厂家开发的矿井人员定位射频卡所使用的频率主要集中在433MHz和2.4GHz两个频点，这两个频点各有特点，在此作一个比较：

在正在制定的《煤矿井下人员位置监测与管理系统通用技术条件》中明确说明：无线工作频率宜在433MHz、862MHz～928MHz、2.45GHz、5.8GHz等中选取。

下式为无线信号在空气中传输时的损耗计算公式：

Los=32.44+20lgd(km)+201gf(MHz)

Los是传输损耗，单位为dB；d是距离，单位是km。f是工作频率，单位是MHz。

可见，传输损耗与频率成正比，即频率越高，传输损耗越大；或者说在同样传输损耗情况下，传输距离与频率成反比，即频率越高，传输距离越短。故：

(1)目前的2.4G设备信号传输距离短(一般为10m～30m，可靠通讯距离10m)，传输过程信号衰减大，信号穿透、绕射能力弱，易被物体遮挡。

(2)433M信号传输距离长，穿透、绕射能力强，传输过程衰减较小。在矿井人员定位这一特定的射频技术应用中，所需要传输的数据量很少。一个射频卡一般1至几秒才发送一次数据，每次也只需要发送几个字节。因此完全不需要很高的通讯速率。433MHz下的通讯速率已经完全可以满足200个卡的并发识别数量。

影响漏卡率的关键因素是信号质量而不是传输速率，如果信号很弱甚至收不到信号，那么速率再高也没有用。确保收到信号才是根本。目前人员定位系统在实际使用中出现的漏卡现象，其实当时分站附近的人员数量并不多，一般也就20～40人，远远没到200人的并发识别数量极限，所以主要的原因决不是传输速率的问题，而是因为分站信号覆盖范围太小，特别是对于2.4GHz这样的设备，因为遮挡和距离对其信号影响很大，在很多情况下会出现某些卡的信号收不到，进而导致漏卡。

所以解决漏卡问题的关键是提高分站信号覆盖范围，确保分站能收到每个射频卡的信号并有足够的读卡时间。

矿井人员定位是非常简单的射频技术应用，目前所采用的射频收发芯片，无论是433MHz，还是2.4GHz，其芯片的结构和技术含量都差不多，很难说谁比谁更先进。2.4GHz技术的先进性实际体现在基于该频点上所开发的带有复杂智能协议的应用，如无线局域网、蓝牙、无线传感器网络ZigBee等，它们的先进性体现在复杂的协议和应用上，如智能网络和自组网技术等，而绝不是体现在射频收发采用了2.4GHz这个频率。在矿井人员定位这个特定的应用中，如果说2.4GHz比433MHz先进，那是偷换了概念。而实际上2.4GHz通讯速度较快的优势在此应用中并不能得到体现，相反它的缺点却明显地表现出来，如信号弱、通讯距离短、信号易被遮挡等，甚至因信号弱接收不到，而出现漏卡。

(3)抗干扰性：由于2.4GHz频段在国际上和国内都是无需许可证的开放频段，因此在此频段开发了许多应用，这一频段已十分拥挤。目前在2.4GHz频段上开发的应用主要有：无线局域网、蓝牙、ZigBee无线传感器网络、部分无绳电话以及其他一些短距离无线通讯设备等。其中无线局域网和蓝牙已经大量应用。无线传感器网络也是方兴未艾。由于射频卡数量大(每个矿少则几百，多则几千)，而且很多卡会由相关人员携带在矿区各处行走、移动，如果采用2.4GHz频段，则对其他2.4GHz应用来说，在整个矿区将会增加大量移动的2.4GHz干扰信号源，势必对这些设备和它们的正常使用产生干扰。

从技术的发展趋势来看，以太网技术已经开始应用到井下。无线局域网设备也必然逐渐应用到井下，另外ZigBee无线传感器设备也将逐渐应用到井下，如果射频卡也采用2.4GHz，那么这些设备之间将产生严重的相互干扰，使得各种2.4GHz设备都无法正常工作。

因此应当慎重考虑2.4GHz射频卡的使用。而如果采用433MHz势必会使原来系统的多卡、漏卡、不稳定、易受干扰等缺陷轻松得到解决。

3结语

综放工作面支架井下封存技术 篇7

1方案比较

1.1回收上井

3109外工作面支架按传统模式回收, 通过轨道运输上井检修, 然后重新下井进行3107外工作面支架安装。

2007年5月初, 对三水平轨道下山及三水平大巷等支架回收线路进行了现场调查。三水平轨道下山200 m巷道无法通过支架车, 三水平新泵房至三水平轨道下山底高度不够, 需落道36 m, 深度0.4 ～0.6 m;行人下山底至三水平大巷、四部猴车底高度不足, 需落道35 m, 深度0.4 m, 井下需整修巷道270 m。其优点是支架可上井认真检修, 安装新工作面支架状态最好;缺点是井下整修工作量较大, 三水平轨道下山整修200余m, 三水平大巷整修70余m, 需要安排岩巷队整修, 耗费工时1 800个, 支架上井下井需4个月, 消耗大量人力、物力、财力。

1.2井下大巷存放

3109外工作面支架按以往模式回收, 通过轨道运输至三水平南北大巷卸车, 在大巷存放并进行检修, 待3107外工作面掘进完毕后倒运至3107外工作面进行安装。

三水平南大巷可存放支架40组, 北大巷-550 m石门可存放40组, 剩余46组支架没有存放地点。优点是减少支架上、下井轨道运输时间, 不需要大量整修井下巷道, 节省上下井过程的人力、物力、财力;缺点是支架井下检修倒运至新工作面安装, 支架状态一般, 支架存放运输途经三水平南北大巷前, 必须扩帮200余 m以满足井下存放需要, 耗费工时800个, 整修工作量较大。

