参数优化（精选12篇）
参数优化 篇1
摘要：本文在充分认识油田地质及开采特征的基础上, 应用先进的软件手段, 通过对油井生产动态拟合、节点分析及生产参数评价, 优选抽油参数, 协调供排关系, 对提高机采系统效率有着十分重要的意义。
关键词：抽油机,系统效率,参数优化
一、生产参数对系统效率的影响因素分析
1、生产参数对系统效率的影响
对一具体的油井而言, 在地面设备和油井产能一定的条件下, 不同的冲程、冲次、泵径、下泵深度、抽油杆柱组合对井下效率有较大影响。当泵挂深度确定时, 随油井产量的增加, 举升效率有先上升而后降低的过程。当产量、泵径、泵挂确定时, 冲次与井下效率的关系是随冲次的增加, 举升效率降低。因此, 长冲程有利于提高举升效率。当泵径、冲程、冲次确定, 泵挂深度变化时, 油井产液量随下泵深度的增加, 有先上升后降低的规律。当动液面一定时, 随着下泵深度的增加, 举升效率有先上升而后降低的规律。
2、参数优化设计在提高机采系统效率方面的作用
目前提高机采系统效率的基本思路是从影响系统效率的各个因素入手, 对各个数据信息进行对比分析, 用节点分析的方法对降低系统效率的重要因素进行重点分析, 充分利用先进的油井节能技术和管理方法, 对系统效率严重偏低的重点井进行重点治理。在充分发挥地面设备能力的同时, 应用优化设计软件, 通过单井产能的预测分析、原生产管柱的工况校核分析, 在泵径、冲程、冲次、沉没度、杆柱组合、管径组合的多种设计组合中, 选择满足产量需求, 系统效率较高、能耗较小的设计组合。可见优化设计是提高系统效率的关键。
二、优化设计软件的实施与应用
1、抽油井生产参数评价及优化技术思路
有杆抽油泵生产参数评价及优化设计的基础和核心是节点分析。油气井节点分析是运用系统工程理论, 优化分析油气井生产系统的一种综合方法。它是通过节点把从油藏到地面分离器所构成的整个油井生产系统按计算压力损失的公式或相关式分成段, 应用相应的数学相关式对系统的每一部分进行模拟计算。求解点的选择主要取决于所要研究解决的问题, 通常是选用井口或井底, 即求解不同条件下系统协调生产时的井口压力或井底流压及相应的产量。
PEOffice软件中的Prod Design生产参数优化设计模块可以很方便、快捷地实现油井生产参数分析及优化设计。
Prod Design对抽油井进行分析计算的理论基础包括:流体高压物性计算、IPR计算、多相管流计算。而这些计算都是建立在实验和经验模型的基础上。
2、PEOffice软件优化生产参数
PEOffice软件提供了一套科学的采油工程分析、优化与设计思路, 即:
第一步, 使用Field Assis模块进行区块工况分析, 从宏观统计角度分析哪些井属于供液不足、哪些井属于潜力区、哪些井属于生产故障等, 判断地层供液和井筒排液的协调关系。
第二步, 利用Prod Diag模块对需要优化或详细分析的井进行故障诊断, 找出其地层供液和井筒排液的不协调的原因, 并分析管柱受力是否合理、泵效组成等指标。
第三步, 结合Wellstring模块, 在充分了解管柱结构的基础上, 利用Prod Design模块进行生产参数的优化校核调整和设计分析。
第四步:通过制作措施实施后宏观控制图, 对设计结果进行验证, 分析措施效果。
3、实例分析
下面以中二中馆3-4的GD2-32-302井为例说明生产参数优化分析及设计过程。
1) Field Assis模块应用
应用Field Assis模块绘出中二中馆3-4抽油机宏观控制图, 可以看出GD2-32-302处在宏观控制图的断脱漏失区。
2) Prod Diag模块应用
利用Prod Diag生产故障诊断, 找出其地层供液和井筒排液的不协调的原因, 分析得出, 该井主要是受气体影响 (占32.27%) 及泵漏失影响 (占19.39%) 导致泵效偏低 (泵效为43.08%) 。下步可对该井实施参数优化, 同时检泵作业, 以提高泵效。
3) Pro Design模块应用
a、GD2-32-302井数据准备
该井基本情况:
地面原油密度:0.9 6 4 7 g/c m 3天然气相对密度:0.65
地层水密度:1.0 2 g/c m 3含水率:96.3%
气油比:2 4.4 5 m 3/m 3饱和压力:10.18 MPa
饱和温度:6 8.0 0℃油藏中部深度:1196.2 m
平均油藏压力:1 2.3 6 M P a平均油藏温度:68℃
地温梯度:0.03℃/m
生产套管级数:1油层套管外径 (mm) :177.8
油层套管下入深度 (m) :1 3 1 7.5油管级数:1
一级油管 (m m) :8 9/7 6井口温度:40.00℃
井口油压:0.40 Mpa
泵径:70m m冲次:9次/m i n冲程:3 m泵挂:745.3 m
b、井筒压力拟合
应用该井近期产液量VS动液面数据, 进行IPR拟合, 绘制IPR曲线。应用井筒压力温度数据, 进行多相管流拟合, 绘制多相管流曲线。同时拟合优选出多相流计算模型及修正系数。
c、GD2-32-302井节点分析计算
输入敏感性参数, 绘制IPR及TCP曲线。对比协调点与该井目前的实际产液量可知所建立的模型真实可用。
d、GD2-32-302井生产参数设计
对该井进行定产量设计, 设定目标产液量130m3/d, 计算得出10种参数优化结果。同时可根据需要进行参数优选。
原参数:Φ70mm*3m*9n/min*745.3m设计结果:Φ83mm*3m*6n/min*532m现场实施:Φ83mm*3m*6n/min*547.6m
三、认识及下步工作
(1) 优化设计在稠油井管理中如何进行——动态设计动态调整。
稠油转周井的优化设计需要动态优化, 动态实施, 保证周期内能够优化生产, 但无形中增加了基层单位的管理实施工作量, 如何落实到实处, 需要建立切实可行的制度。
(2) 建立数据源平台, 提高优化设计的效率。
把优化参数所需地质、工程、作业等源点数据加载到一个数据平台上, 可提高优化设计的效率。
(3) 建立相关管理考核机制, 完善保障措施。
继续强化检查, 对管理站的基础资料每月进行检查, 不定时抽检。各单位将优化成果定时上报到网上展示, 并对措施效果进行跟踪, 采油厂进行季度考核。
参数优化 篇2
真空管道垃圾收集系统关键工艺参数优化设计
摘要：基于水平真空管道内空气-固体垃圾气固两相流压力损失计算关系式,并根据计算结果,探讨压力损失、气流速度及垃圾与空气量输送比这三个关键工艺参数的.关系;最后提出一种计算经济风速及经济气固输送比的方法.本研究成果对真空管道垃圾收集工艺及装置选用及设计有指导意义.作 者：段金明 周敬宣 DUAN Jin-ming ZHOU Jin-xuan 作者单位：段金明,DUAN Jin-ming(集美大学生物工程学院,福建,厦门,361021)周敬宣,ZHOU Jin-xuan(华中科技大学环境科学与工程学院,湖北,武汉,430074)
期 刊：真空 ISTICPKU Journal：VACUUM 年，卷(期)：, 44(1) 分类号：X705 关键词：真空垃圾收集系统 气固两相流 压力损失 经济输送气速线性规划参数问题解法优化 篇3
我们先回顾问题及其解答:
已知满足条件2x+y≤10,x+2y≤10,x+y≤6,x≥0,y≥0,且z=mx+y在点(2,4)处取得最大值,求实数m的范围.
