电能质量综合优化装置（MEC）及在油田钻机平台的应用
摘要：在石油、天然气、页岩气等化石燃料开采过程中，会消耗大量的能源，其生产过程中所消耗的能源成本，在企业总成本中占有极大的比重。近几年在我国钻井勘探作业中，为减少柴油消耗量，已经逐步推广中使用了网电钻井设备，取得了显著的经济、社会效益。然而，由于电驱动钻井设备工作时，功率因数普遍较低、谐波含量大，且属于频繁冲击性载荷，加之钻探作业点普遍远离变电站，线路传输距离长，电网脆弱，抗冲击能力差，因此网电钻井设备需要高性能的就地电能质量治理。本文所述的电能质量综合优化装置MEC （Multifunction Electricity Controller & Optimizer），具有无功功率补偿、谐波滤除、平衡三相电流、稳定电网电压、抑制电网闪变等诸多功能，响应时间小于2ms，可解决传统并联电容电抗器或SVC的很多固有缺陷，很好的满足网电钻井系统的应用要求。
关键词：MEC，电能质量综合优化装置，网电钻井系统
一、前言
在石油、天然气、页岩气等化石燃料开采过程中，会消耗大量的能源，其生产过程中所消耗的能源成本，在企业总成本中占有极大的比重。尤其是在钻井勘探中，会消耗大量能源。网电电动钻机系统是指电动钻机在钻井施工过程中不用自配的大功率发电机组发电，而使用地方的网电经过变压器把高压电变换成井队需要电压来驱动井队的所有设备，井队自配的发电机作为网电停电后临时发电的备用电源。
传统柴油发电机发电驱动的钻井系统，发电机效率低，要消耗大量柴油，并排放大量的废气污染环境，噪声大，所发每度电的成本很高。而用电网直接供电，其电力可以来源于水力发电、火力发电、核能发电、风力、太阳能发电，每度电成本远低于柴油发电机组，且污染小，特别是水力、风力、太阳能等新能源发电系统，基本没有污染，为可再生能源。
因此用网电作为钻井系统动力，能节省大量的柴油，降低钻井成本、保护环境、消除井队噪音等优点，并能取得良好的经济效益和社会效益。
二、网电电动钻机系统的电能质量问题
我国供电部门对公共电网接入设备的电气参数有详细要求，尤其是对功率因数指标和注入电网的高次谐波电流，都有明确规定：
GB/T 14549-1993电能质量公用电网谐波中的谐波具体数值：
表二A：
表二B：
目前国内网电钻井系统的电能质量治理，仍有不少采用无源型无功补偿装置，其中绝大多数采用并联电容电抗器投切方式（TSC），也有少量采用可控硅平衡电抗器调节方式（SVC），这些传统型无功补偿设备，在网电钻井系统实际应用中，出现了很多问题，主要归纳如下：
1：无功功率调节响应速度慢
网电钻井系统的主要负载──交流、直流调速电动机，谐波含量大，功率因数低，在下钻、提钻时，负载有功、无功电流均会大幅度瞬间波动，即使在正常钻探过程中，由于地质状况原因，也会造成负载的瞬间大幅度波动，而传统无功补偿设备响应时间最快20mS，稳定时间可长1S，因此难以实时跟踪补偿，造成电网电压波动，甚至由于电容电抗器参数匹配问题，会由于负载波动而产生震荡，从而进一步加剧电网电压波动。
2：容量衰减快、运行寿命短
目前传统1KV以下无功补偿装置一般均采用干式自愈式并联电容器，与油侵式电容器相比，这种电容具有体积小、无泄漏等许多优点，但其缺点是容量衰减快、寿命较短。
因为自愈式电容其介质采用单层聚丙烯膜，表面蒸镀了一层很薄的金属作为导电极。电容自愈时，金属化镀层面积消失约几毫米直径，电容器容量会不断减少。早期镀层金属采用AL，运行中电容的容量下降很快。后来采用稳定性相对较好的Zn-AL合金及边缘加厚等新技术，电容器使用中容量的衰减大大减小。但在实际使用中，由于受用环境、负载情况等各方面因素的影响，据调查每年容量的下降达5%左右，如果长期满负荷运行或电网谐波干扰大时，甚至超过10%。即使是少数采用稳定性的Zn-Ag合金的电容器，受使用条件的影响，每年容量仍会有不同程度的衰减，进口电容寿命一般约为8-10年，国内生产的大约为6-8年。如果设计时不考虑容衰减带来的影响，补偿柜在使用一段时间后就会出现补偿容量不够的情况。但是由于容量衰减是个动态的过程，且受运行工况影响很大，用户对于是否更换，何时更换电容很难把握，致使检修、维护费用很高。
3：易发生谐振
传统无源型无功补偿装置，尤其是并联电容电抗器投切方式（TSC），设计时，需要与电网、负载参数准确匹配，以避免发生LC谐振，这方面业内也积累了很多经验。然而，由于用户负载及电网特性改变、电容器容量衰减等实际情况，会对传统无源型无功补偿装置的长期稳定运行带来很大困难。
4：装置体积大
用于网电钻井系统的配电及电能质量治理装置，一般均设计成移动式集装箱结构，便于运输及转运，这要求内置设备体积、重量都应尽可能小，在标准集装箱宽度时，应尽可能短，以方便公路尤其是山路拖运。传统无源型无功补偿装置体积大、重量重，占用很大的空间位置，尤其构成的网电钻井系统的配电集装箱，长度甚至达13米，非常不利于钻井施工的野外坏境运输。
5：无法同时适应网电供电及柴油发电机供电
一般网电钻机系统都会配备至少一台应急柴油发电机组，以备电网断电或配电设备发生故障时继续向钻机提供电力。使用柴油发电机组供电时，发电机组工作频率稳定性差，尤其是负载大幅度波动时，发电机输出频率也会有大幅度变化，当使用传统无源型无功补偿装置时，则难以同时跟踪频率、负载的变化，并由于频率变化致使工作点偏移，易产生过载或谐振毁坏补偿装置。
电能质量综合优化装置MEC（Multifunction Electricity Controller & Optimizer），是近年来现代电能质量控制技术的最新应用，其采用电力电子技术及控制算法软件，实时检测网路及负载电气参数，并驱动大功率半导体器件，实现电能质量治理的目的。其电路结构及原理如图1所示：
图1电能质量综合优化装置（MEC）电路结构
MEC产品主电路硬件核心部分是三相三线或三相四线逆变桥电路，采用PWM空间矢量控制，并联连接在网电钻机0.6kV配电网线路上，其等效为一个输出电压、电流、相位可调的电压\电流源，可向电网发出或者吸收无功电流，并可输出叠加有高频成分的电流波形，以抵消电网线路中的高次谐波。
MEC产品的主控电路核心为32为浮点运算DSP芯片，控制软件出厂时已下载于芯片内部，在现场应用时不需要任何调整。