1.3就地封存就近安装

3109外工作面结束后将回采巷道密闭, 支架就地封存, 待3107外工作面掘进完毕后倒运至3107外工作面进行安装 (图1) 。

3109外综放工作面结束后, 及时将各种材料、配件回收上井或倒运至新面, 10 d内回收完工作面前后大槽、运输巷转载机、胶带, 通风区及时在回采巷道进行密闭, 将工作面支架就地封存;待上部3107外工作面掘进完毕, 在3107外工作面正对3109外工作面终采线方向掘中切割, 距贯通前20 m开启3109外工作面, 与3109外工作面停采位置贯通, 并增设必要的通风设施, 然后3109外工作面安装设备扩出架道, 同时3107外工作面开始安装前后部输送机。以上工作完成后, 回撤3109外工作面支架, 直接运至3107外工作面进行安装, 3109外工作面回收完毕后进行永久密闭, 同时3107外工作面安装完毕。优点是减少支架上下井轨道运输时间, 运输路线不需要整修, 节省三水平南北大巷扩帮200余 m工程量, 节省大量人力、物力、财力;缺点是支架就地存放, 井下检修倒运至新面安装, 支架状态一般, 存在自然发火隐患。

1.4比较结果

三矿对以上3套方案进行综合比较, 认为就地封存就近安装方案技术上可行, 经济上合理。3109外工作面支架2006年5月投产使用, 井下使用时间仅1 a, 主要构件完好, 立柱、千斤顶和其他零部件未出现过大的损坏现象, 支架状态较好, 而且该工作面生产期间未出现过CO。经研究决定, 选择就地封存就近安装方案。

2封存安全技术措施

(1) 3109外工作面结束时, 其净高必须达到2.2 m, 架间、架前、前后槽两帮浮煤杂物清净, 每组支架底座处顶梁下打2根木点柱, 前梁边打1根单体加强柱, 以防止封存期间在顶板压力作用下支架高度过低。

(2) 3109外工作面停产前, 不扩煤墙侧出架道, 工作面必须及时支护, 严禁空帮、空顶, 煤墙按要求打齐木锚杆, 严禁偷工减料。

(3) 3109外工作面结束后, 工作面上、下两端头必须垛好煤袋, 煤袋必须接帮接顶, 并注一定数量的罗克休封闭, 防止漏风。

(4) 3109外工作面结束后, 必须在10 d内回收完各种材料、配件、设备, 然后及时在通风区建密闭墙, 且保证密闭墙质量合格。

(5) 3109外工作面支架封存前, 要认真检修每一组支架, 更换坏立柱、千斤顶、操作阀、单向阀、液压管、密封圈等配件, 防止支架自降。对每组支架立柱、千斤顶活柱除锈、抹油。

(6) 3109外工作面支架停产前3 d供液乳化液浓度不低于5%, 封存前对工作面所有支架、上下两端头单体支柱进行2次注液, 保证初撑力符合规定要求。

(7) 3109外工作面出支架前, 及时安装运输设备, 按措施要求扩出出架道。

(8) 3109外工作面支架封存密闭后, 通风区要每班安排瓦检员对回采巷道密闭及有害气体进行检查, 发现问题及时汇报处理。注浆队必须定时定量向工作面采空区进行注浆, 保证注浆质量。运输巷密闭要留有泄水孔, 安排专人在运输巷排水。

(9) 积极组织3107外工作面掘进贯通, 减少3109外工作面支架封存时间。

(10) 3109外工作面支架运出后必须安排专人进行检查、检修, 更换损坏的立柱、千斤顶、操作阀、单向阀等, 否则不得在3107外工作面安装使用。

(11) 扩出架道、支架回收、支架安装、巷道贯通等项目必须制定专项措施, 否则不准施工。

3结语

(1) 鹤壁煤电三矿3109外综放工作面支架在井下工作面封存, 通过采取切实可行的安全技术措施, 成功实现了短时间支架安全转移安装, 减少了支架上下井运输环节, 3109外综放工作面从回收到3107外工作面安装完毕历经1.5个月, 缩短工期2.5个月, 保证了工作面正常接替, 节约了大量的人力、物力、财力, 带来了可观的经济效益。

井下作业小修井井控工作探讨 篇8

管理网络;公司设有井控管理领导小组, 并制定了相应的井控管理职责。下设有井控办公室, 负责井控的日常管理工作。

井控装备;主要包括各类防喷器70台、旋塞阀130个、泵杆悬挂器40个、压井节流管汇40套、远程控制台5套、简易井口40个、购置井控辅助设备套管堵塞器20个 (含7''套管堵塞器5个) 、油管堵塞器20个;放喷罐扳手30个;试压泵压力表40块;铁虎防喷器半封操作手柄30个。

以上设备均按照大港油田井下作业公司《井下作业井控实施细则》要求配套到作业队伍中。各作业队可根据施工井地质、工艺设计要求, 到库房领取相应等级的井控设备。目前公司的井控设备, 基本能满足井控工作的需要。同时, 公司还配备了井控应急抢险装备, 随时待命, 能及时应对井下作业中出现的突发事件。

2 存在的井控问题

2.1 认识上的问题, 部分干部员工认为在南部油田我们已经工作了很多年, 对该地区地层、井况早就熟悉了, 从意识里认为早就没有能量了。其实随着油田注水管理的加强, 地层能量也得到逐步恢复, 而且套管破损、地层窜、地层漏失等因素, 增加了许多不确定因素, 也存在着井控风险。

