发布时间:2023-01-20 06:48:06
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的地质装备论文样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
摘 要:目前,各项任务研究进展顺利,课题目标设定基本合理,课题组各项研究按照任务书计划安排有序实施,部分研究工作已经提前开展。 在技术示范场地选择方面,课题组确定了北京市顺义区赵全营镇白庙村南的一处垃圾填埋场和浙江省海盐县西塘桥镇海塘村一处养殖基地作为该课题的2个技术示范场地。目前已经开展了基础信息收集、场地水文地质状况勘查、地下水监测井建设、地下水水质监测,完成了微水试验和渗水试验,获得了水文地质参数。这些信息和数据为课题组开展实验室研究和现场技术示范工程设计提供了基础和支撑。在试验研究方面,以示范场地为研究背景,课题组开展了大量的实验室研究,为开展实际场地地下水硝酸盐污染修复技术示范奠定理论基础。主要包括地下水氮污染修复材料和地下水氮污染修复技术开发。在地下水氮污染修复材料方面,课题组研究开发了3种修复材料,包括一种硝化细菌碳源材料、一种氧化剂缓释材料释放材料和一种生物-化学联合修复材料。在地下水修复技术方面,课题组创新性提出了两种地下水修复技术工艺,一种是基于北方埋深较深的地下水污染修复的非连续渗透反应强地下水污染原位处理技术,该技术在传统渗透反应墙基础上,针对北方地下水埋深较深的实际情况,提出的以注射井阵形成的地下水修复系统,该技术具有施工难度小,建设成本低的优点,特别适用于处理较深层地下水污染问题;多级准原位地下水修复系统,是该课题研发的一种新型地下水技术,该技术集湿地处理技术、渗透反应墙技术和地下水井灌技术为一体的地下水修复系统,其具有建设与运行成本低、易施工、对地下水环境的扰动小、灵活性强、适应性强的优点。在成果产出方面,目前,课题组申请专利5项,获得授权专利两项,提出创新技术两项,投稿学术论文6篇,其中SCI论文3篇。
关键词:地下水 硝酸盐 修复材料 修复技术及装备
Abstract: Currently, the progress of study goes well,the target is basic reasonable, the job of research is carried out smoothly according to the plan, parts of study have already developed in advance. Two typical demonstrate place were chosen, one is MSW landfill which is located in Shunyi County in Beijing, the other one is breeding base in Haiyan County in Zhejiang province. At the two research bases, information collecting, hydrogeological investigation, monitoring wells building, water quality monitoring, slug and infiltration testing, all of these already have been finished, and hydrogeological parameter have been achieved. These results can be used in the design of engineering demonstration. On the basis of a great deal of laboratory data, theoretical basis are built about the remediation technology of the pollution of nitrate in groundwater, which was based of the research background of engineering demonstration field. Three kinds of remediation materials developed, including activated carbon material, slow-releasing material of oxidation and biochemical integrated material. Two innovative scientific remediation technology are studied. One is unfilled PRB in situ remediation technology of groundwater pollution, which is proposed basing deeper groundwater pollution in in the north. The remediation technology has advantages of low investment, simple process flow and low cost. The multi semi-in situ remediation of groundwater system is a new groundwater remediation technology which is researched and developed through our research. The system integrated the Wetland treatment technology, Permeable reactive barriers technology and groundwater well irrigation technology as a whole. The advantages of this system are lower cost of construction and operation, easy construction, small disturbance to the groundwater environment, strong flexibility and adaptability. In terms of achievements, there have been five applied patents, two received patents. six papers, which including three SCI, and two innovative technologies in the research group.
Key Words: Groundwater; Nitrate; Remediation meterial; Remediation technology and equipment
阅读全文链接(需实名注册):http:///xiangxiBG.aspx?id=65050&flag=1
关键词:煤矿开采,开采技术,发展方向
1.采煤方法和工艺
采煤方法究的深度和广度都在不断提高,急倾斜、 不稳定、地质构造复杂等难采煤层采煤方法和工艺的研究有很大空间,主要方向是改善作业条件,提高单产和机械化水平。