MEC产品包含有一个液晶显示，用于在安装维护时的设备参数设置，运行状态显示，历史记录读取等。
电能质量综合优化装置MEC并联于网电钻机0.6kV低压配电网，将根据电网状态及设
置，自动实现无功补偿、谐波滤除、三相电流不对称度矫正、电压闪变消除等功能。
电能质量综合优化装置MEC，可完美解决目前网电钻井系统低压配电网所存在一系列问题，如无功及线路损耗问题，负载高次谐波及干扰、三相电流不对称、电压闪变等问题、电网终端电压波动等问题，其具有如下功能：
1：快速响应的动态无功补偿，响应时间小于2ms，实时、自动、连续向配电网提供或吸收容性无功，释放系统容量，提高线路供电能力。可使电网运行于设定的功率因数，可精确补偿电网无功至功率因数为1，也可根据设定，向电网提供额外无功，以补偿电网上端10kV 侧线路所需要的无功功率。
2：滤除电网高次谐波，可有效滤除低压配电网占绝大多数比例的2-13次谐波，消除谐波对网路上临近设备造成的干扰，并降低由于谐波所造成的线路及变压器电能损耗。
3：电压闪变抑制，可有效消除/削弱低压电网由于雷击、瞬间短路、合闸、重型负载启动等等原因造成的电网电压突升、突降问题，最大限度避免因电压闪变对电网中用电设备及用户所造成的损失。
4：稳定配电网的运行电压，抑制电网电压的大幅度波动，避免由于电网电压波动而对用电设备及用户造成损失，并降低由于电压过高而产生的额外电能浪费。
5：有效消除配电网三相电流不平衡问题，改善电网10kV变压器运行工况，提高变压器运行安全性，并降低由此带来的变压器损耗。
6：补偿配电网零线电流，使变压器运行于对称工况，提高变压器安全性能，并降低损耗。
7：由于MEC工作于有源主动电流输出方式，因此不存在无源型无功补偿装置易谐振并造成损坏的缺点。
8：无交流电容器容量衰减问题，运行安全可靠，正常使用时，无需定期检修，属于免维护设备，运行设计使用寿命超过20年。
四、电能质量综合优化装置（MEC）油田网电钻机平台的应用
新疆某80DB钻井平台实施油改电项目，从当地供电部门接入10kV母线，通过额定容量为6300kVA，额定电压比为10kV/0.6kV的主变压器，提供井队所有电力需求。0.6kV主要为变频器，钻机顶驱等生产负载设备提供动力，同时，通过一台0.6kV/0.4kV变压器，为井队生活用电以及小容量负载供电。其供电系统线路如图2所示，该油改电项目采用了新能动力（北京）电气科技公司的MEC产品NME06-2100EDF，其主要参数为：
额定电压：600V ±20%； 额定电流：2021A ； 额定容量：2100Kvar ；
外形尺寸：2600×800×2200（L ×W ×H ）；
图2 MEC 网电钻机应用线路图
在钻机正常施工过程中，对MEC 投入及切出状况进行了实时对比测试，所用测试仪器为：HIOKI-PW3197电能质量分析仪、CT9667柔性电流钳、L1000电压线；测量位置为10kV/0.6kV 的主变压器低压侧；测量方式为三相三线两表（3P3W2M ）法。
实测结果表明，不加MEC 时，现场用电综合功率因数在0.75-0.92之间波动；变频器及整流器工作过程中造成的很大谐波电流，在1500A 工作电流时，电流谐波总含量12%-13%，电压总谐波含量为10%-11%；当钻机转矩突变，负载电流波动剧烈时，会造成电压波动，其范围在AC550V ～AC630V ，经常造成井队其他设备故障停机。实测电能质量波形及数据如图3-图5所示：
变电站
图3 MEC投入前电压电流波形
图4 MEC投入前电压电流谐波情况
图5 MEC投入前各相电能数据
投入NME06-2100EDF补偿后，功率因数大于0.98，且运行情况稳定，功率因数无突变，电压畸变率小于5%，电流谐波总含量小于7%，同时由于MEC响应速度快，能够很大程度抑制由负载突变引起的电压波动与闪变，其波动范围在AC585V～AC612V之间，稳定度大大提高。具体实测电能质量波形及数据如图6-图8所示：
图6 MEC投入后电流电压波形
图7 MEC投入后电压电流谐波情况
图8 MEC投入后各相电能数据
五、结论
网电钻机系统是钻井企业发展的方向，其在节能减排、环境保护方面效果非常显著，然而，由于钻井施工多处于偏远地区，电网容量小，系统脆弱，而电动钻井设备却是高谐波、低功率因数的冲击性负载，因此解决网电钻井系统的电能质量问题至关重要。实践表明，在网电钻机系统中，加入电能质量综合优化装置（MEC）后，可极大改善网电钻机系统的电能质量问题，并可完全解决传统无源型无功补偿装置所存在一系列问题，保障了网电钻机系统施工过程中的设备的安全、可靠性，极大的减少设备维护工作量，提高工作生产效率。
塔河油田TK860X井钻井液技术 1 地质简况 2 钻井液类型选择与施工难点2.1 钻井液体系的优选针对地层特点，钻井液必须满足以下要求：良好的抑制性，抑制地层岩屑水化分散；良好的屏蔽暂堵性能，形成优质泥饼，并封堵上部地层砂岩段；良好的润滑防卡和防塌能力；良好的造壁能力和护壁能力，确保井壁稳定，井径规则；能很好地保护油气层，减少油气层损害。特别三开井段“直-?斜- 稳斜- 降斜- 直” 井身特点，采用聚合醇聚磺混油钻井液体系，现场应用表明本体系具有良好的润滑防卡、悬浮携带和稳定井壁的能力，满足现场施工要求。 2.2 各井段难点一开、二开上部井段井段：一开地层疏松、渗透性强，地层可钻性好，进尺快，钻屑污染严重，渗漏严重。容易发生井口垮塌。采用固控除砂、化学絮凝和胶液稀释的办法控制钻井液自然密度。 三开井段：地层压实性好，钻时较慢。砂岩段渗透性强，易形成小井眼，二叠系微裂缝发育，渗漏严重。石炭系地层泥岩粘土含量高、塑性强，易吸水膨胀发生泥包钻头。定向井段润滑、防塌和井眼净化是主要难点。 四开井段，地层稳定，裂缝、溶洞发育，易喷易漏。井底温度 高，控制钻井液整体高温稳定性能，保护好油气层。