2.2 执行上的问题, 尽管井控管理的各项制度、细则已经非常完善, 但在执行上存在打折扣的现象, 井控措施、制度在个别现场执行不到位。主要表现是个别干部只重生产, 忽视安全井控, 在投入上, 考虑成本比较多, 对损坏的井控配件、装置更换不及时, 保养不到位, 对于检查出的问题不能及时消项整改等。

2.3 井控技能尚需进一步提高, 在遇到突发情况时, 处理方式和手段欠缺, 主要表现:防喷演练不熟悉, 特殊工况及突发事件出现时, 无法正确及时处理或者处理不当。

3 对井控问题的处理及建议

3.1 树立理念, 提高认识。

要树立三个理念, 即:积极井控理念、全员井控理念、零容忍井控理念。提高全体干部职工对井控工作的认识, 井喷事故是灾难性事故, 更是责任事故, 但我们要相信井喷事故是可以预防的, 因此积极做好现场一次井控, 努力避免二次井控, 杜绝三次井控。实现“从意外遭遇向风险评估转变、从被动应付向主动防控转变、从事后整改向设计把关转变”, 从而达到井控管理的本质安全。井控不是某个人、部门和机构的事, 井控管理是全员参与的一项活动, 是关系到全员切身利益的大事, 深刻理解井控工作是安全生产的重中之重, 有着丰富的内涵和重要意义。

3.2 强化现场监督, 狠抓井控措施、井控制度的现场落实。开展试压、演习等专项治理活动, 消除现场重大隐患

开展试压专项治理:下发文件《关于开展手动试压及灌注专项治理的通知》, 成立了由主管领导为组长的专项治理小组。依据现有科技手段, 对安装防喷器的井试压后进行录像取证, 然后将视频资料传输到井控办公室, 同时进行现场手动试压泵试压的抽查。对防喷器试压存在问题的基层队技术员给予处罚和处分。

把开工验收单项中井控设备的保养、检查纳入副队长的考核。井控检查综合违章积分得分纳入队长和技术员考核。

现场检查采用查看工作记录、查现场、个别提问、应急演习等方式对所属施工队伍进行了100%的检查。重点检查坐岗灌注、手动试压泵试压及防喷演习等情况。做到发现一处整改一处, 决不带隐患施工, 降低了施工风险。

3.3 加强井控演练, 提高应对能力

井控演练是井控工作中锻炼队伍、应对突发事件的重要手段和保障。公司始终坚持贯彻集团公司的井控工作方针, 本着强化井控演练、提高应变能力, 防止突发性井喷事故的发生的目的, 针对实际, 开展了形式多样的井控演练培训及考核工作。比如现场检查时携带笔记本电脑、摄像机等, 对防喷演习进行现场录像, 演习完后, 在值班房内现场进行讲解, 指出存在的问题以及如何整改。然后再演习, 再录象, 再讲解, 直到演习中不在出现错误, 配合完好达到要求为止。在本年度中, 我公司共进行现场指导防喷演习36次, 极大的提高了队伍应对井喷失控的能力。

3.4 做好井控培训工作

对于培训工作, 我们建立了一整套完善的培训计划, 并坚决按计划进行培训。首先, 我们每季度要针对队干部尤其是技术员、班长进行井控培训。其次, 每季度进行一次井控考试, 并制定了严格的奖惩措施。第三, 深入现场进行液控防喷器的培训。我公司在大港储气库井施工中, 我们专门派人员去现场培训, 使员工的素质和防止井喷失控的能力有了很大的提高。经过井控培训, 达到提高管理人员的井控管理能力, 专业技术人员的井控技术水平和现场操作人员的实际操作能力的目的。

4 结语

井下作业井控过程就是一个动态的过程, 只有充分利用现有井控装备及其井控配套技术资源, 并通过井控装备不断充实和配套技术不断完善, 全面、及时、准确、有效地做好井控工作, 有效预防和防止井喷, 最大限度地保证井下作业安全, 防止环境污染, 才能实现盈利最大化和成本最小化的目标, 最终提高我公司的经济效益。

参考文献

[1]马永峰, 《井下作业井控技术》, 石油工业出版社.

突水工作面井下控制性治理技术 篇9

近年来, 随着矿井开采深度的增加, 煤层底板含水层水压越来越大, 加上煤层底板扰动的影响, 煤层底板隔水层被破坏, 致使有效隔水层厚度变薄, 造成煤层底板突水频率增大。为有效防范和坚决遏制重特大水害事故, 杜绝水害伤亡事故, 探索煤层底板水害治理技术尤为必要。文章以陈四楼煤矿突水工作面治理为例, 介绍井下控制性治理技术, 以供借鉴。

1 工作面突水概况

陈四楼煤矿21301工作在推进至449 m处时, 距下顺槽30~40 m处工作面底板裂隙发生突水, 开始涌水量为20 m3/h, 之后工作面涌水量逐步增大, 突水夹带着大量的泥岩和煤的碎屑。工作面最大涌水量396 m3/h, 正常涌水量235 m3/h。根据突水点的水化学、物理特征和出水特征分析对比, 判定突水水源为煤层底板太原组上段L11~L8灰岩水。根据观测孔水位计算, 突水点底板太灰水水压达4.15 MPa。由于工作面内发育一条落差为4.5 m的正断层, 开采中随着矿压和底板承压水作用, 煤层底板持续变形, 断层出现活化, 灰岩水最终沿断层通道及底板裂隙发生突水。