(1)开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术。以 提高工作面单产和生产集中化为核心,以提高效率和经济效益为目标,研究开发各种条件下的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺,简单、高效、可靠的生产系统和开采布置,生产过 程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术,发展各种矿井煤层和工艺的进步和完善始终是采矿学科发展的主题。采煤工艺的发展将带动煤炭开采各环节的变革,现代采煤工艺的发展方向是高产、高效、高安全性和高可靠性,基本途径是 使采煤技术与现代高新技术相结合,研究开发强力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采煤设备和生产监控系统,改进和完善采煤工艺。在发展现代采煤工艺的同时,继续发展多层次、多样化的采煤工艺,建立具有中国特色的采煤工艺理论。我国长壁采煤方法已趋成熟,放顶煤采煤的应用在不断扩展,应用水平和理论研条件下的采煤机械化,进一步改进工艺和装备,提高应用水平和扩大应用范围,提高采煤机械化的程度和水平。
(2)开发“浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效现代开采成套技术”,主要解决以下技术难题。
硬顶板控制技术,研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术,主要通过岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术,使直接顶能随采随冒,提高顶煤回收率,且基本 顶能按一定步距垮落,既有利于顶煤破碎,又保证工作面的安全生产。
硬厚顶煤控制技术,研究开发埋深浅、支承压力小条件硬厚顶煤的快速处理技术,包括高压注水压裂技术和顶煤深孔预爆理技术,使顶煤体能随采随冒,提高其回收率。
两硬条件下放顶煤开采快速推进技术,研究合适的综放开采回采工艺,优化工序,缩短放煤时间,提高工作面的推进度,实现高产高效。5~5.5m宽煤巷锚杆支护技术,通过宽煤巷锚 杆支护技术的研究开发和应用,有利于综采配套设备的大功率和重型化,有助于连续采煤机 的应用,促进工作面的高产高效。
(3)缓倾斜薄煤层长壁开采。主要研究开发:体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤机 、刨煤机;研制适合刨煤机综采的液压支架;研究开发薄煤层工作面的总体配套技术和高效开采技术。
(4)缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁综采。应进一步加强完善支架结构及强度,加 强 支架防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变形、防止严重损坏千斤顶措施等的研究,提高支架的可靠性,缩小其与中厚煤层(采高3m左右)高产高效指标的差距。
(5)各种综采高产高效综采设备保障系统。要实现高产高效,就要提高开机率,对“支架 -围岩”系统、采运设备进行监控。今后研究的重点是:通过电液控制阀组操纵支架和改善 “支架-围岩”系统控制,进一步完善液压信息、支架位态、顶板状态、支护质量信息的自 动采集系统;乳化液泵站及液压系统运行状态的检测诊断;采煤机在线与离线相结合的“油 -磨屑”监测和温度、电信号的监测;带式输送机、刮板输送机全面状态监控。
2.深矿井开采技术
深矿井开采的关键技术是:煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等;需要攻关研究的是:深井围岩状态和应力场及分布状态的特征;深井作业 场所工作环境的变化;深井巷道(特别是软岩巷道)快速掘进与支护技术与装备;深井冲击地 压防治技术与监测监控技术;深矿井高产高效开采有关配套技术;深矿井开采热害治理技术 与装备。
3.“三下”采煤技术
提高数值模拟计算和相似材料模拟等,深入研究开采上覆岩层运动和地表沉陷规律,研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理的开采系统和优化参数,发展沉降控制理论和 关键技术,包括用地表废料向垮落法工作面采空区充填的系统;研究与应用各种充填技术和组合充填技术,村庄房屋加固改造重建技术,适于村庄保护的开采技术;研究近水体开采的 开采设计、工艺参数优化和装备,提出煤炭开采与煤矿城市和谐统一的开采沉陷控制、开采村庄下压煤、土地复垦和矿井水资源化等关键技术。
4.优化巷道布置,减少矸石排放的开采技术
改进、完善现有采煤方法和开采布置,以实现开采效益最大化为目标,研究开发煤矿地质 条件开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统,实现开采方法、开采布置与煤层地质条件 的最优匹配。
总结推广神华集团大柳塔矿、潞安漳村矿实行全煤巷布置单一煤层开采,矸石基本不运出地面,生产系统大大简化,分别实现无轨胶轮、单轨吊辅助运输一条龙,从井口直达工作面, 同时实现了综采与综掘同步发展,生产效率大幅提高的经验的同时,重点研究高产高效矿井开拓部署与巷道布置系统的优化,简化巷道布置,优化采区及工作面参数,研究单一煤层集 中开拓,集中准备、集中回采的关键技术,大幅度降低岩巷掘进率,多开煤巷,减少出矸率;研究矸石在井下直接处理、作为充填材料的技术,既是减少污染的一项有力措施,又简化 了生产系统,有利于高产高效集中化开采,应加紧研究。
5.小煤矿技术改造和机械化开采技术
实施国家关闭小煤矿,淘汰落后生产技术和生产设备,提高平均单井规模的技术政策,开发小型煤矿机械化、半机械化开采技术和装备,改进小煤矿的采煤方法和开采工艺,提高采煤 工作面的单产和工效;提高小煤矿的顶底板控制技术水平,最大限度地减少顶底板事故率。
6.煤炭地下气化技术
煤炭地下气化技术是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧,通过对煤的热化学作用而产生可燃气体的过程。煤炭地下气化技术属于一种特殊的采煤方法,它属国际首创。煤炭地下气化技术具有投资少、工期短、见效快、用人少、效率高、成本低 、效益好等优点,尤其适合我国煤矿地质条件复杂、劣质煤比例高、“三下”压煤严重的具体国情,具有广阔的推广应用前景。应继续研究完善“长通道、大断面、两阶段”和“矿井 式气化”两种典型煤炭地下气化工艺,进行较大规模的地下气化试验研究,摸索实现“两个控制、三个稳定”的技术途径,并实现连续、稳定生产探索应用的途径。
【参考文献】
[1] 魏同,张先尘,王玉浚.中国煤炭开发战略研究.山西科学技术出版社,1999.
[2] 钱鸣高,何富连,李全生等.综采工作面矿压显现与支护质量监控.中国煤炭学报,199 5(7):48-51.
【关键词】不良地质段;高边坡;施工技术探讨
引言
国内由于技术和经济等方面的原因,公路灾害发生频繁,造成了巨大损失,
这早已引起了人们的关注。公路保通抢通工作从公路建设到公路的运营都在进行。90年代以来,人们对公路边坡灾害的关注越来越多,投入的科研技术和财力也在逐渐增加,公路边坡灾害的预防及处治工作逐渐形成了一门新兴的技术和科研项目。到目前,公路灾害理论(在地质灾害理论方面研究的特别多)正走向成熟。因此,在道路高边坡工程实施过程中,特别是在勘探、设计、施工、维护过程中均予以高度重视,采取切实可行的措施确保道路高边坡的稳定,减少安全隐患,预防产生地质灾害,保证道路施工和运营过程中的安全。
一、国外道路研究及发展趋势
国外经济发达地区和国家如美国等由于其经济水平的保障,使得他们在公路
建造以前,就已经最大程度的降低了公路灾害的可能发生率,即在公路选线、设
计阶段,通过充分的现场勘查调查取证,通过避让工程地质不良地段或通过采取
足够的防治措施,使得干线道路所经过之处地质状况稳定,利于施工建造;同时
在设计和施工时,工程质量得到充分的保障,建成后通过监控系统进行实时监控
与快速应急反应,能控制或避免并降低灾害发生的可能性,减少灾害发生造成的