3 钻井液维现场应用 3.1 一开0m-502m 表层地层松软、渗透能力强，采用高粘切膨润土-聚合物钻井液，防止井口垮塌。开钻前预配制200方膨润土浆，水化24 小时，加入适量CMC-H，V 以满足携砂、悬浮和防渗漏、防坍塌要求。 3.2 二开502m-4000m 本井段井眼大，钻速快，在保证排量和井眼稳定的前提下，尽量控制钻井液适当粘切，低密度，低固相，提高机械钻速，充分使用固控设备，严格控制劣质固相，防止固相污染。 上部井段(502m-2500m，钻井液维护以补充聚合物KPAM交液和优质膨润土浆为主，根据粘切的高低而使用不同浓度的聚合物胶液。复配使用大中小分子聚合物，使钻井液具有良好的包被抑制性，包被钻屑。加入PB-1、QS-2封堵地层，降低渗漏。在进入吉迪克地层前把钻井液密度提至 1.18g/ cm3 ，防止吉迪克组地层蠕变，造成井壁缩径，导致起钻阻卡。 下部井段(2500m-4000n)，随着井深增加，井底温度的不断升高，容易造成粘土过度分散。坚持使用聚合物加强钻井液的抑制能力，聚合物浓度维持在 ( 0.5-0.8 )%，同时严格控制劣质固相。 钻进到3500m根据实际情况补充部分抗温材料，提高钻井液的抗温性能，控制钻井液的API失水小于5ml，HTHP失水小于15mL 3.3 三开4000m-5538.37m
石油钻井施工不安全行为(胜利油田黄河钻井五公司)
石油钻井施工不安全行为(胜利油田黄河钻井五公司)
钻井施工工序不安全行为(一)、搬迁过程 1．吊车摆放位置不正确，千斤板无垫好。 2．吊车、拖拉机多人指挥。 3．标准绳套四根，有时挂对角两根绳子起吊物件。4．细绳套吊超负荷物件、设备。 5．吊装小件，一绳多吊。 6．起吊设备及大件时吊车拔杆下有人走动。 7．吊装重物、设备没使用牵引绳。 8．吊装联动机直接用吊车拖拉。 9．吊重物时，绳套受力不均匀，猛提、猛放。 10．装车时人随设备一起起吊。 11．吊装大件起吊时人员不能及时躲离危险区域。12．吊装扶正设备人员站位(挡住司机视线)不正确13．人员站在拖钩上指挥拖拉机。 14．拖设备时绳套长度不合适、直径太小，拖销不标准。15．拖设备、拖拉机未停稳摘挂绳套。 16．拖设备人员距被拖物绳套太近。 17．卸设备后，绳套随手扔，吊车拔杆回摆时绳套碰人。18．从拖车上卸大小鼠洞让其自行滑落。 19．长途搬迁部分设备、设施、板房无捆绑或捆绑牢。 (二)、安装过程
1.高空作业与钻台作业同时进行。 2.高空作业，工具没拴系保险绳。 3．工作人员上钻台不戴安全帽。 4．穿大绳使用的导向滑轮吨位太小。 5．穿大绳时，多人、多方位指挥拖拉机司机。 6．上钻机绷绳挂位不正确。 7．上钻机时指挥人员、钻台工作人员站位不正确。8．人员站在拖钩上指挥拖拉机。 9．排大绳时起车速度过快。 10．用单片气葫芦钩子吊重物。 11．井口工具上钻台不拴牵引绳。 12．井口工具检查、保养、防腐不及时。 13．钻具卡瓦缺手柄或缺手柄固定螺丝。 14．活动扳子等手工具当榔头使用。 15．多人配合抬重物，站位不正确，起、放口令不一致。16．安装电器、线路时不挂警示牌。 17．检修完电器控制开关后部分配件安装不齐全。(三)、下表层套管过程 1．检查工具不严格。 2．吊套管钢丝绳套太细。 3．吊套管没上大门跑道，直接从管架上起吊。 4．大门坡道导向钩绳套没根据套管长度及时调整。
深井钻井技术工艺探讨 深井钻井技术工艺探讨 摘要：钻井过程中，常会受地层的影响遇到一些深井。此类井由于深度特别深，井下地质状况不甚明晰，往往由于相关预告不准确导致钻井出现许多情况，从而影响钻井的速度和效率。而探讨这些因素，进行深入分析，并提出相关解决策略是摆在相关工作者面前的一项重大课题。本文结合笔者经验就深井钻井来讲，如何提升钻井技术工艺谈几点看法。 关键词：深井钻井技术工艺策略 在钻井过程中，常常会受地层的影响遇到一些深井。此类井由于深度特别深，井下地质状况不甚明晰，往往由于相关预告不准确导致钻井出现许多情况，从而影响钻井的速度和效率。而探讨这些因素，进行深入分析，并提出相关解决策略是摆在相关工作者面前的一项重大课题。本文结合笔者经验就深井钻井来讲，如何提升钻井技术工艺谈几点看法。 一、深井钻井所存在的问题分析 深井钻井要穿过多套地层，这些地层跨越的地质时代较多、变化较大，相应的地质条件错综复杂，同一井段可能包括压力梯度相差较大的地层压力体系和复杂地层等，施工时一口井中需要预防和处理几种不同性质的井下复杂情况。再加上深部地层高温、高压、高地层应力等，会使井下复杂的严重程度和处理复杂的难度大大加剧。就目前我国的钻井技术水平来说，钻深井存在的技术问题主要以下几个方面： 钻井的主要装备性能差、比较陈旧，和国外的先进装备相比落后的太远了。上部大尺寸井眼和深部井段提高钻井速度是一大难题。多层套管时，深部井段小井眼的钻井速度问题。减小技术套管磨损和破裂后处理问题。防斜打直技术。深井固井质量问题。井漏、井涌、井塌、缩径等复杂情况的预防和处理。深井定向井、水平井钻井技术。深井钻井液现有体系中的包被剂抗温问题、高温稳定剂的复配问题、
67 2010 年第 10 期西部探矿工程 塔河油田 TK1040 井防漏堵漏与防坍塌钻井液技术 赵静杰 ( 华北石油局西部工程公司 ,新疆轮台 841600) 3 摘 : T K1040 井位于塔河油 S99 - T728 井 NN W 向的构造隆起条带南翼、要牧场北残丘群西翼斜坡。该井地层裂缝发育 ,存在两套压力系统 ,钻井过程中井漏和井塌问题非常严重 , 钻井作业十分困难。根据现场情况 ,对该井发生井漏的原因进行了分析 , 通过对室内小型实验研究出了适合该井堵漏、 防塌钻井液工艺技术 ,并进行了现场应用 ,取得了良好的效果。现场应用表明 ,该桥塞堵漏钻井液技术可以很好的解决该井的井漏问题。针对该井地层坍塌问题 ,本井采用多元醇配合沥青类防塌剂 , 能很好的起到防塌效果。关键词 : 承压堵漏 ; 桥堵 ; 防塌 ; 塔河油田中图分类号 : T E24 文献标识码 :B 文章编号 :1004 5716 ( 2010 ) 10 0067 04 T K1040 井是塔河油田 10 区奥陶系油藏 , 该井三开钻遇三叠系、石炭系、泥盆系、奥陶系地层 , 到达目的层后 ,发生漏失和地层坍塌等问题的出现。该井钻遇奥陶系良里塔格组时发生严重井漏 ,其分析为存在两套地层压力系统。并且随后发生井塌等井下复杂情况。