2 治理方案的确定

根据突水特点合理选择治理方案, 突水点治理采用井下双钻场双注浆管同步注浆堵水的技术路线, 以堵源与截流相结合, 先堵源后截流, 实施由外向内缩小包围圈的注浆堵水方案, 利用地面注浆站进行连续和大流量注浆, 实现封堵突水水源和导水通道的目的。井下钻孔施工选用MKD-5S型钻机, 井下注浆泵选用2ZTG-60/210型, 地面注浆泵选用NBB260/7型泥浆泵。

钻场布置在工作面下顺槽, 第一组钻窝距离工作面66 m, 设计6个钻孔, 第二组钻窝距离工作面126 m, 设计4个钻孔, 两组钻机窝施工的钻孔覆盖突水点周围, 形成一个立体交叉的注浆封堵网络。21301工作面注浆堵水钻孔设计参数如表1所示, 堵水孔设计如图1所示。

3 井下控制性治理技术

3.1 煤壁底板出水段盖帽控制封堵

采用止水垫注浆装置与浇灌混凝土的办法封堵工作面散状出水点, 控制分散水流, 将主要水流引至下顺槽外排。做法是沿工作面出水范围开挖止水槽, 止水槽深0.3 m, 在出水量大的地点安装止水垫装置, 把开挖的止水槽用混凝土加速凝剂浇铸;在出水量较小的地点施工导水插管, 对出水点周围的裂隙用破布、胶泥进行堵漏, 然后利用插管对底板进行双液注浆, 封堵散状出水点, 提高底板抗压强度。

3.2 钻孔施工序次的控制

以突水点为中心外推30 m范围作为钻孔落点靶区, 施工顺序由外及内形成帷幕注浆, 对突水水源的主要补给区即地下水流场进行布孔封堵, 先施工堵源钻孔, 后对导水通道进行封堵。

同一钻场的钻孔按编号顺序间隔施工, 严禁一个钻场内同时施工两个孔, 避免出现一个钻孔注浆, 另一个钻孔跑浆现象或出大水后不易控制, 同一钻孔实施时分段延孔注浆, 每次出水要进行注浆, 确保注浆质量和堵水效果。

3.3 注浆层位的控制

煤层下距太原组L11灰50.83 m、距L10灰63 m、距L8灰79 m, 太原组上段灰岩岩溶、裂隙发育, 富水性弱~中等, 在构造裂隙发育处, 灰岩通过构造带向工作面充水。其中L11灰是造成工作面突水的直接充水水源, 其它两层灰岩为主要间接充水水源, 由断层和裂等通道向L11灰进行补给。因此, 注浆层位的选择应对煤层底板直接和间接充水含水层进行封堵, 钻孔终孔落点应在下50~80 m的三层灰岩含水层中。

3.4 注浆材料及浓度控制

用地面注浆站大浆量注浆时, 采用425#普通硅酸盐水泥, 水灰按1∶0.7~1∶1进行配比, 按先稀后稠的方式进行注浆。若注浆通道畅通、跑浆严重, 对钻孔添加骨料 (主要指砂子、石粉、石子、锯末) 封堵导水通道。注骨料时要先注细颗粒材料, 后注粗颗粒材料, 循序渐进控制骨料粒径, 防止堵塞钻孔。注锯末时可在地面注浆池中加入锯末进行, 其它骨料材料要在井下通过骨料添加器注入钻孔。若注骨料升压较快或不起作用, 则注水玻璃和水泥进行封堵, 采用间歇法注浆, 在井下孔口备用注浆阀处, 加30~40°Bé的水玻璃进行注浆, 水玻璃与水泥之比按25%~35%进行配比。

3.5 注浆压力的控制

钻孔孔口管下好后, 对孔口管进行耐压试验, 试验压力为8 MPa, 稳定时间不小于30 min, 以孔口周围无出水现象为固管合格;否则重新进行固孔, 并再次进行耐压试验, 直到达到设计要求。

对封堵突水点外围含水层的堵源钻孔, 注浆时注浆压力控制在6 MPa, 发现跑浆现象要及时停注, 采取间歇注浆或双液注浆的方法进行封堵。

对施工突水点中心的钻孔和浅部封堵导水通道的钻孔, 注浆压力要控制在4~4.5 MPa, 防止破坏底板岩层而增大导水通道, 注浆中要观察注浆压力的变化和突水点涌水量的变化, 发现问题及时调整注浆工艺。

3.6 返流注浆和引流注浆

工作面突水点水量得到控制后, 利用止水垫集水槽及插管对煤层底板进行返流注浆, 通过下行法加压注浆返流加固底板裂隙通道, 使煤壁周边众多出水裂隙得到成功地封堵。

突水点周边堵源孔成功后, 工作面总涌水量减少, 在突水点底板30 m和50 m各施工一个钻孔, 通过下部的钻孔放水进行引流, 通过上部的钻孔进行注浆, 下部钻孔出浆时则停止上部孔的注浆, 停一个班后再进行引流注浆, 如此反复, 彻底封堵导水通道。

4 治理情况及效果

通过对突水点煤层底板下含水层进行帷幕堵源注浆, 采用了一系列控制性治理技术, 突水点出水量从235 m3/h降至25 m3/h, 基本切断了突水点的补给水源, 创造了动水变为相对静水条件, 此时实施封堵突水点导水通道钻孔, 为防止突水通道鼓开造成跑浆、出水量增大, 注浆时控制注浆压力, 注浆压力达到4 MPa停注, 反复扫孔注浆, 突水点水量又降至10 m3/h。

通过实施井下治理工程, 施工钻探进尺1 325 m, 注浆量915 t, 使工作面突水量从235 m3/h降至10 m3/h, 堵水率达到95%, 治理工期仅用45 d, 治理效果显著。