各种损失;同时国外发达国家十分重视对潜在灾害区的用地使用限制,这些国家
相继开展了灾害研究成果转化的立法化工作,其一般原则是在潜在灾害高发生区禁止土地使用,中等灾害区可有条件使用土地,低灾害区及无灾害区不限制土地使用。
二、道路高边坡设计措施
在巨大的自然灾害面前,如何能够防患于未然,最大程度的减少灾害所造成
的损失,将极大的提高道路运营的安全性和可靠性,减少因为灾害进行抢通和修
复的费用与时间。因此,研究城市高边坡突发灾害预防处治关键技术是非常必要的。由于道路交通较为繁忙,最大边坡高度将近50 m,一旦发生边坡事故,极有可能造成重大的生命和财产损失,而且也会给抢险抢修带来较大的困难。因此,高边坡路段按安全等级一级的边坡进行勘察设计,按照《建筑边坡工程技术规范》要求,岩质边坡30 m以上、土质边坡15 m以上应采用动态设计法进行特殊设计,应提出对施工方案的特殊要求和监测要求.应掌握施工现场的地质状况、施工情况和变形、应力监测的反馈信息.必要时对原设计做校核、修改和补充。
(一)影响高边坡稳定性的主要因素
高边坡工程实践表明,影响边坡稳定性的因素数量众多、类型复杂,总的来说可以分为边坡几何特征、地质条件和影响因素三类。边坡几何特征包括自然边坡地形地貌和开挖边坡的几何尺寸,其中自然边坡地形地貌特征是边坡内在地质条件在几何上的表现,它在一定程度上反映了同类边坡的稳定坡角和坡形;地质条件是边坡变形或失稳的物质基础。影响高边坡稳定性的地质因素包括地层岩性、地质构造、岩体结构、水文地质条件等;影响因素为边坡变形或失稳提供了外动力。影响因素或触发条件主要包括切坡、爆破、降雨、地震等。其中,边坡几何特征和地质条件为影响边坡稳定性的基本地质条件,反映天然状态下边坡稳定性程度,与影响因素共同作用反映不同情况下的边坡稳定性程度。
高边坡的不稳定容易引起地质灾害,对于一般的滑坡、泥石流、坍塌体,应以清方为主;对于大型的滑坡、泥石流、坍塌体,应以适度展线方式翻越;对于因水流冲刷而路基难以稳定的路段,应适当增设铅丝或钢筋石笼挡墙,水流项冲路段要增设丁坝等调治构造物;对于跨河桥梁倒塌或受损路段,要填筑墩台、架设钢桥。
(二)高边坡稳定性快速评价方法如下:
(1)首先判断边坡是否为扰动岩体,若为扰动岩体或散体结构边坡,并研究其成因机制。
a.若为古滑坡或变形体形成的扰动岩体,则在工程开挖的情况下,产生变形
破坏的机率极大,边坡稳定性极差,必须采取强支护措施;
b.由构造形成的松动岩体或全风化的散体结构岩体,在坡度大于50。坡高超过20m时,边坡稳定性差,必须实施强支护措施,并开挖一级支护一级。
(2)对存在不利的控制性结构面的未扰动岩体边坡,研究结构面方位及结构面特性,定性分析边坡变形破坏模式和稳定性状况。边坡可能产生大规模块体失稳或以该组结构面为底滑面的滑坡,必须采取强支护措施。
三、高边坡加固施工
(1)高边边坡开挖。原则:边坡开挖应遵循“自上而下、分级施工、跳槽开挖、及时支护”的逆施工法进行。开挖一级防护一级,及时运走土方;边坡开挖过程中必须保证边坡的稳定性、平整度及坡率;对岩体破碎地段和岩层倾向与坡面呈小夹角地段,要隔断开挖。
开挖方式:为保证施工过程中的边坡稳定和质量安全,本工程石方边坡的开挖采用预裂光面爆破施工,对土夹石等地质复杂地段,采用小孔径手风钻钻孔,弱松动爆破方式整修成型,平台则采用浅孔爆破方法施工;对土质边坡则采用人工辅助、机械开挖。
排水:边坡开挖前做好山坡截水沟,引走地面水。沿坡顶走向修筑排水沟疏导雨水,采取有效措施防止滑坡。截水沟沟底纵坡陡于l:2时,沟底应增加耳墙,确保稳定。截水沟、排水沟、急流槽等排水设施要衔接顺畅,不能出现积水渗水现象。
验收:边坡开挖后.要对边坡设计尺寸、坡度、平整度、半孔残留率等主要质量技术指标进行检查验收;对欠挖和超挖进行修正处理,最终必须达到设计文件要求。
(2)挂网喷射混凝土。施工工艺:搭设脚手架----整修边坡----制作安装设置排水孔----第一次喷射混凝土----钢筋网制作、挂网----第二次喷射混凝土----养护----拆除脚手架。
搭设脚手架:钢管支架立柱应置于平整坚实面层上并做好排水,脚手架跨度、步距、立柱间距必须同时满足设计和构造要求;钢管架与边坡壁面之间必须设置刚性拉结,确保施工安全。坡面整修:清除浮石、岩碴,补砌空洞,用高压水冲洗受喷面.加固局部不稳定处,对较大的裂缝进行灌浆或勾缝处理.设置一定数量的泄水孔等。
挂网:将钢筋网与锚杆交接处焊接,以保证喷射混凝土时钢筋不移位。
喷射混凝土施工:第一,坡面的清理和检查。喷射混凝土之前,用清水将坡面冲刷干净,湿润岩层表面。第二,喷射作业。在正式施工前进行试验确定出合理的参数,如水压、风压,喷嘴与受喷面间距离、一次喷射厚度等。喷射混凝土机械安装调试好后,先注水后通风,清通风路及管路,料斗上口设筛网,避免超径骨料进人机内。合理喷射混凝土顺序,喷射时喷头正对受喷面,均匀缓慢地按顺时针方向移动,应保证连续上料、连续喷射。
四、保证工程质量和安全的措施
只有充分认识了灾害对公路的影响和危害度,才能避其危害,做到有的放矢、
有备无患,确保抢通人员的安全,达到尽快抢通公路的目的。
(1)灾害是动态的,抢通方案要随时调整。对公路来说,灾害不仅具有破坏力大、范围广、类型多的特点,而且还是动态的、反复的。一条已经抢通的道路,在余震或暴雨后,又可能是面目全非,还需要再次投入力量抢通保通。同时,公路抢通有别于公路建设,完全是在没有通过探查手段摸清滑坡、泥石流、坍塌、
堰塞湖等地质条件的情况下进行的,抢通方案完全凭工程技术人员的经验来制定。因此,在实际抢通的过程中,需要根据现场进展情况对方案进行必要的调整。在有感余震、暴雨、泄洪等发生后,要重新评估已抢通道路的安全状况和原有灾害的危害度,并采取相应的措施,确保道路通畅。
(2)加强施工过程中的管理。本类工程的特点决定了在实施中必须强化安全管理工作,否则极易产生重大的质量安全事故。本工程的爆破作业较多,施工现场应加强对炸药的管理和作业方案的审批、爆破实施的警戒监控等;由于脚手架倾角较大,沿水平方向产生较大的水平力,脚手架和边坡(岩面)之间应设置可靠的刚性连接;因高空作业较多,各专业队组应明确划分安全责任范围.避免交叉作业,尽量避免高处坠落和物体打击事故;做好截排水和其他辅助措施,减少施工期间降水对边坡稳定的影响。
(3)要将道路抢通与恢复重建有机地结合。现在抢通的道路为临时性的公路,
下一步恢复重建时这些道路不可避免地需要重新勘测和重新修建。因而在保证通
行的前提下,工程规模要适当控制,不可一味追究高标准。同时,大量废弃方的
处理要合理,既要避免造成新的灾害,也要注意保护好生态和自然环境。
(4)开展新的设备器材研制,为施工作业的某些环节提供适于抢修特点的新型装备。根据抢修现场的要求和维修器材的装备情况,抢修作业的挖装问题是个极需加强的环节。目前,抢修现场尚无理想的设备可供选择,因此,应首先考虑研究解决用于抢修的挖装设备问题。对于运输设备,虽然不尽理想,但目前现场所具备的平板车、低边车、翻斗车、汽车等运输机具在进行选型配套后,尚可选择使用。
(5)尊重客观规律,讲究科学救灾。在制定抢通方案时,要综合比较大线路的改变、小的线路调整、沿老路抢通等多个方案,对特大震灾点能避则避,能绕则绕。
结论
工程实践表明,解决边坡工程问题首先应在选线上下功夫,对规模大、分布广、治理难的不良地质路线应该避免绕避,细致考虑地质构造,避免在复杂的不良地段开挖高边坡,不良地质段道路高边坡工程是关系到道路和周边建筑物安全的重点工程,在工程实施中应严格按规定进行地质勘察、动态设计、规范施工,从而达到确保工程质量经济合理、安全适用,造福社会的目的。
参考文献:
【1】交通部.交公路发[2005]441号“关于进一步加强山区公路建设生态保护和水土保持工作的指导意见”.2008
【2】张世贤.工程抢修中采用碳纤维加固的应用研究[D].西南交通大学研究生学位论文.2006.