图1
分析:要让函数z=mx+y在点(2,4)处取得最大值,则函数所表示的直线过点(2,4),且在区域的上方.
解:∵(2,4)在区域的上边界上,函数z=mx+y在点(2,4)处取得最大值,则m>0且区域在直线z=mx+y的下方,由图可知:kAB 又∵kAB=-2,kBC=-1,∴-2 点评:逆向思维,灵活理解,恰当运用线性规划知识. 质疑一:问题要求的是m的范围,给出的却是关于k的结论.如果仅仅是字母的差异,并无大碍,但k的范围也不是m的正确范围. 质疑二:目标函数z=mx+y在点(2,4)处取得最大值,但并不是说使取得最大值的点仅有(2,4)一个,结论中的范围应该是闭区间而不是开区间,端点应该可以取得到. 质疑三:原有解法借用图象说服力不强,特别是线性目标函数对应直线的斜率和边界的斜率一致或比较接近时,图象的不足也就暴露无遗,正如华罗庚先生所言:形缺数时难入微. 另外,最大值和最小值的区分也不明显. 改进:只要在原有线性规划思想上,变换角度来看原有问题可能更加方便. 如图1,在原有可行区域基础上,构造二元变量函数z(x,y)=mx+y,找到可行区域中五个关键点O(0,0),A(0,5),B(2,4),C(4,2),D(5,0). 要使z(x,y)=mx+y在点(2,4)取得最大值,只须 z(2,4)≥z(0,0),z(2,4)≥z(0,5),z(2,4)≥z(4,2),z(2,4)≥z(5,0), 也就是2m+4≥0,2m+4≥5,2m+4≥4m+2,2m+4≥5m,可得m的正确范围为12≤m≤1. 在改进原有的解法中,不等式组略复杂,其实当可行区域图形复杂时,中间许多步骤是可以省略的,这时只需简化为z(2,4)≥z(0,5),z(2,4)≥z(4,2)即可.大家能够悟出其中的道理吗? 另外一方面,解法中对端点的处理是比较到位的,从而回避了原有解法中对图形的过度依赖. 总的来说,上面的解法对线性规划中参数范围的问题具有通用性:将端点的函数值一一计算出来的,其中最大(小)值就是目标函数的最大(小)值. 图2 有了前面的经验后,再来看下面一则类似的问题,相信你可以很快准确完成. 【练习】如图2,已知A(0,5),B(1,1),C(3,2),D(4,3),动点P(x,y)所在的区域为ABCD(含边界).若目标函数z=ax+y仅在D点处使z取得最小值,求实数a的取值范围. (参考答案:a<-1) 参考文献 杨建明.线性规划的常见类型与应用[J].中学生数学,2008(1). 振动分选筛只有三层筛网, 网孔孔径分别为3.35MM、2.5MM、1.0MM, 在检测烟丝结构过程中取3.35MM网孔以上及2.5MM以上的烟丝合并计算整丝率, 取1.0MM网孔以下的烟丝计算碎丝率。这样在对烟丝检测时就存在盲区, 其网孔孔径跨度较大, 不能将烟丝结构细分从而找出最适合卷烟机卷制的烟丝组份, 也不能对最优烟丝结构进行分析和验证。 工艺技术人员在对单支卷烟进行物理指标测试中发现, 单支重量和单支吸阻有密切的关系, 而单支重量较轻或较重都会影响烟支的吸阻数值, 那么就要对成品烟支的烟丝结构进行研究, 了解其组份, 找出最优烟丝结构, 满足烟支重量及吸阻的双重要求。 主要做法及内容: (1) 固定一台卷烟机取跑条烟丝, 对其进行烟丝物理结构测试, 并将跑条丝再次通过吸风送丝进行卷制测试其烟支物理指标, 测试数据如表2: 烟丝结构参数优化研究 篇4
测得跑条丝整丝率为82.4%, 碎丝率为5.7%。
(2) 取正常加香后烟丝, 将烟丝经过风选设备进行造碎, 造碎后对烟丝检测其物理指标, 并将烟丝通过吸风送丝进行卷制测试区烟支物理指标, 测试数据如表3:
正常加香后烟丝经过风选测得整丝率为90.3%, 碎丝率为1.46%。
(3) 取跑条烟丝, 将烟丝经过风选设备设备进行造碎, 造碎后烟丝检测其物理指标, 并将烟丝通过吸风送丝进行卷制测试区烟支物理指标, 测试数据如下表4:
跑条烟丝经过风选测得整丝率为80%, 碎丝率为5.9%。
从上面三次试验得出结论跑条烟丝相比其他两组试验烟丝的结构更适合卷烟机卷制, 其质量标偏相对有所降低, 我们再对其进行烟丝结构的细分, 找出其详细的物理指标。
对振动分选筛的网板就行改造, 将固定式网板改为可拆卸更换网板, 设计网板网孔大小分别为直径1.0mm、2.0mm、3.0mm、4.0mm、5.0mm、7mm、10mm、15mm、20mm、30mm、40mm、50mm, 方便是对烟丝机构进行细分。
使用改造后的振动分选筛, 分别更换直径为1.0mm、2.0mm、3.0mm、4.0mm、5.0mm、7mm、10mm的网板对跑条烟丝进行筛分, 数据统计如表5:
本次研究找到了最适合卷烟机卷制的烟丝物理指标参数, 详细了解了适合卷烟机卷制的不同长度烟丝的配比以及组份, 对进一步分析不同牌号烟丝物理指标起到了概念性的意义, 为稳定卷烟机性能提供了有力的支撑, 保证了烟支的质量稳定性, 降低了烟支重量标偏。
摘要：卷烟厂制丝车间烟丝结构的稳定性对烟支质量标偏、卷烟吸阻、原料消耗有直接影响, 通过查看数采分析发现烟支的重量以及吸阻在不同批次烟丝下有较大波动。稳定批间烟丝结构, 找出最适合卷烟机卷制的烟丝结构对提高产品质量有很大的帮助。
基于变权的飞机外形参数模糊优化 篇5
根据汪培庄提出的`变权思想及其给出的一组变权公式,分析了变权与变权综合函数的一些性质及变权和常权的异同,最后将变权应用于飞机外形参数的气动力与隐身一体化模糊优化设计,给出了结果对比.
作 者：李敬 李天 武哲 LI Jing LI Tian WU Zhe 作者单位：李敬,武哲,LI Jing,WU Zhe(北京航空航天大学,飞行器设计与应用力学系)
李天,LI Tian(沈阳飞机研究所)
参数优化 篇6
关键字：深水钻井；表层导管；喷射法；入泥深度；排量；钻压
深水喷射法下入表层导管技术的主要参数为入泥深度、喷射排量和钻压，合理的钻井参数可以在保证导管高效施工的同时满足水下井口稳定性和作业安全性要求。目前，工程上实际施工时常通过作业经验确定表层导管入泥深度、喷射排量和钻压参数，施工盲目性和安全风险较大。本文通过对表层导管喷射法施工理论分析和实验研究，对深水表层导管喷射施工导管入泥深度和钻井参数进行优化研究，以指导现场施工作业。
1、喷射法下表层导管技术优点
5、现场应用
深水表层导管喷射钻井参数优化研究成果已在我国南海荔湾3-1的多口深水钻井作业中得到了成功应用，平均每口井节约作业时间25小时，平均每口井节省作业费用1000万元，取得了显著的应用效果和经济效益。
6、结论及认识
深水喷射下表层导管技术中钻井施工参数的选择对钻井作业时效和水下井口稳定性都有重要影响。本文基于表层导管喷射施工机理分析和模拟试验研究，提出了深水表层喷射施工钻井参数的优化模型。
深水表层喷射施工钻井参数优化模型已在我国南海荔湾3-1区块多口深水水井的浅层作业中取得了显著的应用效果，提高了浅层作业时效，并达到了作业安全要求。
参考文献：
[1] Yang Jin， Liu Shujie， Zhou Jianliang， Research of Conductor Setting Depth Using Jetting in the Surface of Deepwater[C]. Society of Petroleum Engineers. SPE-130523. 2010.