摘要：介绍了突水工作面井下治理方案的合理选择, 在实施过程中对钻孔施工序次、注浆层位、注浆浓度、注浆压力采用了一系列控制性治理技术, 从而把动水条件变为相对静水条件, 实现降低成本快速治理水害的目的, 堵水率达到95%, 堵水效果显著。

井下工作 篇10

1 油田井下作业技术概述

1.1 试油测试技术

该技术指的是使用一套较为专业的仪器与技术, 凭借钻井录井、地震检查、测井的手段, 对地下可能含有原油的地区进行监测, 以获得这一地区相关信息的技术。常规的井下试油作业包含以下技术流程:通井。技术人员使用专业工具对套管规格进行验证, 并用钻杆通入井下, 清除掉内壁的粘性物质, 并对压井液进行调试。洗井。使用泵注设备按照相关技术要求, 清洗油井当中污染物。试压与射孔。使用气体或者液体, 对井口与管道进行强度监测, 再在井筒与底层之间建立孔通道, 使原油可以流进井内。替喷与诱喷。使用密度较低的液体替换密度较高的压井液, 再使用人工技术减少油井当中液注的压力, 让地层流体能够更好地进入到井筒中。地层测验。使用MFE工具, 让地层与井底之间产生压强差, 让重力势能转变为动能, 对地层进行快速评价。试油层隔离。使用专业的仪器与工具, 对试油层进行隔离, 防止其产生流体的泄漏。

1.2 压裂酸化技术

该技术主要运用在堵塞程度较为严重以及渗透区域较低的油气井当中, 其作用是在足以于地层表面构成裂缝或是扩大地层原有裂缝的压力下对地层实施酸处理。这一技术现阶段在我国运用的成功率较低, 并且需要耗费不少成本, 所以并没有得到大范围的推广。而若要寻找到使用这项技术的最佳方法, 争取做到效率最大化、成本最低化, 那么研究人员就必须进一步强化针对此技术的研究工作。一方面, 要尽量开发出风险较小、污染程度较低的压裂液, 大范围推广双千型压裂设备的运用;另一方面, 要把原来的单井压裂式转化成整体压裂方式, 把单层压裂转化成多层压裂方式。

1.3 修井技术

修井技术来源于采油技术, 是油田进一步发展的结果。作为采油技术的一部分, 修井技术需要为了满足工艺的要求, 改变了自己原有的结构。例如对油气水井的钻、固等作业, 在进行过程中也需适当参考相关的技术和参数。科技的发展使得井下作业的设备不断改进和创新, 使用工具的研发速度也有所加快, 其种类也在逐渐增加。常见的修井设备可划分为外捞工具、震击类工具、铣磨类、补接类、侧钻类、爆炸类、倒扣类等, 以及包括扶正器、铅印等辅助工具。但与其他国家相比, 我国的修井作业技术仍旧有一定的差距。

2 油田井下作业安全监督工作的实施途径

从目前情况看, 我国的油田井下作业安全监督工作还存在一些问题, 导致油田安全事故不断出现, 给人们的安全造成了一定威胁。所以, 必须强化油田井下作业的安全监督工作, 积极培养工作人员的安全作业意识, 并全面完善安全监督管理, 处理好油田开采过程中产生的种种问题。此外, 还要制定安全责任制度, 大力加强油田井下作业的安全防护工作。以下从几个方面对此展开详细阐述。

2.1 不断强化工作人员的安全意识

在石油井下作业过程中, 工作人员是最为核心的参与主体, 因此工作人员是否具备较高的安全意识, 直接决定了油田井下作业风险的大小。所以, 各大石油开采企业若想实现进一步发展的目标, 同时提高经济效益, 就必须把安全监督工作放在首要位置, 要重视工作人员的安全施工意识教育, 真正确保安全施工的意识能够深入渗透到每一个施工环节当中。另外, 工作人员若是能够掌握先进的专业技术, 不断提高自己的技术水准, 也能够在一定程度上降低油田井下作业的风险。所以石油开采企业一定要对井下作业进行规范化管理, 让工作人员接受安全意识和施工技术的教育, 在保障人员安全和财产安全的同时, 进一步提高企业的经济效益。

2.2 加强油田井下施工过程中的安全管理

要做好油田井下作业安全监督工作, 企业还必须加强油田井下施工过程中的安全管理, 争取建设安全责任制油田, 为工作人员打造出安全的施工环境。而要做到这一点, 单纯凭借管理人员的力量是难以达到的。安全施工不是某一个人的责任, 而是全体工作人员都必须重视的职责。在油田井下作业当中, 所有现场的施工人员都必须团结起来, 共同努力、相互监督, 确保油田井下作业能够安全、稳定进行。在目前的条件下, 石油企业需要健全安全责任制, 把安全监督工作切实地落到每一个工作人员身上, 进而促进安全监督工作效率的大幅度提升。

2.3 全面做好安全监督管理工作

管理人员需要意识到, 安全监督管理并非只是针对某一个环节而进行, 其涉及到油田井下作业的全部过程。所以, 管理人员必须对油田井下作业实行全面监督, 比如施工过程当中的工序质量监督、验收环节的质量监督等。主要负责人员必须进一步提高安全工作责任感, 要抽出空余时间进行学习, 掌握更多专业知识与监督管理技巧。要对油田井下作业技术的重点有较为清楚的把握, 真正做到将安全监督工作落到实处。另外, 如果在安全监督过程中遇到了难以解决的问题, 则必须立即和施工方进行交流沟通, 并对问题后期的处理情况进行跟踪调查, 保障油田井下作业的安全与质量。