【3】徐越文,魏海滨等.新材料在国防交通抢修装备中的应用研究[J].军事交通学院学报.2009.
黄迪颖:男,1975年生于北京,1997年毕业于南京大学地球科学系首届基地班,2005年获法国里昂第一大学博士学位,现为中国科学院南京地质古生物研究所研究员,博士生导师。研究方向为特异埋藏动物群及演化古生物学,主要从事澄江动物群、中生代昆虫化石及其他特异埋藏无脊椎动物化石研究。共发表研究论文100余篇,其中绝大部分发表在具有世界影响力的权威期刊上。
一
亲爱的同学,你看过一部经典的科幻电影《侏罗纪公园》吗?在这部电影中,科学家利用凝结在琥珀中的史前蚊子体内的恐龙血液提取出恐龙的遗传基因,加以修补和培育繁殖,竟然使恐龙这种已绝迹6500万年的庞然大物复生,将一个海洋中的岛屿变成了恐龙的乐园,即“侏罗纪公园”。但是,你知道吗,据我国科学家的最新研究发现,侏罗纪时期的一些“蚊子”螯足很大,并不吸血,真正吸食恐龙血的是体型大如蟑螂的跳蚤。做出这一重大科学发现的,就是南京古生物研究所的黄迪颖教授带领的团队。
在一个阳光明媚的午后,我们来到南京古生物研究所,有幸采访了黄迪颖教授。黄教授非常年轻,像一个邻家叔叔一样出现在我们面前。他热心地带领我们参观位于研究所内的古生物博物馆,为我们介绍了馆内展出的史前时期的生物群。而在整个参观过程中,令我们感觉最新奇、印象最深刻的,就是黄教授所研究的澄江动物群昆虫化石,以及有关史前巨型跳蚤和恐怖虫的科普展览。
而关于远古的巨型跳蚤,黄教授为我们介绍说,跳蚤和其他寄生昆虫一样,是难以保存为化石的。因此,关于蚤目的起源及中生代的演化证据长期缺失。过去,人类仅在澳大利亚发现过一例距今1.2亿年的中生代跳蚤化石。2012年初,黄教授带领的团队在内蒙古发现了中生代巨型跳蚤的新化石,将跳蚤的化石记录至少提前了4000多万年,是迄今为止发现的最古老的跳蚤化石。
二
黄教授家住在北京中关村一带,小时候十分活泼,喜欢和小伙伴们一起出去玩,比如到颐和园内的昆明湖里去游泳、抓鱼,或者去野地里捉虫子。他非常喜欢接触大自然,到了初中的时候,就经常独自一人骑着自行车去野外。遇到周末或者是寒暑假,他更是一走就两三天,经常跑到北京周边的山村,晚上花一两块钱,吃住在农民家里。那时候,一般人家还没有电话,通讯设施十分落后。所以,每当还是小小少年的黄教授“失踪”多日的时候,父母都很着急和担心,也曾经多次和他谈话,无奈黄教授“野性难驯”,照跑不误。其实,黄教授的野外之旅并不是瞎跑,由于他早在小学时就每个周末去中国地质博物馆泡一个下午,所以他认识许多种化石。而他独立采集到的第一块化石,就是在“旅途”中有意“寻宝”的结果。
到了高中阶段,黄教授已经对地质学和化石十分着迷了,看了许多有关地质学的书,其中不乏专家教授们的学术著作。他立志从事地质方面的工作,高考填报的所有专业都和地质学相关,最终顺利考入了南京大学地球科学系。
大二的时候,黄教授到南京湖山进行野外地质实习。也是从那时起,他深深陷入了谜一般的古生物世界,沉迷于解谜的乐趣之中不能自拔。大二的课程设置,还没涉及古生物和地史学,他就经常在图书馆里翻资料,然后一有空闲就到南京周边东挖西挖。后来,他又制订了一个详细的假期计划,利用寒暑假到北京郊区芦上坟村挖化石。芦上坟村离黄教授北京的家有40多公里,黄教授每隔几天就骑着自行车去一次。他的装备是固定的:背包放着单面刀片、地质锤、放大镜等工具,还有一点干粮,一壶水;一个小板凳放在自行车后座上,还在自行车上绑一把铁锹。暑假时每天工作8小时,寒假时每天工作6小时。为了抓住所有阳光时间,他总是早起晚归。整个大学期间,他一共骑车去芦上坟采化石46次,用刀片剥出数以千计的昆虫化石,并完成了两篇科研论文。
三
搞地质工作的人还常常不被人理解。黄教授在芦上坟挖化石的时候,路过的老乡总是对他评头论足、指指点点,都说他在挖金子;而当他拿着地质锤去勘探时,又被怀疑是在挖坟盗宝。最后,黄教授发现一个规律,如果老乡们看到他在拿着放大镜照化石,就会说他是地质队派来搞化验的。他觉得这最后一个说法比较接近事实,于是,每当有人路过的时候,他总要装模作样地拿起放大镜,不停地照来照去,用这个办法来避免受人猜忌。
“梅花香自苦寒来。”黄教授付出的辛勤劳动,让他收获了丰硕的成果。他从大学毕业至今,已经发表了一百多篇学术论文,并在全球公认最权威的三大科研杂志《自然》《科学》《美国科学院院报》上都发表过重要文章。2003年,黄教授获江苏省科技进步一等奖;2004年,获法中科技协会陈氏兄弟地球科学奖;2010年,荣获江苏省十大青年科技之星荣誉称号;2011年,获全国首届青年古生物学奖;2012年,获得首届江苏省杰出青年科学基金和首届国家基金委优秀青年基金资助。
如今,作为一位年轻的博士生导师,黄教授将已有的成绩只是当做自己前行路上的基石。在采访过程中,他并没有对我们提及这些成绩,而是对我们讲了他的忧虑和遗憾:那便是乡村的城市化进程过快,导致了许多珍贵地质层的消失。他亲眼见证了芦上坟村的变化:那片昆虫化石产地,先是变成了一片坟地;后来人们平了坟,在上面建了房;再后来,房子也被推倒了,人们在那里建成了工厂。变迁中的小乡村虽然迎来了工业,却失去了它应该最引以为傲的自然遗产——那个一亿多年前的古老昆虫国度。而类似的事情,同样发生在南京的郊区,以及其他许多拥有珍贵地质层的地区。
城市化的进程加快,以及应试教育的压力,使得现在的绝大多数孩子不能再像黄教授当年那样去亲近大自然、认识大自然了。黄教授说,其实,化石离我们并不遥远。在南京的郊区,比如汤山一带,就有很丰富的化石层。如果有兴趣去挖生物化石,是很容易挖到的。但在现在的中小学中,生物课并没有得到足够的重视,课本中有许多知识都已经陈旧。加上孩子们的课业负担很重,没有时间,也没有精力去探寻大自然的奥秘。如果想在现有的条件下多了解自然界和动植物知识,黄教授建议我们在家长允许的情况下,多看中央电视台纪录频道的节目,多读有关动植物的书籍,并尽可能多去野外走走。
小记者采访感言