[2] 刘书杰，杨进，周建良．深水海底浅层喷射钻进过程中钻压与钻速关系[J].石油钻采工艺，2011，33（1）：12-15
水力喷砂射孔参数设计优化 篇7
一、水力喷砂射孔技术
1. 主要机理。
水力喷砂射孔是将流体通过喷射工具, 将高压能量转换成动能, 产生高速射流冲击 (或切割) 套管或岩石形成一定直径和深度的孔眼。为了达到好的射孔效果, 在流体中加入石英砂或陶粒等, 如图1所示。
2. 技术特点。
(1) 和常规射孔相比, 水力喷砂射孔技术克服了射孔弹的压实作用, 减少了对油藏的污染和伤害。
(2) 套管孔眼、地层孔道直径和深度增大, 可以分别达到16～20 mm, 100～160 mm, 800 mm以上。
(3) 有一定的压裂效应和造缝功能, 提高地层渗流面积。
(4) 一孔的产量相当于炮眼的3～5倍。
(5) 每米一对缝的有效渗流面积相当于127射孔枪30孔/m的渗流面积。
二、水力喷砂射孔参数优化设计
1. 喷嘴选择。
喷嘴是水力喷砂射孔发生装置的执行元件。喷嘴的作用是通过喷嘴内孔横截面的收缩, 将高压水的压力能量聚集并转化为动能, 以获得最大的射流冲击力, 作用于井底岩石上进行破碎或切割, 因此, 其必须要具有较高的流量系数。同时, 喷射过程中喷嘴容易受到砂粒的冲蚀, 所以喷嘴也必须要具有良好的耐磨性。
(1) 喷嘴内部形状选择。喷嘴的几何参数主要有收缩角a、入口和出口过渡形状及倒角的曲率半径、出口直径d和圆柱段长度L。圆锥收敛型喷嘴容易加工, 但射流密集性差。曲线型喷嘴 (指数型、流线型等) 虽然其流量系数大, 能量损失小, 但加工困难。目前连续水射流最常用的一种喷嘴是圆锥带圆柱出口段喷嘴, 其是在圆锥收敛型喷嘴的基础上发展起来的, 增加了圆柱出口段长度, 从而提高喷嘴流量系数。
(2) 喷嘴几何参数选择。工程应用中水射流的基本参数有射流压力、射流流量、流速、功率等。根据理论公式推导, 可得出喷嘴几何参数之间的关系式为:
式 (1) 中, A为射流的出口截面积, mm2;At为喷嘴的出口截面积, mm2;ε为喷嘴截面收缩系数;v为射流出口速度, m/s;vt为射流出口理论流速, m/s;μ为喷嘴的速度系数。
通过计算, 确定喷嘴上部与喷头水眼部分的外径为20 mm, 长度为16 mm, 出口直径为6 mm。
2. 压力、流速。水力喷砂压裂的工作压头为:
式 (2) 中, Η为工作压头, Pa;V为射流速度, m/s;ψ为流速系数。
水力喷射作业时, 喷嘴出口处的射流理论功率为:
式 (3) 中, Q为通过喷嘴的流量, m3/min。Q=Vω。整理可得:
工作压头又可以表示为:H=P/γ。式中, P为工作压力, Pa。所以,
上式证明, 当喷嘴的截面一定时, 喷嘴出口处的射流理论功率W与工作压力P的3/2次方成正比。经试验证明, 当通过喷嘴的流速保持在120 m/s, 工作压力12 MPa以上时, 可以达到较好的切割效果。
3. 喷射时间。
根据试验和理论分析, 对于水力喷砂射孔过程的喷射时间、喷射深度、压力之间存在如下关系:
式 (6) 中, ΔΡ为喷嘴孔眼压差, Pa;ρ为喷射液密度, kg/m3;Q为喷射排量, m3/min;n为喷嘴个数;d为喷嘴直径, mm;Cd为孔眼流量系数;V0为喷射速度, m/s;Lmax为最大喷射深度, mm;Vth为临界喷射速度, m/s;ΔVΡ为在喷射孔处由于回流导致的速度损失, m/s;H为材料的布氏硬度;t为喷射时间, s。
在一定的工作压力下, 当射流达到一定深度后, 继续延长喷射时间是无意义的。喷射时间一般在15～20 min, 液体利用率最高。
4. 含砂浓度。
含砂量越高, 砂粒在单位时间内冲击岩石的次数越多, 切割效果越好。但在一定范围的排量和压力下, 砂粒在较高的浓度时的速度比在较低浓度时的速度低。同时, 过多的含砂量容易引起砂堵, 并在管道内相互碰撞, 相互干涉, 减少有效冲击次数, 从而影响喷射效果。在现场应用时, 应当首先进行模拟试验得出砂粒浓度最佳值从而尽可能地减少浪费。最佳浓度范围为6%-8%。
5. 砂粒直径。
砂粒直径越大, 质量越大, 冲击力越大。一般讲, 砂粒直径取喷嘴直径的1/6为最佳, 确定选用40-70目陶粒或20-40目石英砂均可。
6. 围压。
围压对射流的影响是超乎想象的, 在其他条件完全相同的条件下, 有围压时的射孔深度要大大降低。在实际施工过程中不可避免地存在围压, 这给磨料射孔带来很难困难。如何能尽可能地减少围压的影响将是磨料射流在现场应用效率的非常关键的因素之一。
三、结论及建议
1. 喷嘴是水力喷砂射孔的主要元件, 因此, 喷嘴的优化选择对射孔效率的提高起着至关重要的作用。而喷嘴的选择主要是内部形状和几何参数的选择。
优化工艺参数提高熟料质量 篇8
我公司2500t/d新型干法水泥熟料生产线由南京水泥工业设计院设计,烧成系统采用ϕ4.0m×60m回转窑带五级旋风预热器高原型NDSP52分解炉,近年来经多次技术改造,己达到2600t/d熟料。此前熟料强度都比较稳定,但近期却出现熟料强度下降现象,经过一个多月的努力,对熟料配料方案进行了优化,在生产实践上取得了一定成效,熟料3d抗压强度达到30MPa左右,28d抗压强度达到60MPa以上。
2
窑系统主机设备(表)
3 原燃材料化学分析
原材料的化学成分见表2,煤的工业分析见表3。
4 近期熟料化学分析和抗压强度
从表4可看出,熟料28d强度低,只有54MPa,在某种程度上影响了水泥质量的稳定性。为稳定出厂水泥强度,只好提高出磨水泥比表面积,降低混合材掺加量,在一定程度上增加了生产成本。
5 采取的措施
5.1 优化熟料配料方案,调整熟料三率值
众所周知,熟料强度主要来源于硅酸盐矿物,而C3S的多少对熟料强度的高低取决定性的作用,据相关资料介绍,当硅酸盐矿物含量一定时,C3S含量占硅酸盐矿物总量≥70%时,熟料28d抗压强度可达到1年强度的80%,而当C2S占总量的70%时,熟料28d抗压强度只能达到1年强度的40%左右。故要提高熟料强度,就必须适当提高熟料KH值和SM值,以此来提高熟料中硅酸盐矿物总量及C3S的含量。
熟料中Al2O3和Fe2O3的主要作用是提供一定的液相量,有利于C3S的形成。而熟料AM值代表了熟料中Al2O3和Fe2O3的相对含量,AM值越高,熟料中的Al2O3含量越高,反之则Fe2O3的含量越高。Al2O3含量越高,熟料的液相量会相对提高,但液相粘度会大大提高;而Fe2O3的含量越高,则熟料的液相量会相对减少,但液相粘度会大大下降。因此,选择适当的AM值对熟料的煅烧是至关重要的,而煅烧质量的好坏又直接影响到熟料强度的高低。起初,我们并未重视对AM值的控制,但在生产实践中发现,总有那么一两天熟料强度会突然下降2~3MPa,而熟料KH值与SM值并无太大的变化。经仔细分析发现,这几天熟料Al2O3的含量全部低于4.7%,且熟料AM值较低。经查资料发现,熟料中Al2O3的含量在一定范围时,熟料强度会随Al2O3含量的提高而上升。
根据以上分析并结合公司当前实际,将熟料三率值由原来的KH=0.90±0.02,SM=2.30±0.1,AM=1.40±0.1调整为KH=0.910±0.02,SM=2.60±0.1,AM=1.60±0.1。
5.2 优化系统操作,确保风、煤、料、窑速的平衡