2.4 完善安全防护管理工作

众所周知, 油田井下作业是具有一定风险性的工作, 在施工过程中安全事故偶有发生。而为了尽量规避这类安全事故, 施工单位就必须大力完善现场的安全防护管理工作。例如, 可以在油田施工区域的周边设立一些具有一定高度的栏杆, 并在重点区域内插上醒目的告示牌, 在提醒工作人员注意安全的同时也禁止了其他人员接近危险地带。这样一来可以有效减少安全事故发生的概率, 进而也在一定程度上保障了油田井下作业的安全。

3 结束语

面对我国石油企业的逐步发展, 油田井下作业的安全监督问题也开始引起了人们的广泛关注。在目前情况下, 油田井下作业安全监督还存在一些问题, 所以石油企业在采油过程中必须针对这些问题采取应对的措施。要不断强化工作人员的安全意识, 加强油田井下施工过程中的安全管理, 全面做好安全监督工作, 同时完善安全防护, 确保施工人员及财产的安全。

参考文献

[1]董磊.试论油田井下作业技术及安全监督工作[J].化工管理, 2016, (25) :162.

[2]王群杰.油田井下作业技术及安全监督工作探讨[J].化工管理, 2014, (18) :42.

[3]张军.初探油田井下作业技术及安全监督工作[J].中国新技术新产品, 2014, (14) :187.

井下破损套管替换技术 篇11

关键词：钻井；下套管固井；破损套管；套管试压；替换技术

中图分类号：TE357 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）04-0069-02

一、施工技术难题

发生套管破损的三口井是：梁38-平6井、樊154-3井和坨128-斜21井。

确定套管试不住压，发生破损后，难点之一是要确定套管破损的位置，其次是找出套管破损的位置后，如何把坏套管倒出来，然后下入新套管与井内的套管对扣连接，试压合格才能算对扣成功。其三，如何钻穿套管内长段水泥塞。樊154-3井由于固井中发生套管事故，无法完成正常顶替，套管内留下了长段的水泥塞。水泥面深度863.94m，阻流环深度 2721.16m，水泥塞长度1857.22m，如此长段的水泥塞，钻穿需用的时间较长，若采用常规的转盘旋转钻塞方式，可能发生两种复杂情况：一是由于套管外水泥未返到应有高度，大部分套管没有被水泥固住，在钻塞过程中，钻具旋转极易发生套管倒扣现象，将套管丝扣倒开；二是钻具旋转极易把套管磨穿。

二、采取技术措施

（一）漏点的查找技术

我们分别在三口井上用了不同的方法，都测定出了套管破损的位置：

1．井温测井法：将井温仪器下至套管内一定深度，然后边循环边上提测量井下温度，循环排量为8～10L/s，因为循环通道是靠破损套管即漏点建立的，循环流程为：泵→套管内→漏点→套管外→地面，漏点以上的套管内的液体是地面泵入的，温度相对是较低的，而漏点以下套管内的液体温度相对是较高的，因此井温曲线数值大体可判断漏点的位置，曲线的拐点处为漏点位置。

2．流量测井法：将流量测井仪器下至套管内一定深度，然后边循环边上提测流量数值，循环排量为8～10L/s，同样道理，循环流程为：泵→套管内→漏点→套管外→地面，漏点以下套管内的液体是不流动的，而漏点以上套管内液体是流动的，由此可以测量出漏点的位置，曲线的拐点处即为漏点的位置，樊154-3井漏点在418～419m处。

3．36臂影像测井：将仪器下至可疑点位置以下，然后上提测量，主要靠36根力臂支撑到套管壁内，上提测量过程中，无损伤的套管内壁光滑无痕，套管曲线数值是一样的，而套管壁上有孔洞或裂缝的，相应的数值就会发生变化，从而准确的测量出套管损坏的部位和形状。

通过上述办法，找出了套管破损的深度和形状，为制定下步套管补救和替换施工技术方案，提供了准确的数据，奠定了良好的基础。

（二）套管替换技术

找出套管破损的位置后，就要想办法把坏套管倒出来，然后下入新套管与井内的套管对扣连接，试压合格才能算对扣成功。主要应用在以下方面：

1．套管倒扣技術：倒套管前充分循环钻井液，并调整钻井液性能，保证漏点以上的井眼稳定畅通，为下步施工提供良好的井眼质量，安全的施工条件。倒套管的难点就在于每次倒出的套管长度不确定，要多次倒扣才能达到目的。

2．小钻杆落井打捞技术：坏套管倒出后，为了套管对扣顺利，仍将φ73mm小钻杆留在井内，作为引子从井底串至井口。然后下套管，将套管套入小钻杆依次下入，但梁38-平6井在下入过程中，由于上部井眼大，套管与钻杆的摩擦力作用，钻杆产生的弯曲变形严重，套管在下至766.50m时将小钻杆压断，发生了小钻杆落井事故，我们进行了小钻杆落井打捞，并打捞成功。

3．套管外层扶正技术：为保证对接Φ139.7mm油层套管的成功，不能再用Φ73mm钻杆做引子，为了增加钻杆的刚性，上面用Φ88.9mm钻杆替代Φ73mm钻杆，更安全的措施是从Φ139.7mm油层套管鱼头下面至少100m到井口下一层技术套管。技术套管对钻杆引子和油层套管有一定的扶正作用。不至于造成小钻杆弯曲太严重，同时可以保证油层套管鱼头居中，便于后续施工。