最后通过大量的室内研究及现场反复摸索 ,研究总结出适应该地区地层特点的堵漏、防塌钻井液工艺技术 , 并成功在该井进行了应用 , 收到了良好的效果 , 为塔河油田 10 区高效优质开发提供了有力的保障。 1 工程地质简介渐新统地层 ( 0 ～ 3440m ) , 岩性以棕褐色泥岩与灰棕色粉砂岩、细砂岩互层为主。古 - 始新统地层 ( 3440 ～3520m) ,岩性主要以砂岩为主夹棕色粉砂质泥岩。白垩系地层 ( 3520 ～ 4609m ) 岩性主要为灰白色细 - 中粒砂岩、含砾砂岩夹棕褐、灰绿色泥岩。该井段地层疏松 ,由于钻速快、砂岩多井壁易渗漏。侏罗系地层 ( 4609 ～4639m) ,岩性主要为灰色细粒屑长石砂岩、长石石英砂岩夹灰、棕灰色泥岩、粉砂岩泥岩及薄煤层。三叠系地层 ( 4639 ～ 5144m ) , 岩性主要为灰黑色泥岩、粉砂质泥岩夹浅灰色细粒长石岩屑砂岩、深灰色泥质粉砂岩。侏罗系、三叠系地层泥页岩地层易吸水膨胀、剥落、掉块。石炭系地层 ( 5144 ～ 5781m ) , 岩性主要为褐灰、深灰色泥岩、粉砂质泥岩 ,石炭系“双峰灰岩” ,顶部为黄段灰色泥晶灰岩夹深灰色泥岩 , 下峰含石膏 , 使用高密度钻井液体系易发生井漏。堵漏要根据实钻情况和地质解释有针对性进行。泥盆系地层( 5781 ～5821m) ,岩性主要灰色细粒、 含砾细粒岩屑石英砂岩、粉砂岩夹灰、深灰色泥岩。 2 钻井液技术概况 T K1040 井是由华北西部 60817 HB 井队施工。T K1040 井 2007 年 9 月 2 日 15 : 25 钻至井深 5925. 58m ,层位 O 3 l , 开始发生井漏 , 漏失 1. 30g/ cm3 井浆 43. 71m3 。9 月 3 日 , 继续钻进至井深 5927. 79m 时再次发生 ,井漏漏失 1. 30g/ cm3 井浆 48. 91m3 。9 月 4 日～ 5 日期间漏失 1. 30g/ cm3 井浆 359. 09m3 。9 月 6
各类海洋油井平台概述 海洋石油钻采设备是海上油气田钻井与采油所用的工具和装备，它的种类繁多包罗万象，但归纳起来大体可以分为四类：1．海洋石油钻井平台；2.海洋石油采油平台；3.水上钻井机械设备；4.水下钻井机械设备。本文主要介绍前两类，即：海洋石油钻井平台及海洋石油采油平台。主要分为移动式平台和固定式平台两大类。其中按结构又可分为： （1）移动式平台：坐底式平台、自升式平台、钻井船、半潜式平台（SEMI）、张力腿式平台(TLP)、牵索塔式平台、浮式生产处理系统（FPSO）、筒状平台（SPAR）。 （2）固定式平台：导管架式平台、混凝土重力式平台、深水顺应塔式平台。 移动式平台 坐底式钻井平台 坐底式钻井平台又叫钻驳或插桩钻驳，适用于河流和海湾等30米以下的浅水域。坐底式平台有两个船体，上船体又叫工作甲板，安置生活舱室和设备，通过尾郡开口借助悬臂结构钻井；下部是沉垫，其主要功能是压载以及海底支撑作用，用作钻井的基础。两个船体间由支撑结构相连。这种钻井装置在到达作业地点后往沉垫内注水，使其着底。因此从稳性和结构方面看，作业水深不但有限，而且也受到海底基础(平坦及坚实程度)的制约。所以这种平台发展缓慢。然而我国渤海沿岸的胜利油田、大港油田和辽河油田等向海中延伸的浅海海域，潮差大而海底坡度小，对于开发这类浅海区域的石油资源，坐底式平台仍有较大的发展前途。目前已有几座坐底式平台用于极区，它可加压载坐于海底，然后在平台中央填砂石以防止平台滑移，完成钻井后可排出压载起浮，并移至另一井位。 自升式钻井平台 自升式钻井平台被设计成为驳船的模样，具有可以升降的可延伸到海底的桩腿。虽然有些设计能使其在海深500英尺（152米）的海域工作，但通常用于海深400英尺（122米）的地方，适合于近海。其移位时平台降至水面，桩腿升起，平台就像驳船，可由拖轮把它拖移到目的地。到达钻井目的地后，工作时桩腿下放插入海底，平台及平台上所有的钻井设备及其他器械被抬起到离开海面的安全工作高度，并对桩腿进行预压，以保证平台遇到风暴时桩腿不致下陷。完井后平台降到海面，拔出桩腿并全部提起，整个平台浮于海面，由拖轮拖到新的井位。 半潜式钻井平台（SEMI） 上部为工作甲板，下部为两个下船体，用支撑立柱连接。工作时下船体潜入水中，甲板处于水上安全高度，水线面积小、波浪影响小、稳定性好、自持力强、工作水深大。半潜式平台用锚和钢丝绳定位，工作水深为180米左右；用锚和链结合定位，工作水深可提高到450米。新发展的动力定位技术用于半潜式平台后,工作水深可达900～1200米,定位精度在1～2％水深的半径范围内。半潜式与自升式钻井平台相比，优点是工作水深大，移动灵活，且由于只有立柱暴露于波浪环
化学工程与装备 2015年 第2期 96 Chemical Engineering & Equipment 2015年2月 深井、超深井钻井提速技术难点及对策分析 汤卫华 （中石化中原石油工程公司塔里木分公司，新疆 库尔勒 841000） 摘 要：据目前来看，深井、超深井的钻井的钻速持续偏低成为机械运转所面对的一大问题所在，这一问题对开采深部的油气能源造成了极大的障碍。本文首要一点便是从高温直螺杆、涡轮钻具以及旋冲工具等可以提升钻速等工具的使用上进行了使用规律上的研讨，且阐明了在我国的油田中的使用成效如何。此外还对于机械钻速紧密相连的提速技术等的提速机理及使用成效做出相关讨论。 关键词：深井；机械钻速；高温直螺杆工具；钻头优化 随着浅层油气能源的渐近匮乏,国内石油和天然气的勘探形式的标准正逐步由浅层转换向深层的发展，以深井和超深井的方式而存在。而深层地下的油气能源开采的潜能巨大，这种地方多存在于我国的盆地地区。但尽管如此，经实践证明，深层地下若想得以进行开采，面临的主要问题便是深井、超深井钻井提速技术方面的困难，只有提升深井和超深井机械的钻速，才能够加大开采力度、将盆地石油和天然气的开采出来。因此，本文便从深井、超深井机械技术的钻速所面对的困难开始分析，并提出提升技术所采取的主要措施，以使得油田、天然气能源的资源更加丰富。 