景韬(丹阳市第八中学):兴趣是最好的老师,如果你对一件正确的事情产生兴趣,并能持之以恒地去探究它,你就一定会做出成绩。
匡安澜(丹阳市实验学校):从黄教授身上,我学习到一个宝贵的经验,即要将理想和现实相结合,知道自己将来要学什么,做什么,而不是像一个陀螺一般漫无目的地瞎转,浪费了许多宝贵的时间和精力。
关键词:综合测井;测井数据;盾构隧道
前言
地球物理测井,广泛应用于工程勘探的各个领域。通过测井地层得到钻孔信息丰富,岩石钻孔记录的物理性质,地球物理信息的采集,处理和解释,为地质信息,信息工程和地质灾害,生态环境等信息,在推断地质结构和地质环境,在解决水文地质问题中发挥作用。我国首家煤炭行业运用盾构技术进行隧道施工在新疆某煤矿投入生产。盾构隧道地质条件将不利于施工过程,可能引起周边建筑物沉降表面变形或冲突,特别是岩石风化、水文等因素直接影响盾构隧道施工安全。所以我们必须利用经验做好预测,基于地质隧道预报经验,国内普遍采用地质雷达、钻孔、地质分析三种方法进行处理。
1 综合地球物理测井技术和应用
地球物理测井方法:自然伽玛、声波测井、电阻率测井、自然电位测井、井温、井斜测井、井中电视、盐化等。仪器设备:测井仪器采用北京中地英捷物探研究所生产的PSJ-2型数字测井仪。该系统由主机、电缆绞车、笔记本电脑、发电机,密度、井温、井斜、声波及电极系探管组成。井下电视采用武汉长胜工程检测技术开发公司JL-IDOI(A)智能钻孔电视成像仪。
中国地调局地科院物化探在完成综合测井数据采集、资料解释、统计分析和综合研究工作基础上,获得重要发现,取得了系列进展和成果。完成了庐枞ZK01及铜陵TLZK01两个2000多米钻孔的6次综合测井数据采集工作,测量总深度达4126.43米。取得了视电阻率、自然电位、极化率、磁化率、声波速度、超声成像、自然伽马、岩性密度、井斜、井径、井温、泥浆电阻率测井及井中磁测等13种测井参数的测井数据和图像。
在XX钻孔1500米以下井段连续发现21处强放射性异常(一级表外含量),异常段累计厚度达93.02米,为庐枞地区深部找铀矿提供了重大线索。通过对TLZK01钻孔岩心编录及测井资料对比分析,采用有效的矿化带识别技术,推断金属硫化物矿化段异常12处,累计厚度400余米。利用ZK01、TLZK01钻孔的常规测井资料,研究了岩性测井响应特征,完成了钻孔主要岩性的测井响应分析和岩性识别分层。利用ZK01、TLZK01钻孔的超声成像测井资料,统计分析了钻孔壁裂隙发育和破碎状况。对多参数地球物理测井结果进行了综合研究,分析了钻遇地层主要岩性的测井响应特征,初步建立了相应的物性模型。
通过深部地球物理钻孔和地球物理勘探工作的发展状况,地壳浅层的垂直变化,深化金属和地面地球物理数据提供解释,而且提供了丰富的地球物理信息,也为工作区寻找深部隐伏矿提供了丰富的地球物理信息。目前最新的脉冲中子饱和度测井、同位素示踪测井及配套装备等研究,创立了脉冲中子双谱饱和度测井及致密气藏脉冲中子测井理论,发明了放射性同位素示踪剂载体的制备工艺及放射性同位素示踪剂评价手段,形成了满足不同地层条件下注水、产出剖面监测的同位素示踪技术体系,创建了以中子寿命谱技术为核心的套后放射性组合测井解释方法,达到了截面双参数同时测量,实现了监测技术的安全、可靠和高效。
2 综合测井在盾构隧道工程主要数据
(1)不同的地质构造,岩石层的特征曲线不同,我们可以利用综合测井数据曲线来观察比较各种岩层,通过比较可以得到不同的特征,针对不同地理特征实施钻孔方案和具体的工作面方案。(如图所示)上述综合测井数据曲线分析了电阻率、声波速度曲线和电位情况,根据具体的数据曲线解释原则,与实测曲线进行对比,可以确定工作面的岩层属性,对后续的开采工作非常有利。(2)声波速度测井曲线的解释,声波在不同岩层结构其波速会有不同的变化,通过不同层面其物理指标将有明显差异,我们根据声波速度可以确定岩孔破碎程度,进而分析岩石的破碎情况和裂缝的发展趋势。(3)电阻率、自然电位以及温度曲线的变化和异常解释,一般情况下岩石周围含水层的电阻率都会呈现较明显的异常状况,自然电位会明显偏离基准线,有明显的上升变化趋势,温度呈现不规律的变化,一般情况温度的梯度变化比完整的井孔温度梯度小,随着深度的变化并不明显,因此我们结合电阻率和温度曲线,再结合自然电位变化的解释分析确定其分类,定位含水丰富区域。(4)井液电阻率测井(盐扩散法):在含水层(段),盐化后井液电阻率随时间有明显增加和位移,根据盐化后井液电阻率随时间的变化和盐水柱的运动方向,划分含水层(段)并确定其补给关系。根据井径测井实测数圈定井径扩大段。(5)智能钻孔三维可视化成像:三维地质建模是运用计算机技术,利用测井资料、录井资料和钻井资料,形成工程参数和地质参数的三维数据体,定量分析钻孔的破碎情况、裂隙的发育及长度、宽度、裂隙的产状,计算钻孔中破碎带的面积,绘制相应的三维井眼轨迹,逐渐成为随钻地质导向钻井技术的一个热点。利用VC++与OpenGL混合编程实现井眼轨迹和地层三维可视化。
3 测井曲线综合解释
综合测井的成果解释:可以结合声波速度曲线变化来确定岩层的破碎程度,进行较准确的评估,结合电阻率、井温度变化、电阻率变化可以对岩层井下的含水状况进行评估,利用井下电视对工作面异常区进行综合的分析。利用现代化的成像测井能够准确经行地层结构分析,得到较准确的量化分析报告,结合声波速度和地质特征进行交互式的信息对比,得到裂缝参数、岩体频谱分析等等。
4 结束语
在钻井超前勘探盾构隧道时地质预报综合录井取得了一些进展。特别是软岩、硬岩,在破碎带岩体风化程度、不良水文地质等提供了一种科学地球物理测井数据,减少技术引起的屏蔽导体和盾构施工变形和损伤的影响,以便采取相应的措施,以确保隧道施工安全。建议:如果地质雷达在隧道的顶部,位于高密度勘探地面上,盾构隧道不良地质体在施工过程中对地表扰动的形成,可能引起周围建筑物和调查监测变形或沉降,将更有现实意义。
参考文献
[1]刘明举,刘毅,刘彦伟,等.地球物理测井技术在判识构造软煤中的应用[J].煤炭工程,2005,5.