（三）套管内长段水泥塞钻穿技术

采用动力钻具钻塞方式有效解决了由于套管外水泥未返到应有高度，大部分套管没有被水泥固住，在钻塞过程中，钻具旋转极易发生套管倒扣现象，将套管丝扣倒开以及钻具旋转极易把套管磨穿两个难题。通过声波测井检查，樊154-3井套管替换后固井水泥返高1700米，固井质量良好。符合设计要求， 套管整体试压15MPa，30min压力未降。实践说明：这次动力钻具长段钻塞效果非常好，避免了套管的倒扣和损坏，有效的保护了套管，保证了全井的质量。

三、前景和经济效益

通过在的现场实际应用，证明该项技术能够解决井下套管破损后的替换问题，达到了项目实施的目的，取得了好的效益，具有广泛的应用前景。一是三口井共挽回经济损失820万元；二是测漏、打捞、磨铣、倒扣、对扣技术综合应用到事故处理中，取得了很好的效果，为今后井下套管破损后的事故处理提供了很好的借鉴经验；三是三口井顺利处理完毕交井，保住了油井的生命，换回了经济损失，充分展示了公司的科技实力和职工队伍的精神面貌与战斗力，提升了公司的质量水平和市场信誉。

作者简介：修敏军（1960-），男，山东省东营市胜利石油管理局黄河钻井总公司钻井四公司工程师，研究方向：钻井技术和经营管理。

（责任编辑：赵秀娟）

井下工作 篇12

现有可变径稳定器因结构复杂、制造成本高、可靠性不高等缺点而未推广应用,故亟需设计一种井下可控变径稳定器,并利用CAE和CFD技术进行关键力学分析和计算过流压耗。该工具结构紧凑,尺寸适中,六个支撑块整体式控制、制造成本低,可为油田企业节约钻井成本,提高经济效益[11—14]。

1 可变径稳定器结构及工作原理

1.1 可变径稳定器结构

井下可控变径稳定器的结构如图1所示。该工具由壳体、导向体、上复位弹簧、下复位弹簧、活塞、椭圆柱式支撑块、节流套筒等零件组成,壳体外表面有螺旋翼面,壳体上下端均有螺纹;壳体内腔中,定位套筒位于内腔上部,其下端与上复位弹簧接触,定位套筒的一部分套在导向体轴的上端;下复位弹簧上端安装在导向体的锥形柱下端,下端抵在活塞上,活塞上安装有一个O型橡胶密封圈;Y型密封圈安装在导向体的下部,导向体末端抵在节流套筒变径处。

1为壳体,2为导流套筒,3为上复位弹簧,4为弹簧座,5为导向体,6为支撑块,7为下复位弹簧,8为活塞,9为过滤网,10为节流套筒,11为接头

1.2 可变径稳定器工作原理

通过泵压升降来控制该工具变径,在钻井泥浆泵开泵状态,泥浆液通过连接头时,因其节流作用,液压增大,泥浆液压力推动节流套筒向上运动,从而带动导向体向上运动;与此同时,支撑块随导向体向上运动的同时在滑轨上相对滑动,随着滑轨的不断滑动,在滑轨的顶升作用下支撑块被逐步从壳体孔内推出(即径向伸缩);该钻井工具的外径不断增大,当支撑块完全撑开(被全部推出)后,导向体上端头正好与壳体的限位台肩接触,此时导向体不能继续上行。由于导向体向上运动时复位弹簧被压缩,钻井泥浆泵停泵后,泵泄压,此时复位弹簧提供回复力,推动导向体和节流套筒共同向下运动,支撑块逐步收缩回原来位置。

2 工具壳体安全性计算与分析

变径稳定器壳体上开有6个孔,钻井过程中,变径稳定器与井壁发生间歇碰撞,壳体承受大幅值的拉扭复合载荷。为确保易损件安全性,对其进行强度分析。

可变径稳定器本体工作时,下端与钻头连接,上端与柔性钻铤连接。通过有限元软件ANSYS 14.5计算轴向载荷和扭矩耦合下工具壳体的安全性。壳体材料为40 CRNi Mo,计算模型如图2左所示。

图2右所示为壳体局部应力云图,壳体应力主要集中在开槽口弧形过度处和螺旋带开槽口两端及螺旋槽对应开槽位置处。工作应力随轴向负载(对应不同的轴向安放位置)和扭矩的变化曲线如图3所示(计算轴向载荷影响时扭矩取2×104N·m,计算扭矩影响时轴向载荷为3.5×105N)。由结果可知,扭矩为4×104N·m时,壳体峰值应力在开槽口弧形过度处为442.37 MPa,若按本体材料屈服极限930 MPa计算,则其安全系数约为2.1,故可变径稳定器本体结构具有一定的强度储备。

3 可变径稳定器过流压降计算

可变径稳定器依靠钻井液流经节流套筒产生的压力差推动其内部导向体运动,导向体通过驱动可调支撑块伸缩,从而来改变稳定器直径的大小。

钻井液流过节流套筒时流速发生变化,产生一定的流体压降,压降引起损失的能量转化为驱动节流套筒和导向体的动力,按理论设计的压力差为0.5~2 MPa。

3.1 可变径稳定器过流压降仿真

通过仿真分析了可变径稳定器三种工位[稳定器支撑块收缩—(工况1),稳定器支撑块与工具外径平齐—(工况2),稳定器支撑块伸出—(工况3)]流体压降情况,入口流量分别取40 L/s、50 L/s、60L/s、70 L/s,出口按相对压力设定,取0 MPa。三种工位钻井液流速对压力差的影响如图4、图5所示。

从图5可以看出变径稳定器在工位2时,流量为70 L/s时压力差达到最大且为1.98 MPa,工具在工位3且流量为40 L/s时压力差为0.68 MPa。由结果可知稳定器在各个状态下的压力差在0.68~1.98 MPa范围内,故计算出的压差符合设计要求。