1 深井钻井提速的难点剖析 1.1 深层地下的岩石质层的钻性较差 伴随着井的深度不断增大，深层地下的岩石所承压的阻力逐步增加，并且致其岩石的缝隙和整体构架产生变化，导致变形，导致其深度平均延伸一千米，岩石的硬度密度、抗挤压的强度以及磨损度翻倍的增长，继而使得岩石的凝固密度更大，联结更加紧密，凿钻度变得越来越差，可钻度也越来越低。图一便为新疆某区块不同井深条件下细砂岩的岩石力学性质的数据分析，据图一可以得出：此地区的石炭系砂岩抗压强度高达221MPa，极大的超出了通常性质的PDC 钻头钻性极点124MPa 的数值。且因这井的深度不断增大，此地区的细砂岩的硬度密度、抗挤压的强度以及磨损度都在不断增长，继而使得岩石的凝结密度更大，联结更加紧密，钻性即变得越来越差。 1.2 深层地下的井内的恒定温度略高 API 的数据表明，正常的温度应为2.7340C/100m。假想若地表温度为200C，则井内的稳定温度则为20+2.734x 井深的长度。若井的深度超出了井5000m 后，则井下的稳定温度则已达到了国际上所规定的高温标准范围(国际标准为1500C)。这将给井下的机械钻速带来很大的困难，同时会造成不小的损失，原因在于，若井下温度过于高，则橡胶材质的工具零件则会经过高温而快速老化，从而造成脱落并失去 了原本效果，从而使得井底的堵塞状况越来越严重，碎屑的长期堆积，从而降低了机械的钻速效果。 1.3 钻头加压带来的难处 在对深井进行凿钻的进程中，往往会随同井深的不断加大，而造成钻柱扭曲的状况发生，这种情况下会致其钻井倾斜的效果，并使得钻压的传递性越来越差，加大了施工的难度，极大降低了传统的钻井方式，破岩的效率大大降低。此外，为了防御钻井倾斜的情况发生，通常会采用保守的轻压
聚焦深井超深井钻井技术 超深井钻探的实施从某种意义上说反映了一个国家最前沿的科技发展水平，也体现了一个国家的综合国力。由钻井院承担的国家863项目超深井钻井技术经过四年的攻关终于划上了一个圆满的句号,并通过了有关部委的审核。在石油工程领域,何为深井、超深井？目前国内国际深井、超深井施工的技术现状如何？超深井钻井工程的主要工作目标是什么？超深井钻井工程的主要技术难点有哪些……带着这些疑问，近日记者采访了国家863项目超深井钻井技术攻关小组成员之一、钻井院工艺所副所长、高级工程师唐洪林,并请他对这些问题进行了解答。 记者：何为深井、超深井？ 唐洪林：按照国际通用概念，井深超过4500米的井称为深井，井深超过6000米的井为超深井，超过9000米的井为特深井。目前世界上深井钻探工作量最大的是美国，迄今为止累计工作量占全球的85%。1984年，原苏联在科拉半岛的波罗地盾结晶岩中钻成世界上第一口12260米特深井SG-3井(1991年第二次侧钻至终深12869米)。专家们在认真考察当今技术水平的基础上，认为利用目前最先进的技术已具备钻达15000米深度的能力，美国已在着手制定这方面的深井钻井计划。 记者：目前国内国际深井、超深井施工的技术现状如何？ 唐洪林：在国外，在目前常规的技术条件下，施工一口井深为5000米- 6000米的井钻井技术已经成熟。有关的统计表明，目前世界上可以施工4500米以上的深井有80多个国家，其中以美国的施工技术最先进，全世界钻成的6口特深井，美国占3口，原苏联2口，德国1口。从钻井水平和工作量看，美国和前苏联仍居前列，近年来世界上的深井作业量多集中于欧洲的北海。最近几年，由于高新技术在深井钻井作业中的运用数量越来越多，使得深井钻井工程成为又一个高新技术密集区。 国内自1966年大庆钻成中国第一口深井—松基6井(完钻井深4719米)开始，中国深井钻井已经历了35年的历史，主要深井和全部超深井均分布于四川和新疆。在1978 -1998年的时间内，中国先后完成3口7000米超深井。根据有关资料的综合分析，可将1994年作为一个分界点，在此之前，国内钻井技术人员在复杂地质条件下还不能完全掌握或运用深探井科学施工规律，只能用“科学探索”办法解决复杂深探井(特别是新区第一口探井)施工的基本问题，更谈不上用“高新技术”或“先进适用技术”提高钻速、减少钻头用量、缩短周期、降低成本等解决复杂问题。继“五口科学探索井”在塔里木盆地成功实施以后，该
摘要 本文研究的两相型SVG ( Static Var Generator, 静止无功发生器)电铁电能质量综合治理装置是针对我国某牵引变电站的运行方式而设计的,该牵引变电站从220kV变电所引入两回110kV电源,经阻抗匹配平衡变压器后分两个供电臂向电力机车供电。本课题设计的通过直流电容藕合的两相型SVG是针对该牵引变电站的电气特点提出的,可以有效减少牵引供电系统对电力系统的不良影响、保证电力机车的电压不低于正常工作的电压水平,从而提高系统和机车运行的可靠性和改善牵引供电系统电能质量。 本文简要论述了电能质量的概念与我国电铁电能质量的现状,介绍了当前基于电力电子技术的柔性交流输电系统的部分装置。阐述了牵引供电系统的原理及其负荷特性,对我国当前普遍采用的谐波和无功电流的检测方法进行了介绍。介绍了SVG原理,在此基础上提出了适用于我国的、基于阻抗匹配平衡变压器的高速电气化铁路牵引供电系统的电能质量综合治理的两相型SVG 方案,并研究了该SVG的补偿机理与算法。该方案和传统仅作为无功补偿的SVG相比,共用直流型SVG由于能进行有功功率的交换,抑制三相不平衡的能力进一步加强,充分发挥了SVG可以利用电压源型变流器。 关键词:电气化铁路,电能质量,无功补偿，阻抗匹配平衡变压器,两相型SVG