[2]董红,侯俊胜,李能根,等.煤层煤质和含气量的测井评价方法及其应用[J].物探与化探,2001,2.
[3]王力,袁安民.综合地球物理测井在隧道建设前期勘探中的应用[J].工程地球物理学报,2009(6).
[4]余常忠,暴迎亮,李苗,等.地球物理测井技术在煤炭资源普查中的应用[J].陕西煤炭,2011(5).
关键词 冰雪体育 后备人才 培养模式 刍议
中图分类号:G80 文献标识码:A
我国是冰雪资源大国,辽宁省是我国的冰雪资源较为丰富的地区,冰雪运动历来受到省市政府的重视,为国家培养了众多的优秀运动员,获得了较高的荣誉。冰雪项目是辽宁省特色项目,也是优势项目,但我们必须承认的是,冰雪体育运动后备人才的短缺已经成为发展冰雪体育事业的瓶颈。冰雪体育的发展,离不开冰雪人才,人才的培养离不开国家和省的高度重视和培养。因此,需要对冰雪运动人才培养模式进行全面、系统的总结和梳理,并针对新时期的各种变革,主动把握机遇,迎接挑战,以探索符合我国冰雪事业发展的人才培养模式。本文运用文献资料法、访谈法和实地考察法等研究方法,对辽宁省冰雪体育运动后背人才培养模式的特色与存在的问题进行分析和研究。
1研究方法
1.1文献资料法
通过国家图书馆和沈阳市图书馆查询相关的文献、资料和书籍,为本论文的撰写提供了坚实的理论基础。
1.2访谈法
对部分从事多年冰雪体育运动事业的优秀教练员、科研人员进行深入细致的探讨研究,就我省冰雪体育运动人才的选拔、培养、输送、管理等模式进行探讨,为论文的开展提供了可靠的经验保障。
1.3实地考察法
采用实地考察的方法,对辽宁省培养冰雪体育运动的基地进行实地考察和分析。
2辽宁省冰雪运动项目后备人才现状分析
2.1冰雪运动后备人才培养的制约因素
优秀运动员对后备人才具有榜样作用,优异成绩促使更多人参与到冰雪运动的训练比赛中来,使沈阳市在辽宁省冰雪运动后备人才储备中占有一定比例。冰雪运动的训练、比赛场馆坐落在沈阳市,区内各中小学体育课冰雪运动课程开展的较为红火,群众基础也较牢固。冰雪运动运动器材的费用昂贵,普通家庭难以承担,多数训练队的器材装备多以循环使用。可见,优秀运动员的榜样作用、场馆因素、家庭经济状况,在一定程度上会制约区域内的体育项目的开展。
2.2辽宁省冰雪运动项目教练员队伍现状分析
对各梯队教练员调查问卷状分析后得出:沈阳市冰雪运动教练员年龄范围在30--35岁的占31%,在36--40岁的有占40%,在41--45岁的有占15%,在46--50岁的有占14%,从年龄和执教年限来看,是生理状态和心理状态最佳组合时期,他们精力充沛,社会负担、家庭负担较小,并有一些社会经验、工作经验,是事业发展的最佳时期,这说辽宁省冰雪运动滑教练员,以中青年为主,在年龄结构上合理。
3辽宁省冰雪运动后备人才培养现状的对策分析
3.1依托有利资源,广开招生渠道,募集社会资金
为了获得更多的资金支持与保障,沈阳市冰雪运动各后备人才运动队可以通过以下个方面进行多元化的筹集:(1)市区体育局与教育局的合作,做到体教结合;(2)与知名企业的合作,通过企业与运动队合办的方式,利用比赛获得好成绩为企业进行宣传,与社会力量建立很好的共赢关系;(3)在保证运动员训练的前提下对社会开放体育场馆,以充足场馆开支,为运动队减少支出;(4)利用明星效应,面向社会开办业余体育活动班,满足社会人群文化生活需要的同时扩大参与冰雪运动人口的基数,在广大参与者中选拔优秀后备人才,还能募集社会资金。
3.2加大对后备人才的训练管理制度和奖罚制度
运动员是竞技体育的宝贵财富,他们是国家荣誉的直接创造者,特别是竞技体育后备人才,更是祖国体育的明天。对后备人才的的管理说到底就是对其的关爱、教育。按沈阳市有关奖惩制度规定执行奖惩;对在比赛中取得优异成绩,为国家、省、市争光的运动员,由注册市、区根据具体情况(比赛级别、名次、训练态度),给予奖励,对有特殊贡献的运动员,除按规定颁发奖金外,将给予特殊奖励,通报表彰。
4结论
(1)随着我国社会与经济的进步,冰雪体育事业显现出了巨大的发展空间和绝佳的发展机遇,社会对体育人才的数量和质量都提出了许多新的需求,迫切需要对我国冰雪体育人才培养模式进行研究和改革。
(2)重新构建冰雪体育人才培养模式,培养具有本学科领域的知识积累和前沿性知识、并具有实践能力和创新能力的人才,使冰雪专业人才培养能够满足学生成才的需要和社会对冰雪人才知识、能力、素质要求。
参考文献
[1] 赵权,刘亚峰.浅论“十一五”期间我国冰雪体育技术专业人才需求及培养[J].冰雪运动,2005(6):77-79.
[2] 邵曲玲,肖.我国冬季竞技体育后备人才综合素质的培养[J].冰雪运动,2008,30(5):60-63.