(1)熟料煅烧对熟料质量的影响举足轻重,熟料煅烧的重点在于窑系统操作参数的稳定,具体到操作就是预分解窑不仅存在总风量的调节问题,而且存在风的分配、窑内通风和三次风的匹配问题。三次风板的开度是比较重要的,当三次风门开度过小,会降低入窑生料分解率,增加窑的负荷,C5筒出口温度与分解炉出口温度可能出现倒挂,分解炉煤粉燃烧不完全,造成结皮堵塞现象;三次风门开度过大,易造成窑内供氧不足,煅烧气氛变差,窑内热力强度大幅下降,煤管黑火头虽然短,但窑电流偏低,仅300A左右(正常时420A左右),形成短焰急烧,烧成带长度和温度不够,稍有不慎就跑生料,fCaO偏高,同时由于窑内的还原气氛加剧,窑内28~30m、38~40m处长厚窑皮,甚至结后圈,产量下降,影响熟料烧成。根据实际情况,通过调节入分解炉三次风阀的开度来调节窑内和三次风量,找出三次风阀的合理开度,提高入窑生料的表观分解率,降低窑的负荷,提高窑系统的热利用率,优化热工制度,保证窑、三次风的平衡。
(2)实行“薄料快转”制度。回转窑的窑速随喂料量的增加而逐渐加快,在保证窑电流平稳的情况下,我公司窑速从3.4r/min提高到3.8r/min,实行“薄料快转”的操作制度,提高熟料质量。一是窑速快,窑内料层薄,窑内填充率降低,生料与热气体之间的热交换好,物料受热均匀,煤粉燃烧空间加大,进入烧成带的物料预烧好。如果遇到垮圈、掉窑皮或小股塌料,窑内热工制度稍有变化,增加一点喂煤量,系统很快就能恢复正常。二是窑速快,可加快CaO与C2S反应生成C3S的速度,保证发育良好的阿利特晶体,提高熟料强度。如窑速太慢,窑内物料层厚,物料与热气体热交换差,窑内还原气氛增加,容易出现短焰逼烧,产生黄心料,熟料fCaO也偏高。同时大量未燃尽的煤粉落入料层造成煤粉的不完全燃烧,为结蛋或结圈留下隐患。
(3)篦冷机采用厚料层操作。为提高篦冷机对熟料的冷却能力,我们采取厚料层操作。因为增加料层厚度,能使冷却风与熟料有充分的热交换条件,增加风料接触面积和延长接触时间,充分的热交换使热熟料得到有效的冷却,并使冷却熟料后的热风温度得到提高,有利于热回收,而且厚料层操作能显著提高单位篦床面积产量,为提高熟料质量创造有利条件。我公司一段篦床熟料厚度由原来的400mm左右提高到现在的600~800mm,一室篦下压力由原来的3200Pa提高到现在的4000~4500Pa,由于采用厚料层操作,提高了气体同熟料的热交换效率,使得二次风温由原来的980~1010℃提高到1050~1100℃,提高了煅烧温度,同时也提高了对KH、SM较高的物料的适应性,提高了硅酸盐矿物总含量。熟料烧成过程中主要发生如下反应:C2S+CaO→C3S,煅烧温度提高可促进上述反应的进行,减少f CaO,增加C3S。
(4)调节窑头和分解炉用煤比例。熟料煅烧系统,其总耗煤量一般取决于入预热器生料的化学成分和量。而预分解窑系统的窑、炉喂煤量的调节及比例分配也是非常关键的。通常分解炉的用煤量主要根据入窑生料分解率、分解炉出口温度、C1出口气体温度进行调节。如果风量分配合理,但入窑生料分解率低,C1出口气体温度低,说明分解炉用煤量过少;如果分解炉用煤量过多,则预分解系统温度偏高,热耗增加,甚至出现分解炉内煤粉燃尽率低,煤粉跑到C5内继续燃烧,致使预分解系统产生结皮或堵塞的现象。
(5)加强密封,提高热效率。加强对预热器系统各级外漏风的处理。回转窑漏风会增加系统废气量,减少合理条件下的有用烟气通过量;大量的漏风还会影响工艺操作的不稳定性,导致回转窑产质量下降;回转窑的漏风还会减少由篦冷机进入窑内的二次风量和回收入窑的总风量,对于三次风和分解炉系统,漏风则会减少进入炉内的三次风量和回收入分解炉的总风量;漏风量过大,会降低烧成系统的有效通风能力,导致系统操作的不稳定和有效通风能力的下降,降低熟料的产质量。
(6)稳定喂料量。喂料量的波动将导致窑系统参数和热工制度的不稳定,当喂料量波动频繁,窑尾提升机电流超过5~8A波动时,就会对窑系统产生难于用操作来弥补的影响,造成预热器系统压力及分解炉出口温度波动较大,预热器各处积料增加,窑内热工制度紊乱,使熟料强度降低,严重时会出现预热器塌料、堵塞等现象,必须稳定均化库下料量,为熟料煅烧打下良好的基础。
6 结语
通过一个多月的工艺系统优化,我公司的熟料28d强度得到了很大提高,矿物组成、熟料外观、物理性能都得到了相应改善。
(1)要提高熟料强度,必须在提高熟料中C3S含量的同时提高熟料中硅酸盐矿物的总量,即要坚持高KH、高SM配方思路。
(2)要控制熟料AM值,既不能过高影响熟料液相粘度,又不能过低而影响熟料强度,在实际生产的基础上同时关注铁铝含量的控制。
(3)采用此配料方案的前提是确保原燃料质量,特别是烟煤发热量要高,以保证窑内较强的热力强度,在煅烧上必须采用高温煅烧方式,只有这样才能获取较高的熟料强度。否则可能导致煅烧因难,熟料质量下降。
深水浅层导管喷射参数优化 篇9
关键词：深水,表层导管,喷射,钻压,排量,现场试验
为适应深水浅层土质疏松特点和避免浅层地质灾害影响,常采用喷射法下入表层导管,该方法通过钻头喷射冲刷土体形成钻孔,在喷射钻进同时下入导管,具有节约钻井时间、无需固井和一趟管柱可完成二开井眼钻进等特点。喷射法下入表层导管技术的主要参数为喷射排量和钻压,合理的排量和钻压参数可以在保证导管高效施工的同时满足水下井口稳定性和作业安全性要求。目前,针对深水喷射法下表层导管技术的研究主要集中在导管竖向和横向承载力计算和现场应用报道方面,对喷射施工钻井参数的研究较少,而在工程实际作业时也主要是凭以往经验确定喷射钻进参数,施工盲目性较大。通过对表层导管喷射下入技术原理和室内外模拟试验的分析,结合西非深水JDZ-2-1井的现场情况,对深水表层导管喷射施工钻井参数进行优化研究,以指导现场施工作业。
1 海底浅层地质特性
深水浅层具有以下地质特性: 海床不稳定,滑坡快速沉积,形成较厚、松软、高含水且地层未胶结。破裂压力梯度低,破裂压力梯度和地层孔隙压力梯度之间的窗口较窄,容易发生井漏和井塌等复杂情况。浅层流、浅层气、水合物等浅层地质灾害广泛分布,容易造成卡钻、井眼冲毁、垮塌、井喷、井口下沉等工程问题。普通的钻入方法容易找不到井眼。而使用喷射法下入表层套管能够有效解决深水浅层施工面临的这些问题[1]。
深水喷射法下表层导管技术基本原理是利用钻头喷射水射流和导管串自身重力使得表层导管及水下井口装置随钻头下入至设计深度,喷射到位后利用导管与周围土的吸附力稳固住导管,然后钻井管串与导管脱手,继续二开井眼钻进,完成之后,上提钻井管串和导管送入工具至钻井平台,结束深水表层钻井作业[2,3],如图1所示。
2 海底浅层承载力分析
由图2表层套管受力分析,在喷射下入过程中垂直方向上可得如下受力平衡方程
只有当Nf≥W导管+ W钻柱时,表层套管才能保持稳定,而不发生失稳下陷。式中N上为上提管柱的轴向载荷( k N) ; W导管为套管在海水中的重量( k N) ; W钻柱为钻柱在海水中的重量( k N) ; W钻压为喷射过程中施加给海底土的压力( k N) ; Nf为套管侧向受到的摩擦力( k N) 。
在给定载荷条件下表层套管入泥深度计算模型如下
DHπf( t) - W ≥ 0。
表层套管最小入泥深度计算模型为:
式中W为给定的管柱载荷( 包括套管自重) ( k N) ;D为套管外径( m) ; Hmin为表层套管最小入泥深度( m) ; H为表层套管入泥深度( m) ; f( t) 为套管与海底土之间的摩擦力,它的大小取决于海底土与套管接触时间长短( k N/m2) 。
对于喷射法下表层套管来说,对于海底土的岩性没有特殊要求,只要保证表层套管在承受一定的载荷时能够不发生失稳现象。首先保证在轴向承载条件下不发生下限,而在海流等横向载荷作用下不发生倾斜、倾覆等事故。
对于砂性土来说,在喷射钻井表层套管下入过程中,由于砂性土的侧向摩擦力一般比较大,所以在同样下入深度条件下表层套管承载力比黏性土要大一些。为了保证下一井段的钻井安全,一般要求表层套管的套管鞋位置最好放在黏性土里,这样在下一个井段的钻井过程中套管鞋处的抗冲刷能力要强一些。如果表层套管的管鞋位置避不开砂性土层,再要求表层套管的下入深度要比计算结果深一些,来避免在下一步钻井过程中由于套管鞋处冲刷而造成承载力下降[4,5]。
对于黏性土来说,在喷射钻井表层套管下入过程中,由于黏性土的侧向摩擦力一般比砂性土小些,在同样下入深度条件下表层套管承载力比砂性土要小一些,所以如果在黏性土比较厚的海底,表层套管下入深度要深一些,这样来保证表层套管有足够的承载力[6]。
通过多年来对海底土壤承载能力研究,结合室内实验的结果得出以下结果。
对于黏性土套管桩与海底土壤的摩擦力随着时间的变化规律可用下式表达
对于砂性土套管桩与海底土壤的摩擦力随着时间的变化规律可用下式表达
式中,τ为桩与土之间的单位面积摩擦力( MPa) ,t为桩与土之间的作用时间( h) 。
3 钻压参数优化
在喷射下入导管作业过程中,钻压不仅作用在钻头上对地层起破碎作用,更重要的是施加在导管上用以克服地层对导管的摩阻力,因此钻压的大小决定了钻进速度的快慢。若钻压太小,会使导管下入速度慢,作业时间长,射流对导管鞋附近地层过度冲刷,降低地层的承载力; 若钻压太大,会导致下部管柱受压严重,可能引起钻具屈曲失稳,同时还会增大作用在下部管柱上的横向力,致使导管入泥倾角过大。因此,作业时必须保持一个合理的钻压,一方面保证导管以一个合理的速度下入,另一方面可以保证导管在施工过程中处于垂直状态[7]。
因此,喷射下入导管作业钻压控制的原则应当为: 作业总钻压应当大于地层对导管的摩擦阻力,保证导管能够顺利进入地层; 小于管柱的屈曲载荷,防止管柱发生屈曲失稳。
为掌握表层导管喷射施工工艺流程,分析不同排量和钻压对机械钻速的影响,优化喷射施工钻井参数,课题组在天津渤海开展了喷射钻井模拟试验。
为研究排量对机械钻速的影响,试验中在喷射排量为恒定值的情况下,选取各组套管下入深度为3. 00 m、5. 00 m、7. 00 m及9. 00 m时作为试验曲线的绘制点,并记录各组套管在此下入深度时的机械钻速。套管下入前每0. 50 m的距离做一个标记,以便观察。图3描述了试验套管下入深度为3. 00 m、5. 00 m、7. 00 m和9. 00 m时钻压与机械钻速的对应关系。
由图3可知,在其他施工参数恒定的条件下,钻压和机械钻速有很好的对应关系,即套管在同一下入深度时随着钻压的逐渐增大,机械钻速也随之增加; 但当钻压增大到一定程度后,机械钻速反而出现了下降的趋势,上面的4条曲线都呈现了上述的特点。满足这样特点的曲线可以用二次函数形式进行回归拟合,即钻压与机械钻速的关系近似满足如下的二次函数式:
式中V为机械钻速,m/h; W为钻压,k N; A,B,C为回归系数,与管柱的下入深度、地层强度、钻头类型、转速和水力学参数等因素有关,不同的地区,不同的工艺取值一般不相同。
4 排量参数优化
排量是喷射导管钻井的主要参数之一。在喷射过程中,最多时有2 /3的地层是靠水力喷射破碎的,其余1 /3由钻头来破碎,所有的岩屑由泥浆循环从导管和钻具环空返出; 在正常喷射排量下,钻井液环空( 导管和喷射钻具之间) 返出速度非常低。排量为3. 79 m3/ min时,36 $导管和8 $钻铤之间钻井液返出速度仅为7. 3 m/min,在相同排量下,而21″隔水管和51 /2″钻杆之间钻井液返出速度也要21 m/min; 因此大排量是及时排出井底和环空岩屑,保证环空清洁,防止套管鞋环空不被堵塞的关键。
为研究喷射排量对机械钻速的影响,试验中在钻压为恒定值的情况下,喷射排量取从300 L/min开始逐渐递增300 L/min直到6 000 L/min,三组试验结果数据如表1所示。
对试验数据进行分析处理,得出不同排量条件下套管平均下入速度,如图4所示,在排量小于1 500 L / min时,套管下入速度小于0. 2 m / min,增幅较小; 当排量达到1 800 L/min以后,套管下入速度增幅明显; 当排量到达4 200 m/min时,套管下入速度达到0. 8 m/min,并随着排量的进一步增加,套管平均下入速度不再明显增加。在实际作业中当排量过大时,将会导致钻头周围土体受到过分冲刷,形成大的井眼,造成导管周围土体回填密实困难,这会降低套管与地层之间的吸附能力,增加导管喷射结束后下沉和水下井口失稳的风险。
通过试验数据分析,并结合深水表层导管喷射作业安全性分析,求得表层导管喷射下入合理喷射排量区间为: 2 700 ~ 4 200 L/min。此外,由于深水海域海底浅层土质极其松软的特殊性,为避免过大的排量对海床造成大的冲刷,破坏井口区土体强度,在初始下入时要以较小排量( 小于1 000 L/min) 作业,随着深度增加,土体强度增大,喷射排量也应随之增大,直到达到上述合理排量区间。当表层导管下入接近设计深度时,应适当降低排量( 小于3 000L / min) ,已减少对土体的扰动,保证管鞋处的土体稳定性以提高导管的承载力。
图 4 套管平均下入钻速随排量变化图Fig. 4 Average jetting speed and output volume relationship
5 JDZ-2-1 井现场应用情况
JDZ-2-1井位于尼日尔三角洲盆地,水深1 619m,处于大陆斜坡的坡脚处,井场范围内存在海底陡坡、海底麻坑、海底槽沟等微地貌,属于海底不稳定地貌单元内,并存在浅层流浅层气出现的可能。在海底以下20 ~ 30 m范围内是非常软到软的黏土,不会造成喷射施工的困难,在30 m以下,沉积物的密实程度随着深度的增加而增加。喷射表层套管的深度设计为100 m。根据实验与现场数据结合优化出施工参数如下表1所示。施工中采用合理的排量和钻压,使整个喷射过程安全稳定的进行,取得了良好的现场效果,在以后的整个钻进过程中没有出现表层套管失稳,井口下沉的问题。
深水表层导管喷射施工参数优化研究成果已在我国南海荔湾、流花、白云、西非和赤道几内亚等数口深水钻井作业中得到了成功应用,在10口深水井的喷射钻井 作业中,平均每口 井节约作 业时间24. 77 h,平均每口井节省作业费用1 238. 64万元,取得了显著的应用效果和经济效益。
6 结论
深水喷射下表层导管技术中钻井施工参数的选择对钻井作业时效和水下井口稳定性都有重要影响。本文基于表层导管喷射施工机理分析和模拟试验研究,提出了深水表层喷射施工钻井参数的优化模型。
深水表层喷射施工钻井参数优化模型已在西非和赤道几内亚,我国南海荔湾、流花和白云等数口深水井的浅层作业中取得了显著的应用效果,平均每口井节约作业时间24. 77 h,平均每口井节省作业费用1 238. 64万元,提高了作业时效,并达到了作业安全要求。