ABSTRACT Two phase SVG study (Static Var Generator, without static var generator ) electrical railway power quality comprehensive treatment device is designed for the operation mode of our country in a traction substation .The two 110kV power traction substation is introduced from 220kV, the impedance matching balance transformer consists of two power supply to the electric locomotive power supply arm. The DC capacitor coupled two-phase type SVG this topic is the design of the electrical characteristics of the traction substation ,can effectively reduce the adverse effects. Traction power supply system for power system to ensure the voltage level voltage of electric locomotive is not lower than the normal work , so as to increase the reliability of the system and the operation of the locomotive and improve the traction power supply system the quality of electric energy. This paper briefly discusses the concepts of power quality and our power in ferroelectric energy quality , introduces the current detection method commonly used and wattles current is introduced in this paper. Introduces the principle of SVG, puts forward the suitable for China ,based on high –speed electrified railway traction power supply system of the impedance matching balance comprehensive quality of governance, and the traditional wattless compensation only as compared to the SVG ,common DC type SVG due to the exchange of active power , ability to suppress the unbalanced three-phase to further strengthen ,give full play to the SVG using a voltage source converter. Keywords: electric railway,power quality ,no power compensation ,the impedance matching balance transformer ,two phase SVG.
济南XXX水处理厂（电能质量治理技改方案） 2015年5月11日
目录 第一章电能质量治理及节能技改方案简介 (3) 1.1XXXX供配电系统概述 (3) 1.2 电能质量存在的问题分析 (3) 第二章治理方案选择 (3) 2.1 治理方案的选择 (3) 2.2 MEC的特点 (3) 第三章补偿容量设备选型 (4) 3.1设备选型 (4) 3.2 MEC装置系统连接示意图 (4)
第一章电能质量治理技改方案简介 1.1济南XXX水处理厂供配电系统概述 济南XXX水处理厂10kV母线安装有1台配变，容量为400kVA主要为厂区生产设备供电，负载总功率300KW，负载主要是电机、照明以及少量变频器。 根据提供的以上数据，初步分析存在如下问题。 1.2 电能质量存在的问题分析 1.2.1在生产过程中，存在相当多非线性负载，整体功率因数不高、无功功率偏高；负载有变频器，会有谐波问题；照明比较多，会有三项不平衡的问题。 1.2.2常规电容器无功补偿速度慢，无法动态跟踪负荷变化，经常出现欠补或过补的情况。补偿效果差，功率因数偏低。 1.2.3由于无功、谐波以及三相不平衡问题并存，功率因数偏低，有谐波；功率因数由于偏低不能满足电网公司考核要求，估计每月电费交款单上显示为力调电费罚款。 综合上述问题，有必要对该系统中的无功及谐波进行治理，从而降低系统无功损耗；而消除谐波在改善电能质量、提高系统运行的可靠性的同时也降低线路及变压器损耗，有效的节约电能。 第二章治理方案选择 2.1 治理方案的选择 目前针对无功、谐波以及三相不平衡问题，采用我公司自主研发的电能质量综合优化装置MEC，兼具无功补偿及谐波治理功能。推荐在变压器低压侧安装一套我公司的MEC产品。 2.2 MEC的特点 电能质量综合优化装置---MEC具有以下特点。 1、采用模块化设计，各模块单元可单独或同时补偿无功、谐波、三相不平衡。 无功补偿能力：从额定容性至额定感性，无级调节，反应速度快。 谐波治理能力：自身不输出谐波，也不会放大系统谐波，同时对多次谐波进行滤除。 三相不平衡治理：三相交流电通过直流侧连接，可以调配功率，三相不平衡治理能力强。
石油钻井浅说 本文简要叙说了石油钻井的机械、工艺过程，并将陆地钻井与海洋钻井的差异穿插其中，最后简介了SZ36-1-J平台的快速钻井工作。主要内容为： ●钻井过程简述 ●钻井机械和工具 ●常规钻井程序 ●钻井工艺与特殊作业 ●海上钻井特点 ●SZ36-1快速钻井简介 大多数人都把埋藏于地下的石油想象为油河或油海，事实上，石油存在于几百米至几千米深地层的缝洞孔隙中，就象海绵里的水一样。要想探明地层深处是否有油，要想让地下原油见青天，就要进行石油钻井。 一、钻井过程简述 我们都见过车工用钻床在金属零件上钻眼。简单的说，石油钻井和钻床钻眼有相同的地方，同样使用钻头并加压旋转，同样要用清洗液清洗冷却，同样要使钻屑尽快排出。不同的是井眼比零件上的孔眼大得多、深得多，由地层岩石构成的井壁也没有钢铁那么坚硬，这就决定了石油钻井是一项复杂的系统工程。 1. 钻进 钻井时，由转盘带动方钻杆旋转，于是连接于方钻杆下面的钻杆、钻铤和钻头也跟着旋转起来，下放钻具，对钻头施加一定的钻压，钻头作用于地层并旋转加压就将地层岩石破碎形成井眼。钻杆和钻铤是中空的管子，钻头中间也有水道，钻井液（俗称泥浆）从钻杆内注入到达钻头，然后从钻具和井壁间的环形空间返出来，并将破碎的岩屑携带出来。 2. 接单根 单根钻杆的长度只有9米多，也就是说用一根钻杆只能钻9米深的井眼，那么钻更深的井眼就要进行接单根。接单根就是一根钻杆钻完后，停止旋转并将钻头提离井