论文摘要:由于煤层的自然条件和采用的机械不同,完成回采工作各工序的方法也就不同,并且在进行的顺序、时间和空间上必须有规律地加以安排和配合。这种在采煤工作面内按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合,称为采煤工艺。在一定时间内,按照一定的顺序完成回采工作各项工序的过程,称为采煤工艺过程。
一、煤炭开采的主要形式
(一)井下采煤
井下采煤的顺序。对于倾角10°以上的煤层一般分水平开采,每一水平又分为若干采区,先在第一水平依次开采各采区煤层,采完后再转移至下一水平。开采近水平煤层时,先将煤层划分为几个盘区,立井于井田中心到达煤层后,先采靠近井筒的盘区,再采较远的盘区。如有两层或两层以上煤层,先采第一水平最上面煤层,再自上而下采另外煤层,采完后向第二水平转移。
按落煤技术方法,地下采煤有机械落煤、爆破落煤和水力落煤三种,前二者称为旱采,后者称为水采,我国水采矿井仅占1.57%。旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法,以前者为主。壁式采煤法工作面长,一般100~200 m,可以容纳功率大,生产能力高的采煤机械,因而产量大,效率高。柱式采煤法工作面短,一般6~30 m,由于工作面短,顶板易维护,从而减少了支护费用,主要缺点是回采率低。
(二)露天采煤
移走煤层上覆的岩石及覆盖物,使煤敞露地表而进行开采称为露天开采,其中移去土岩的过程称为剥离,采出煤炭的过程称为采煤。露天采煤通常将井田划分为若干水平分层,自上而下逐层开采,在空间上形成阶梯状。
其主要生产环节:首先用穿孔爆破并用机械将岩煤预先松动破碎,然后用采掘设备将岩煤由整体中采出,并装入运输设备,运往指定地点,将运输设备中的剥离物按程序排放于堆放场;将煤炭卸在洗煤厂或其他卸矿点。
主要优缺点
优点为生产空间不受限制,可采用大型机械设备,矿山规模大,劳动效率高,生产成本低,建设速度快。另外,资源回采率可达90%以上,资源利用合理,而且劳动条件好,安全有保证,死亡率仅为地下采煤的1/30左右。
主要缺点是占用土地多,会造成一定的环境污染,而且生产过程需受地形及气候条件的制约。在资源方面,对煤赋存条件要求较严,只宜在埋藏浅,煤层厚度大的矿区采用。
二、采煤方法与工艺
在发展现代采煤工艺的同时,继续发展多层次、多样化的采煤工艺,建立具有中国特色的采煤工艺理论。我国长壁采煤方法已趋成熟,放顶煤采煤的应用在不断扩展,应用水平和理论研究的深度和广度都在不断提高,急倾斜、不稳定、地质构造复杂等难采煤层采煤方法和工艺的研究有很大空间,主要方向是改善作业 条件,提高单产和机械化水平。
(一)开采技术
开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术。以 提高工作面单产和生产集中化为核心,以提高效率和经济效益为目标,研究开发各种条件下 的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺,简单、高效、可靠的生产系统和开采布置,生产过 程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术,发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化,进一步改进工艺和装备,提高应用水平和扩大应用范围,提高采煤机械化的程度和水平。
(二)解决难题
开发“浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效现代开采成套技术”,主要解决以下技术难题。
硬顶板控制技术,研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术,主要通过岩层定向水力 压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术,使直接顶能随采随冒,提高顶煤回收率,且基本 顶能按一定步距垮落,既有利于顶煤破碎,又保证工作面的安全生产。
硬厚顶煤控制技术,研究开发埋深浅、支承压力小条件硬厚顶煤的快速处理技术,包括高压 注水压裂技术和顶煤深孔预爆理技术,使顶煤体能随采随冒,提高其回收率。
顶煤冒放性差、块度大的综放开采成套设备配套技术,研制既有利于顶煤破碎和顶板控制, 又有利于放顶煤的新型液压支架,合理确定后部输送机能力。
两硬条件下放顶煤开采快速推进技术,研究合适的综放开采回采工艺,优化工序,缩短放煤 时间,提高工作面的推进度,实现高产高效。5~5.5m宽煤巷锚杆支护技术,通过宽煤巷锚 杆支护技术的研究开发和应用,有利于综采配套设备的大功率和重型化,有助于连续采煤机 的应用,促进工作面的高产高效。
(三)缓倾斜薄煤层长壁开采
主要研究开发:体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤机 、刨煤机;研制适合刨煤机综采的液压支架;研究开发薄煤层工作面的总体配套技术和高效开采技术。
(四)缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁综采
应进一步加强完善支架结构及强度,加 强 支架防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变形、防止严重损坏千斤顶措施等的研究,提 高支架的可靠性,缩小其与中厚煤层(采高3m左右)高产高效指标的差距。
(五)各种综采高产高效综采设备保障系统
要实现高产高效,就要提高开机率,对“支架 —围岩”系统、采运设备进行监控。今后研究的重点是:通过电液控制阀组操纵支架和改 善 “支架—围岩”系统控制,进一步完善液压信息、支架位态、顶板状态、支护质量信息的自 动采集系统;乳化液泵站及液压系统运行状态的检测诊断;采煤机在线与离线相结合的“油 —磨屑”监测和温度、电信号的监测;带式输送机、刮板输送机全面状态监控。
三、主要的开采技术
(一)深矿井开采技术
深矿井开采的关键技术是:煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等;需要攻关研究的是:深井围岩状态和应力场及分布状态的特征;深井作业场所工作环境的变化;深井巷道(特别是软岩巷道)快速掘进与支护技术与装备;深井冲击地压防治技术与监测监控技术;深矿井高产高效开采有关配套技术;深矿井开采热害治理技术与装备。
(二)“三下”采煤技术
提高数值模拟计算和相似材料模拟等,深入研究开采上覆岩层运动和地表下陷规律,研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理的开采系统和优化参数,发展沉降控制理念和关键技术,包括用地表废料向垮落法工作面采空区充填的系统;研究与应用各种充填技术和组合充填技术,村庄房屋加固改造重建技术,适于村庄保护的开采技术;研究近水体开采的开采设计,工艺参数优化和装备,提出煤炭开采与煤炭城市和谐统一的开采沉陷控制、开采村庄下压煤、土地复垦和矿井水资源化等关键技术。
(三)优化巷道布置,减少矸石排放的开采技术
改进、完善现有采煤方法和开采布置,以实现开采效益最大化为目标,研究开发煤矿地质条件开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统,实现开采方法、开采布置与煤层地质条件的最优匹配。