参考文献
[1] Yang Jin,Liu Shujie,Zhou Jianliang,Research of conductor setting depth using jetting in the surface of deepwater.Society of Petroleum Engineers,SPE-130523,2010
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[4] Beck R D,Jackson C W,Hamilton T K.Reliable deepwater structural casing installation using controlled jetting.Society of Petroleum Engineering,SPE-22542,1991
[5] Eaton L F,Actis S C,Long J,et al.Deepwater batchset operations through the magnolia shallow water flow sand.Society of Petroleum Engineering,SPE-92289,2005
[6] Akers T J,Improving hole quality and casing-running performance in riser less top holes:Deepwater Angola,SPE-112630.2009
射孔压裂参数优化设计探究 篇10
1 射孔压裂的多元优化复合技术
射孔压裂的多元优化复合技术的基本原理是把射孔技术与高能气体压裂技术, 炸药爆炸技术及液体火药技术, 化学处理剂技术等手段混合使用, 根据油层井况及工艺要求, 优化组合, 对地层实施了压裂的作用, 提高了地层的渗透, 以此来达到增产和增注效果。实践应用中, 该技术对地层无伤害, 综合成本低, 结构简单, 操作方便, 使用安全, 适用范围广, 综合处理地层效果好, 尤其适用于低渗、特低渗油层的改造及老油田低压低产油层的改善。
射孔压裂的多元优化复合技术, 其总体能量有限, 不能如水力压裂那样产生上百米甚至几百米的裂缝, 但是此技术目的在于地层产生的是多条径向垂直裂缝体系, 且最初不受地层主应力之影响。这一点是水力压裂难以做到的。因此在区块改造方面, 射孔压裂的多元复合技术更具有优势, 应该针对油层特点选择适用的多元优化复合技术。因此, 射孔压裂多的元优化复合技术在油层区块改造方面的应用具有重要的研究价值和现实意义, 是该技术研究发展的必然趋势。
2 单层封堵使用工艺
从国外有关文献看, 射孔压裂复合技术在油井上的应用, 应该处理油层井段上方或上下位置都携带封隔器封堵, 充分利用压裂装置产生的能量, 以提高其压裂效果。然而目前, 在国内大多数不采用这种工艺, 主要是耽误损坏套管或封隔器卡死, 然而这种工艺明显会提高对地层的压裂效果。从现有的技术结构分析, 可以携带封隔器施工, 尤其对重点层位, 固定质量优良, 该技术的应用完全可采用此种工艺, 至于保护套管和封隔器卡死等问题, 需要进行试验研究, 这一问题我们目前正进行研究探索。
3 斜井的定向射孔压裂技术
根据岩石力学, 多孔弹性介质力学, 渗流力学的理论分析及大量前期研究, 我们发现射孔将直接影响水力压裂裂缝起裂的位置和裂缝的形态, 因此利用定向射孔可增加裂缝与炮孔的接触表面积, 从而大大降低地层破裂压力, 改善裂缝形态, 达到提高水力压裂效率的目的。
4 高能复合的射孔压裂
高能复合射孔指的是在比较高强度的射孔枪里面, 将聚能的射孔弹与复合的固体推进剂进行结合, 引燃射孔弹的同时, 然后再利用导爆索和射孔弹里面的残余能量来激发复合固体推进剂, 使其在射孔枪内产生很高的气体压力, 并且在有效的控制射孔弹爆轰及复合的固体推进剂爆燃的瞬间以及他们升压的速率的基础上, 来实现对地层压裂做功的目的。
此项技术的特点主要有以下几个方面, 现在我将分别进行阐述:
首先, 射孔和压裂是同步进行的。引爆了射孔枪后, 复合固体推进剂便燃烧, 其产生的高压气体, 对孔壁形成了脉冲加载, 这样在孔眼的周围就会产生很多条径向的裂缝。高能气体压裂的时间相当的短, 是一个动态的过程, 因此, 形成的裂缝就不会受到地应力的影响, 因而就具有了一定的随机性。
其次, 多周期的振荡效应, 便于裂缝的产生。我们知道推进剂是在井中存在着液柱的条件下被引燃的, 随着高温高压气体的出现, 就会推动井中的液柱向上运动, 但是随着体积的增大, 气体压力就会变大, 从而导致了液柱向下运动。这样一来就会产生压力周期的衰减的运动, 从而形成了水力振荡结果, 这些都将有利于裂缝形成。
第三, 此项技术可以减少对油层表面的污染, 从而有利于保护储层。同时此项技术还能达到清除接近油井地带的常年结垢的目的。
5 存在的问题及具体的改进措施
受井况、器材性能、井内含H2S、完井的方式以及人为的因素等的影响, 在高能复合射孔的施工过程中, 比较容易会出现如射孔后射孔枪掉落在井中、射孔完成后夹层枪被压扁的问题。
在采用高能的复合射孔技术时, 通常采用的是常规的102型号的夹层抢, 此枪的耐压值是80帕斯卡, 但在具体的施工过程中, 102型号的夹层枪输出的压力确在180帕斯卡以上, 夹层枪的里面是空气, 几乎没有内压的存在, 射孔瞬间就会在内外压力巨大差别的作用下导致夹层枪变形。同时, 因为该井的套管与射孔枪的间隙较小, 变形了的夹层枪就很可能会卡在套管的内壁上, 造成常见的卡枪。
针对上述存在的问题, 主要有以下几点解决措施:
可以改进应用器材的材质, 对其进行相应处理, 以此来提高器材的抗拉力和防腐蚀力。
将中间接头丝扣加上两扣, 提高中间接头的可靠性。
在夹层枪中穿两根导爆索, 增加起爆瞬间夹层枪的内。
6 结论
(1) 可以将射孔技术与高能气体压裂技术融在一起, 然后对地层进行复合作用, 提高地层渗透导流能力, 以实现增加油气井产量之目的。我国目前采用的主要有三种结构型式:混合组装型、分体组装型和加载组装型。通过对这三种结构的不同特点及其对地层不同的作用效果研究之后, 提出加载组装型结构是较理想的发展前景。
(2) 实践中, 可以将射孔的压裂与液体的火药以及与优质的工作液等技术混合在一起进行使用, 尤其是与炸药的爆炸的结合, 可以形成多元优化的复合技术。
(3) 射孔压裂的多元复合技术的开发研究, 必将取得一系列成果。进而对老油田的低压低产油层的区块改造, 低压低渗, 特低渗油藏的区块开发等提供一项经济有效的新型实用技术。
摘要：射孔压裂技术是我国新兴的一项油层增产技术。我国目前采用的主要有三种结构型式:混合组装型、分体组装型和加载组装型。我们通过对这三种结构的不同特点及其对地层不同的作用效果研究之后, 得知了加载组装型结构是其中较为理想的发展方向。通过对该技术的应用效果分析, 提出了射孔压裂技术, 尤其是混合组装型和加载组装型结构技术在低渗透油藏或特低渗油藏推广应用的重要意义及该技术在选井、选层、下井工艺及施工中应注意的问题。
关键词：射孔,高能气体,压裂
参考文献
[1] 刘玉芝.油气井射孔井壁取心技术手册[S].北京:石油工业出版社, 2000.