底，停止向井内泵送泥浆，卸开方钻杆，将另一根钻杆接上去，再接上方钻杆继续钻进。 3. 起下钻 钻头磨损后需要将钻具全部起出才能更换。起钻时以立柱为单位以提高作业速度，三根钻杆为一个立柱，起出的立柱立于钻台上。更换完钻头后再将立柱下回井中即为下钻。钻头下到底后则恢复正常钻进。 还有其它许多情况需要进行起下钻作业。 4. 测井 井眼钻至目的深度后将钻具起出，用电缆下入测井仪器，利用这些仪器测定井眼直径和地层的压力、温度、电阻率、放射性元素含量等，以确定地层是否含油，含量多少。 5. 固井 裸露的井眼是不稳定的，需要下入套管并注入水泥，将水泥顶替至套管环空予以封固。 6. 测试或采油 下入射孔枪在油层部位射孔。如果是探井则下入测试工具测试求产，如果是生产井则下入生产管柱（油管、电潜泵等）采油。 二、钻井机械和工具 1. 钻柱、底部钻具组合 钻头连接在钻柱的最底部，用以破碎岩石形成井眼。钻头类型有刮刀钻头、牙轮钻头、聚晶金刚石复合片钻头（PDC）和天然金刚石钻头。刮刀钻头已很少使用，胜利油田目前还在制造和使用刮刀钻头；三牙轮钻头是普遍使用的钻头，它由三个自由转动的锥形牙轮构成，牙轮上布满牙齿，靠牙齿的剪切、压碎破碎岩石；PDC钻头成本稍高，不耐冲击，但如使用得当，可以大幅度提高钻速、降低钻井成本；天然金刚石钻头成本较高，主要用来钻致密的坚硬地层。根据用途可将钻头分为全面钻进钻头、取心钻头、扩眼钻头等。 钻铤是厚壁的钢管，连接在钻头的上面，用以提供钻压。下放钻具则将钻铤重量加在钻头上。
深井超深井钻井技术 第一节概述 (1) 第二节地层孔隙压力评估技术 (2) 第三节井身结构及套管柱优化设计 (4) 第四节防斜打快理论和技术 (9) 第五节地层抗钻特性评价与钻头选型技术 (14) 第六节井壁稳定技术 (18) 第七节钻井液技术 (23) 第八节固井技术 (27) 第九节深井测试和录井技术 (31)
第一节概述 对于油气井而言，深井是指完钻井深为4500～6000米的井；超深井是指完钻井深为6000米以上的井。深井、超深井钻井技术，是勘探和开发深部油气等资源的必不可少的关键技术。在我国，深井、超深井比较集中的陆上地区包括塔里木、准噶尔、四川等盆地。实践证明，由于地质情况复杂（诸如山前构造、高陡构造、难钻地层、多压力系统及不稳定岩层等，有些地层也存在高温高压效应），我国在这些地区（或其它类似地区）的深井、超深井钻井工程遇到许多困难，表现为井下复杂与事故频繁，建井周期长，工程费用高，从而极大地阻碍了勘探开发的步伐，增加了勘探开发的直接成本。 在“八五”末期，虽然我国在3000m以内的油气井钻井方面已接近国际80年代末的技术水平，但当井深超过4000m时，我国的钻井技术与国外先进水平相比仍有较大差距。美国5000m左右的油气井钻井周期约为90天，5500m左右约为110天，6000m左右约为140天，6500~7000m约为5~7月。然而，我国深井平均钻井周期约为210天左右，特别是在对付复杂深井超深井工程方面的钻井能力和水平比较低，没有形成一整套与之相适应的深井超深井钻井技术。 为了尽快适应我国西部深层油气资源勘探开发工程的迫切需要，在“八五”初步研究的基础上，中国石油天然气集团公司将“复杂地层条件下深井超深井钻井技术研究”列为“九五”重大科技工程项目之一（项目编号：960024），调动全国的优势科研力量开展大规模攻关研究，试图使塔里木、准葛尔、四川等盆地的深井超深井钻井技术水平有较大提高，基本满足这些地区深部油气资源高效钻探与开采的技术需求。通过五年多的持续攻关研究，该项目攻关集团攻克了不同地质条件下深井超深井钻井技术的许多难题，有力地推动了我国复杂地质条件下深井超深井钻井技术的发展，取得了丰硕的理论和技术研究成果（2002年通过专家验收评价），可概括如下： 1．项目共完成深井超深井91口，其中，由塔里木攻关集团完成一口国内最深的超深井（塔参1井），完钻井深7200米，完成6000米以上的超深井6口，4500-6000米的深井85口。各攻关集团完成的深井超深井数量分别为：塔里木攻关集团26口，准葛尔攻关集团45口，四川攻关集团12口，塔西南攻关集团3
低压台区电能质量综合治理系统 1．概述： 随着人民生活水平的提高，家用电器的普及应用，低压电网的三相不平衡及功率因数低的现象越来越严重，造成线路损耗大，末端电压低；变压器出力下降，供电质量差。电能质量综合治理系统，是解决这一问题的最理想的方法。 2. 系统框架图： 3.工作原理： 电能质量综合治理系统是基于在任意二相 跨接电容器，将出现某一相的有功电流转移到另 一相的现象及时就地补偿的原理。把补偿放到线 路上，把监测控制放到出口端，实现整个配网系 统的统一调控，达到低压电网的各项技术指标最 优状态。供电质量更上一个台阶。
4．技术特点： 功能齐全：①混合共补、分补、线补的接法方式，实现最佳的投切。 就地补偿：②电容装置分设于各支路的主要节点，合理配置容量及接法。 多路监测: ③多支路监测，主从控制，统一调节，自主投切。 优化控制: ④使用ARN高速32位嵌入式微处理器，64M大容量存储器， 高速运算，精确投切，补偿精度高。 完善保护: ⑤具备过压、欠压、短路、过载、缺相等完善的保护功能。 过零投切、无涌流、无谐波驻入。 载波通讯: ⑥工频载波通讯保证集中器与各节点设备之间的数据交换及可 靠控制。最远距离可达2公里，抗干扰能力强。 5. 应用场合：①功率因数偏低，需要无功补偿的场合。 ②三相不平衡超过度20%的线路 ③零序电流过大、末端电压过低。 6. 软件应用: ①后台系统管理集中器和各节点设备的资料信息。 ②后台系统对各集中器和各节点设备实施实时监控，随时 读取现场实时数据。 ③后台系统定时采集集中器和各节点设备数据保存到本地 数据库，以便对历史数据进行综合分析和形成报表。