3.2 可变径稳定器径位与液压差关系

通过理论计算液压差与导向体的位移关系,从而推导出液压差与可变径稳定器位移的关系,证实设计的合理性[9,14]。

3.2.1 钻井液驱动力

作用在节流套筒上的流体驱动力为

式(1)中:P为流体驱动力,N;A1为节流套筒节流面积,m2。根据设计出的液压差范围即可计算出驱动节流套筒运动的驱动力范围。

3.2.2 节流套筒及导向体阻力

节流套筒及导向体在可变径稳定器中运动时将受到橡胶密封圈阻力,阻力将影响到可调支撑块的变径和弹簧力的调整。在钻井液驱动力作用下,节流套筒在启动时受到最大的静摩擦力,由此可以调整弹簧预紧力,计算式为

式(2)中:Ff为静摩擦力,N;d为活塞外径,m;b为橡胶密封圈与活塞接触宽度,m;f为静摩擦系数,无量纲;p为钻井液压力,Pa。

节流套筒及导向体处于运动状态时,受到的滑动摩擦阻力为

式(3)中:Ff'为滑动摩擦阻力,N;f'为动摩擦系数,无量纲。

3.2.3 弹簧弹力

弹簧力主要是克服节流套筒及导向体的密封阻力和各零件相对运动的摩擦阻力,根据《机械手册第3类弹簧》对复位弹簧进行了设计,选用单根圆柱螺旋压缩弹簧,材料为65Mn,中径为D2=85 cm,弹簧簧丝直径d2=18 cm,弹簧圈数n=18,弹簧刚度K=92 N/mm,则弹簧弹力为:

式(4)中:Δx为弹簧压缩量,m。

3.2.4 静力学分析

在钻井过程中,钻井液压差作用在节流套筒上,使节流套筒带动导向体向上运动,导向体通过锥形面上的导轨将钻井液驱动力分别作用在6个支撑块上,由导向体楔块和支撑块组成了可调整稳定块,其结构如图6所示。

由图6可得:

式中:P0为每个导向体楔块受到钻井液驱动力,N;T0为每个导向体楔块受到的弹簧力,N。

假设不计橡胶密封圈的摩擦阻力,则可调整稳定块主要受到钻井液驱动力、弹簧力和井壁的作用力。在此分析导向体向上运动的趋势,分别以导向体楔块和支撑块为分析对象,对可调整稳定块进行静力学分析,受力示意图如图6所示。

对于支撑块,根据静力学平衡方程得:

即

式(8)中:F1为支撑块与导向体楔块间的摩擦力,N;N为支撑块与导向体楔块间的正压力,N;F2为支撑块与本体槽间的摩擦力,N;N1为支撑块与本体槽间的正压力,N;α为支撑块斜面倾角。其中,

式中:f1为支撑块与导向体楔块间的静摩擦系数,无量纲;f2为支撑块与本体槽间的静摩擦系数,无量纲。

将式(9)、式(10)代入式(8)可得:

对于导向体楔块,其平衡方程为

式(13)中:

式(14)中:F1'是F1的反作用力,N;N'是N的反作用力,N。

将式(14)代入式(13)可得:

在导向体逐渐向上移动过程中,同时支撑块被推出,工具直径变大,直至抵住井壁。此处支撑块在将要抵住井壁的状态,即井壁的作用力。将式(1)、式(4)、式(5)和式(6)代入式(15)得导向体移动距离Δx与压差Δp的关系式:

将D1=97 mm,D2=45 mm,及K1=92 N/mm代入式(16)得:

则导向体移动距离Δx与支撑块被推出时工具直径D的关系式为

式(18)中:α=8.1°,代入Δp值,计算结果见图7。

3.3 实验模拟

实验模拟可变径稳定器在液压力作用下,导向体移动距离与工具直径伸缩的关系。实验前准备:可变径稳定器模型、电动推杆及其附件、插芯测量长度仪表等,如图8所示。钻井液对可变径稳定器节流套筒的驱动力,改用电动推杆直接驱动节流套筒。通过对附件编码器编码可控制电动推杆行程,即可控制导向体移动距离,同时用插芯测量长度仪表测量每个行程下工具的直径。其结果如图9所示。

3.4 应用研究

该工具可在高造斜井段、水平井段和大位移井段应用,可变径稳定器与螺杆钻具、防磨工具在定向井钻进中配套使用,可大大减少钻进时长。

该工具可在Φ311 mm和Φ216 mm井眼使用,常用钻具组合为:①PDC钻头+螺杆钻具+减扭防磨工具+无磁钻铤+变径稳定器+钻铤+减扭防磨工具+钻杆;②牙轮钻头+变径稳定器+钻铤+减扭防磨工具+钻杆+减扭防磨工具+钻杆。减扭防磨工具具体的使用数量和安装位置需要根据具体的井身结构进行设计计算。如在G3和G2两口井,G3井使用可变径稳定器与防磨工具配套的钻具,G2井没有使用该钻具),比较两口井钻井时长,结果显示在相同井段,G3井钻进时长为4.5 d,而G2井钻进时长为13 d[2,10]。

4 结论

(1)设计了一种井下可控变径稳定器,计算结果显示本体的最大变形量仍然处于材料弹性变形阶段,并且圆孔附近变形量也较小,结果表明本体具有足够的强度和刚度,满足设计要求,安全可靠。

(2)工具在三种工位压力差符合理论设计要求,并给出了工具可调稳定块压降与导向体周向移动距离的关系,同时推导出工具直径伸缩的计算公式,并利用实验模拟验证了公式的正确性。