参数优化 篇11
关键词：汽轮机;DEH系统;参数优化
就目前电厂生产过程中来看最为常用的设备就是汽轮机，而对于电力系统技术部门来说研究的核心内容之一就是汽轮机的调速控制，以往因为技术限制采用机械离心飞锤式调速器，后来则开发了以液压技术为基础而出现的液压式调速系统，到了如今快速发展的电子电力技术和控制技术为汽轮机装配上了电液调速系统。电液调速系统可以分为模拟式电液调速系统AEH和数字式电液调速系统DEH两个部分，在实际生产过程中，因为DEH系统与传统的控制系统相比其控制线性化、带负载能力和控制精度都有较大的优势所以被研究人员广泛关注和研究。
本文在进行DEH的系统优化设计的探讨时使用了参数化设计的思想并与主要结合数字式电液调速系统DEH的实际设计相关联，希望能以此为基础找出面向电厂热工循环控制实际需求的汽轮机DEH系统的参数化优化调速控制方法。
1.汽轮机DEH系统的基本结构组成
数字式电液调速系统DEH主要由五个部分组成，具体分析如下：
1.1电子控制器
准确的来说电子控制器的控制系统具有小型的计算机功能，其内部有完整的I/O接口，模数转换通道，以及必要的控制输出模块、电源模块等。电子控制器主要功能是接受信号，这些信号来自汽轮机控制系统中的给定的或者反馈信号，然后电子控制器将这些信号经过模数转换或者电气隔离处理后按照一种特定的格式再输送出来，这些特定的信号被传送到主汽阀调节装置中，来对汽轮机相关阀门进行一定的控制。
1.2操作系统
操作系统就是人机交互的平台，操作系统主要由操作盘、图像显示窗口及键盘等构建组成。它可以让人和机器进行对话并操纵机器来完成任务。汽轮机中的DEH系统的通信功能的设置就是在操作系统的帮助下完成的。
1.3油系统
油系统氛围两个部分：高压油控制系统和润滑油系统，这两者之间不会互相影响。高压油控制系统主要是为汽轮机控制系统提供必要的动力，汽轮机在运行的时候操作盘或者电子控制器会发出一系列的调节指令，然后高压油控制系统接收到指令后对系统供油动力压力进行操作。润滑油系统则主要是为润滑系统提供透平油。
1.4执行机构
在操作盘或者电子控制器发出控制指令后，会有专门的执行机构将这些指令转换为模拟量驱动指令，然后执行机构按照指令来完成相应的控制动作。执行机构主要包括电液伺服阀、伺服阀放大器，具有驱动能力的油动机组，其功能就是对高压调节气阀和中压调节气阀的驱动进行控制。
1.5保护系统
顾名思义保护系统就是对DEH控制系统提高保护，它分成三个模块：电路保护、油路保护及其他常规控制保护。保护系统提供保护的方式是电磁阀，它能实时监控DEH系统中的电流、电压、油压等参数一旦某环节出现问题能及时做出调控，从而保证DEH系统的稳定可靠工作。
2.汽轮机DEH系统的参数优化研究
2.1 DEH系统的关键控制参数分析
目前国内使用的汽轮机大多数都是采用基于串级PID控制来进行速率调控，因此为了更加贴合实际，本文将串级PID控制系统的汽轮机作为探讨的对象。
串级PID控制系统在进行调速的时候其主要控制的参数为比例系数P，积分系数I和微分系数D，在经过对这三个参数的分析后，再进行DEH系统的设计工作。
（1）参数P——比例调节作用：是按比例反应系统的偏差，当系出现了偏差的时候，比例调节会按照比例来对系统进行调节来减少系统的偏差。但是比例作用也不能过大，比例作用合适的时候，调节的速度就会加快，减少误差，但是比例超出了合理的范畴，就会动摇系统的稳定性，更加严重的就会造成系统的不稳定。
（2）参数I——积分调节作用：它的作用就是系统消除稳态误差，减少误差。当系统出现误差的时候，积分调节就会发挥作用，一直到消除误差后才会停止运行。但是积分调节会降低系统的稳定性，让系统对动态信息的反映变慢。所以在实际生产过程中会将积分作用与另两种调节合理连接起来，这样就组成PI调节器或PID调节器。
（3）参数D——微分调节作用：微分作用就是讲系统偏差信号的变化率呈现出来，而且它还具有一定的预见性，能将偏差变化的趋势反映出来，因此它具有提前进行调控的功能，就是在已经有偏差出现的征兆的时候，微分调节作用就能消除这种隐患。因此，微分调节对系统的动态性能有巨大的提升。
2.2优化方案设计
以往的PID调速，是通过监测速度的输出，和系统的速度输入进行对比，得到速度偏差e，然后对偏差e进行监测，对P、I、D三个参数的大小进行科学合理的定值，这样就可以对速度进行合理的优化控制。但是这种控制方式有一个缺点那就是不能对速度偏差进行的实时调整，所以在进行调控时往往是速度出现偏差之后的事了，因此，本文提出基于模糊控制实现的PID参数自整定控制方法。
3.结语
汽轮机在如今的电厂中是被运用的最为广泛的设备之一，汽轮机的优化控制会对整个热工循环控制的效率及控制系统的可靠性产生影响。本论文对国内使用最为广泛的串级PID控制的汽轮机DEH系统进行了详细的分析，并提出了具体的优化的具体方案，这对提高汽轮的工作效率有良好的帮助，因此，本文对于汽轮机在DEH系统参数优化方面的探讨是有一定的实用价值的，值得推广应用。当然，本文只是简要的对汽轮机的DEH系统的参数优化进行了论述，至于更多的参数优化设计方案需要广大电力工程技术人员的共同努力，才能够把汽轮机控制的水平进行提高。
参考文献：
[1]梁静，毕胜红.汽轮机DEH系统参数优化研究[J].中国新技术新产品，2012，（22）：166
基坑岩土体力学参数优化研究 篇12
基坑工程自身的安全及其对周围环境的影响与场地的地质条件、基坑支护体系及施工工序等有密切关系，其中场地的地质条件关系极为重大，乃是整个基坑设计和施工的基础。场地的地质条件具体反映到设计中就是相关地层的物理力学参数，该岩土力学参数取值的合理与否将直接影响工程的安全及造价，必须慎重对待，最好能通过多种途径来加以验证，以获取最优值。工程实践的一般方法为理论导向、量测定量、经验判断和反馈修正。目前国内地铁车站的基坑正在大量施工，诸多工程通过现场监测可以获取大量的实测数据，这些数据是基坑力学行为最真实的反映，“量测定量”已经具备条件。如果对这些实测数据进行整理，然后再通过其它手段，如数值分析方法，对整个基坑施工过程进行仿真，并根据实测数据对原有的岩土力学参数进行修正，即实现“反馈修正”，那么这样确定的岩土力学参数将离真实值又接近了一步，这无疑是非常有意义的。因此，地区地铁深基坑建设中，宜选取典型工点，对其地质参数和实测数据进行整理，然后应用有限元方法，对岩土力学参数进行反分析，从而实现地区岩土力学参数的优化，为该地区的地铁深基坑乃至其它类似基坑工程提供可以借鉴的计算参数。