实行全煤巷布置单一煤层开采,矸石基本不运出地面,生产系统要减化,同时实现中采与中掘同走发展,生产效率大幅提高的经验的同时,重点研究高产高效矿井,开拓部署与巷道布置系统的优化,减化巷道布置,优化采区及工作面参数,研究单一煤层集中开拓,集中准备、集中回采的关键技术,大幅度降低岩巷掘进率,多开煤巷,减少出矸率;研究矸石在井下直接处理、作为充填材料的技术,既是减少污染的一项有利措施,又减化了生产系统,有利于高产高效集中化开采,应加紧研究。
采煤方法和工艺的进步和完善始终是采矿学科发展的主题。采煤工艺的发展将带动煤炭开采各环节的变革,现代采煤工艺的发展方向是高产、高效、高安全性和高可靠性,基本途径是使采煤技术与现代高新技术相结合,研究开发强力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采 煤设备和生产监控系统,改进和完善采煤工艺。
参考文献
关键词:深层钻井技术 困难 川渝地区 地质地貌 防斜打快
【分类号】TE245
1.引言
川渝油田隶属于中国石油天然气集团公司,是我国主要的石油天然气出产地区之一,为我国的工业发展以及人民生活水平的提高做了很大的贡献。川渝地区油田地处四川盆地,有着较为丰富的油气资源,近几年又勘探出来了不少的深层气田和油田,具有很大的发展潜力。经过近30年左右的整体性开发,川渝油田探区的主体区块逐步形成了一套具有成熟技术的、完整工艺开采流程的钻井工艺技术。但是,随着新勘探出来的深层油井气田的数目增多,而深层钻井技术仍然停留在原来的基础之上,无法满足现带深层井开采的要求,严重的制约着油气的开采工作。工程技术人员面临的钻井技术难题也显得愈来愈突出。本文主要针对川渝油田四川盆地东部探区的一些新勘探出来的深层油气田,随之而来的表层石炭地层可钻性特别差以及高陡地层直井出现井斜问题突出,使得整个钻井过程中因钻头使用效果不佳而导致的诸多问题进行研究与分析,并通过钻头优选技术、施工前的准备工作、防斜打快技术对上述我国川渝地区深层油井开采的难题提出了解决措施。形成一套较完整的钻井提速技术。
2.深井钻井面临的困难
在对超深井进行开钻过程中基本上会遇到所有的地层种类,一般的气田相较于油田来说藏埋藏深,就目前的深层气田的勘探记录来说,最深气层可达7 175m(关基井)。这个深层井的地层层序与地质年代都比较老,大多数深层井的地层岩石压实程度十分致密,整个地层都比较硬,由此在钻挖的过程中可钻性差,研磨性强,基本上在所有的深层井钻挖过程中都会碰到巨厚的页岩、砾岩、石英砂岩以及燧石等,这些岩石都有着很高的硬度,对钻井设备的钻头消耗量大,严重的阻碍了整个钻井速度的提升。随着钻挖深度的增加,钻头的选择范围会逐渐缩小,单只钻头因各种地层条件的限制,挖进深度十分有限。机械钻速极低,从而导致整个钻井周期加长的现象。目前川渝地区超深井井底温度高(女基井实测井底温度达182F),地层压力高(九龙山二叠系地层压力达120 MPa以上)。因此,对钻井液性能要求非常高。长井段高密度钻井液钻井是超深井机械钻速低的另一个重要原因。岩石可钻性差,机械钻速低。
3.川渝地区的地质地貌分析
四川盆地(特别是川东地区)须家河组的石英砂岩层与二叠系硅质、燧石结核灰岩等研磨性都极强,,有的深层井地下断层多,岩层分布不均匀,地层常出现多次倒转的现象。就目前已知的油气层绝大多数都以碳酸盐岩裂缝为主,这种裂缝的孔隙型集层中多有有孔、洞、缝以及多种储集空间,整个挖钻区域的次生变化非常明显,这就经常导致直井打斜的现象发生。这个岩层的地层纵向上产层多,压力异常的现象十分普遍,整个地层的压力梯度变化大,常高低不同。由于各个油气层的岩相、岩性的纵向变化大,整个岩层裂缝的延伸以及展布具有各向异性特点,同一岩层在横向上又被不同的断层分割成互不连通的自闭式压力系统,各自形成一个独立的空间,这对于整个深层气井的钻挖又提出了严峻的挑战。
4.关于川渝地区深井钻井提速技术的研究
4.1关于深层钻井技术应注意的问题
川渝地区深井超深井的复杂情况主要体现在深井上部的高倾角严重,钻井过程中破碎性地层的井漏以及垮塌现象十分严重,就嘉陵江组的裂缝以及溶洞性井漏现象来说,整个井层的泥页岩物理化学和力学因素很不稳定,塌方现象十分严重。因此,针对这些现象,施工人员不可一味的去赶工程施工进度,一旦遇到破碎性地层,要一边钻挖一边对整个井身进行加固处理,对漏气严重的断层要实时对整个井中的氧气浓度进行检测,并采取严格的堵漏措施,以免爆炸事故的发生,在确保了整个施工过程中的施工安全后,再去考虑如何对深井钻挖进行提速的问题。
4.2钻头优选技术研究
通过比能公示对川渝地区近几年40口井所使用的钻头,按照不同的钻挖地质进行分层,依次可分为五系,即白垩系(K)、侏罗系(J)、三叠系(P)、二叠系(T)、石炭系(C)。用比能法对这五个地层进行评价后,接着依据经验公式选用不同材质、不同直径、不同强度的钻头。根据比能的观点,钻挖过程中如果钻头的比能越低的话,代表钻头的破岩效率越高。对钻头性能的指标的评价,依据比能经验公式理论,主要包括钻头的使用效果和钻头的钻挖使用条件两部分。因此在对钻头进行选择时主要选用这两者的参数作为变量。其中使用效果大体包括:钻头寿命、每米钻井成本、进尺、钻头新度、平均机械钻速等;钻头的使用条件主要包括:地层条件、钻头尺寸、钻压、转速、水力参数等。在本论文中,针对川渝地区的地质地貌情况,结合仅今年实际钻挖过程中遇到的问题,主要选取钻头入井深度、钻压、转速、比能、排量、进尺、平均机械钻速作为整个钻头选用的分析变量,通过SPSS软件对这些变量进行运算。来选择最为合适的钻头,达到深井钻挖提速最优化的目的。
4.3防斜打快技术在川渝地区的研究
直井井斜问题是钻井工程中普遍存在的一个问题,直接影响井身质量和机械钻速。目前,国内外主要防斜打快技术主要分为被动式防斜与主动式防斜两个方向。已经研制并得到成功应用的主动防斜式技术有Power-V、VDS、VertiTrak等垂钻系统以及其他我国自主研制的垂直钻井系统。通过对各种钻井技术的研究加上对我国川渝地区地质以及钻井现场的问题进行讨论之后,本文提出将主动式防斜打快技术应用在我国川渝地区深井钻井中,这种技术的防斜效果好、机械钻速高、适用地层广以及应用成本高的特点,对川渝地区深层井的钻井提速有着很大的贡献。
5.小结
深井超深井钻井,钻机的钻深能力是前提,目前世界最大钻机钻深能力为15000 m,前苏联SG-3井最深达12869 m。而我国陆上深井钻机有很大部分还是20世纪70~80年代进口的钻机,虽然经过了改造,但仍存在性能落后、总功率偏低、配件缺乏等问题。川中磨溪构造以嘉二段为目的层的井,通过强化钻井参数,配套应用相关的钻井工艺技术,取得了全国闻名的磨溪速度。但机泵能力差也体现明显,钻机不能在高负荷(高泵压、高转速等)条件下长期运行。另外,顶部驱动装置在四川还未得到广泛应用。因此,加强钻井装备的配套,提高装机功率,增强机泵能力,是强化钻井参数(高泵压、高排量、高转速等),提高深井超深井钻井速度的基本保证。
6.参考文献
[1]况雨春,朱培珂,屠俊文,刘艳君,夏宇文.钻头地层适应性评价及选型理论研究[J].石油矿场机械.2012(02)
[2]艾才云,许树谦,穆总结,邢鹏云.Φ311垂直钻井系统原理及应用[J].天然气技术与经济.2011(06)