二、参数优化的方法及过程
参数优化的思路以有限元反分析方法为基础，即在有限元正分析中不断调整输入参数，通过计算得到输出结果，当输出结果同现场量测数据吻合时，此时的输入参数即为最优参数。
具体的参数优化过程如下。
(1)统计分析基坑地质勘察资料，确定出岩土力学参数的初始值。
(2)确定需要反演的关键参数及该参数的可能变化范围。基坑计算中用到的岩土力学参数较多，要对所有参数均进行反演优化是不现实的也是没有必要的，此时应根据基坑工程理论及实践的相关经验确定出对计算结果起控制作用的关键参数，并判断其可能的变化范围，既保证反演精度又不至于工作量太大。
(3)统计分析基坑现场监测资料，确定反演目标。基坑现场监测有多种项目(如位移、内力等)，反演目标所对应的监测项目应该具有较高精度，且对工程安全具有控制性作用，因此一般取基坑围护结构的变形监测资料及地面沉降作为反演目标。
(4)针对关键参数的多种组合进行有限元正分析，将计算结果同现场监测结果(如围护桩测斜及地面沉降)进行综合对比分析，确定出当二者最为吻合时所对应的输入参数值，该值即为最优值。
三、反演关键参数的确定
就基坑工程而言，对开挖变形影响最大的岩土参数主要包括土体的模量、强度指标和静止侧压力系数。土体的强度指标用于控制基坑稳定与否，而对于采用内撑式支护型式的基坑，其设计一般不会由强度控制，而是受变形控制，而且该车站的现场测试数据也表明，基坑的变形较小，不会出现失稳情况，这与规范法计算的结果也吻合，故强度指标直接采用实际测试值是合适的。静止侧压力系数在岩土测试报告中有实测结果，其量值是合理的，故在分析中直接采用。
土体模量属于变形参数，直接控制基坑变形的量值。研究表明，土体作为一种散体材料，其模量与土的应力状态和应力路径密切相关，只有在计算中考虑了这一点，变形计算结果才会与实际相符，PLAXIS中的硬化土模型可以较好的考虑这一点。硬化土模型中的模量包括三个，即压缩模量Eoedref、割线模量E50ref和卸荷模量Eurref。其中，压缩模量用于计算主压缩引起的土体应变，割线模量用于计算主偏量加载引起的应变，而卸荷模量则用于计算土体卸载和再加载引起的应变。基坑工程属于卸荷工程，对其变形最为敏感的参数应该是卸荷模量，而该参数的离散性又较大，故在参数优化中，主要针对卸荷模量进行优化。多位学者研究表明，土体的卸荷模量远大于其加载模量，一般卸荷模量和加载模量的比值在3～10左右，有的甚至更大，有限元分析中，可取卸荷模量作为反演关键参数，分别取不同的Eurref/E50ref比值，其中E50ref固定取为2倍Eoedref，计算不同参数组合情况下的基坑开挖变形结果，并将该结果同实测结果进行对比分析，从而确定出最优的变形参数。
四、参数优化实例
哈尔滨地铁一号线黑龙江大学站位于黑龙江大学校门口西南侧，哈尔滨服装城东侧，车站沿南北走向布置于学府路下。为地下二层岛式车站，地下一层为站厅层，地下二层为站台层。车站主体结构尺寸为：长190.0 m，宽19.0 m(净)，顶板覆土3.1m(中心里程处)，车站基坑开挖深度约16.0 m;车站两端的区间均采用浅埋暗挖法施工。基坑围护结构主体采用钻孔灌注桩+钢管内支撑。车站主体基坑采用Φ800@1300 mm钻孔灌注桩，桩间采用150 mm厚C20钢筋网喷混凝土挡土，沿基坑竖向布3道Φ609 mm钢管内支撑，钢支撑水平向间距约4.0 m。
表1给出了地勘报告给出的主要土层分布及参数。表2给出了优化的岩土体力学参数。表中地层(2)、(3)、(4)及(4)-4均为粉质粘土，(6)为中砂。
据此可以得到结论：
(1)地质报告所提的抗剪强度指标参考值是合适的，可在计算中直接采用。土体的强度指标用于控制基坑稳定与否，对于采用内撑式支护型式的基坑，其设计一般不会由强度控制，而是受变形控制，根据该车站的现场测试数据结果，基坑的变形较小，不会出现失稳情况，这与规范法计算的结果也吻合，故强度指标直接采用实际测试值是合适的。静止侧压力系数在岩土测试报告中有实测结果，其量值是合理的，也可在计算中直接采用。
(2)基坑开挖变形分析宜取土体卸荷模量进行计算，土体卸荷模量与加载模量的比值约为10。土体模量属于变形参数，直接控制基坑变形的量值。研究表明，土体作为一种散体材料，其模量与土的应力状态和应力路径密切相关，根据应力路径不同，模量可分为三种，即压缩模量、割线模量和卸荷模量，其中压缩模量用于计算主压缩引起的土体应变，割线模量用于计算主偏量加载引起的应变，而卸荷模量则用于计算土体卸载和再加载引起的应变。基坑工程属于卸荷工程，对其变形最为敏感的参数应该是卸荷模量，有限元反分析结果表明，土体卸荷模量与加载模量的比值约为10。
五、结语
文章详细讨论了基坑工程中岩土体力学参数的优化目的，是为了更好的利用土体的力学性能。参数优化的方法及步骤可以分为四步，针对关键参数的组合进行有限元正分析，将计算结果同现场监测结果进行综合对比分析，确定出当二者最为吻合时所对应的输入参数值，该值即为最优值。分析了参数反演分析中的关键参数，其中卸荷模量最为重要。将该套方法应用于哈尔滨地铁一号线黑龙江大学站基坑工程中，取得了满意的优化效果。
摘要：大规模地铁车站及地下交通枢纽的建设都面临深基坑工程问题,围护结构的经济和可靠性依赖于岩土体力学参数的准确性。论文分析了基坑岩土体力学参数优化的目的,提出了参数优化的方法及其过程,并指明了优化过程中的关键参数,以工程实例论证了优化方法的有效性。研究结论对于深基坑工程的岩土体力学参数分析具有指导意义。
关键词：基坑,岩土体力学参数,优化,有限元
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