[收稿日期]2007212210 [作者简介]王志刚(19712),男,1995年大学毕业,工程师,现主要从事钻井工程方面的研究工作。 国内外深井钻井技术比较分析 王志刚 (胜利石油管理局钻井工程技术公司,山东东营257064) [摘要]通过对国内外近25年来井深超过4500m 的各种各样深井钻井技术与经济情况的调研分析,认为 美国和欧洲北海地区深井钻井技术居领先水平,我国与国际先进水平有10年以上差距。对比研究了3种 不同的深井钻井技术经济评价方法(体系)特点,初步探讨了深井钻井科技进步的纵横向变化规律及深井 钻井技术经济评价的系统科学问题。 [关键词]深井钻井;钻井设备;系统工程 [中图分类号]TE243[文献标识码]A [文章编号]167321409(2008)012N282203 1 深井钻井技术的发展历史 全世界能钻4500m 以上深井的国家有80多个,但大多数深井集中在美国。有30多个国家能钻6000m 以上的超深井,中国是其中之一,但中国第1口超深井较世界第口超深井(美国)晚了27年。欧洲北海地区深井钻井技术比较先进。苏联拥有一套适用于高纬度地区的先进深井钻井技术,创造了世界钻深12869m 的最深记录,通过技术改造可以在发展中国家应用并取得最佳效益。德国大陆科探深井(KTB )钻探技术已被我国第一口大陆科学探井所借鉴。 近年来受各种因素影响,世界年钻深井数量有所下降,但深井钻井技术发展迅速,基本满足高陡、高温、高压、高密度(高矿化度)及含H 2S 气体等复杂地质条件深钻要求。目前我国深井钻井技术水平与国外先进国家相比大约差15年(知识产权水平约差40年),因此要通过各种办法(如“科探井”和“高探井”计划)缩小差距,以适应我国国民经济持续、快速、协调发展的要求和“西气东输”、“气化中国”等工程的需要。 1966年7月28日我国钻成第1口深井———松基6井,井深4719m 。1976年4月30日我国完成第1口超深井“女基井”,井深6011m 。从第1口深井完钻至今,我国先后钻成的3口7000m 以上超深井是关基井(7175m ,1978年)、固2井(7002m ,1979年)及塔参1井(7200m )。2000年中国石油化工集团公司最深井沙82井完钻井深6346115m 。1998年中国海洋石油总公司所钻海上最深井开发井,完钻井深9238m 。 2 深井钻井设备发展与进步 深井钻井技术系统高度复杂,属于开放的复杂性系统或非线性复杂性系统,其复杂特性主要表现在“六个非”上,即非单一、非有序、非透明、非确切、非定量、非理性,思考这些问题需要运用各种综合方法。几乎所有先进适用的工程技术措施(含人工智能钻井专家系统),都在深井勘探与开发过程中得到验证、应用和发展。深井钻井技术水平从整体上反映了一个国家或一个时代的工程技术水平。 深井钻井技术装备系列化、标准化、规范化,20世纪80年代中期首次形成高峰,本世纪初将形成第二次高峰。至20世纪90年代末,深井钻机基本采用AC2SCR2DC 电驱动钻机(交流电机效率96%,直流电机效率91%,绞车减轻20%～30%,占地面积少25%～40%)和顶部驱动装置(安装顶驱占钻机总数23%以上,包括动力水龙头),井口机械化、井下自动化和整机智能化水平大幅度提高。 目前深井钻机正朝着AC2GTO2AC 电驱动和满足HSE 及TQC 综合性能要求的方向发展。美国在撒哈拉沙漠等地区使用的6000m 深井钻机代表了当今世界钻机最先进水平(符合A PI 标准),其设计制?282?长江大学学报(自然科学版) 2008年3月第5卷第1期:理工Journal of Yangtze U niversity (N at Sci Edit) Mar 12008,Vol 15No 11:Sci &Eng
清华大学科技成果——城市电网电能质量综合治理成果简介 随着近些年来我国电力事业的快速发展，装机容量的大幅度提升，供需矛盾已经逐渐不再是电力系统发展的主要矛盾。电网中非线性负载、冲击性负载和不对称性负载不断增加，同时，信息时代各种精密、敏感的生产设备对传统的电网电能质量提出了更高要求，这些都使得电能质量成为日益凸显的主要问题。大型城市电网一般是负荷集中区域，近年来，各类微电子、半导体、生物医药、精密制造、大型金融数据中心等敏感用户对电网的供电电能质量提出了更高要求。对供电企业而言，电能质量问题既是挑战，也是机遇，电网中大量敏感负荷也是供电企业潜在的高端用户，对高品质供电有着强烈需求。 本课题立足深圳电网当前面临的实际问题和迫切需求，主要开展大型城市电网供电电能质量规范体系的研究、重点区域电能质量问题的分析与治理方案研究、敏感用户高品质电力需求分析与对策研究、电能质量治理装置柔性控制、新型拓扑结构和容量优化等关键技术研究，实现方案定制、装置研制与工程示范，为深圳电网重点区域和敏感用户的电能质量综合治理提供理论依据和技术支撑，对全面提高大型城市电网的电能质量和提升敏感用户的电能体验具有积极的示范作用及推广意义。 对深圳电网电能质量突出区域进行调查研究与分析，首次完成深圳市2010-2012年电能质量暂态事件分析，绘制了十二个中心站的ITI （CBEMA）图表，并结合调度数据分析了电压暂降事件原因；通过对
多家电能质量敏感用户的调研走访，完成了深圳电网高品质电力需求分析研究，建立了电能质量污染对高品质需求客户影响的评价指标，完成了深圳干扰源与敏感客户分类指引及抗干扰措施指引。 建设了110kV碧岭变电站10kV动态电压恢复器示范工程，研制了国内容量最大的10kV动态电压恢复器（DVR），首次实现区域范围内电压暂降问题的综合治理示范，可同时治理变电站大供电范围内多个敏感负荷的电压跌落问题。所研制DVR采用自取电方式，较储能方式降低了硬件成本和控制复杂性；采用级联H桥结构直接耦合至中压线路中，可有效解决变压器耦合方式中变压器非线性及饱和所带来的问题。采用分相判断投切晶闸管，分相容量限幅和分相补偿控制，确保了装置灵活性与安全性。装置补偿容量5MV，综合效率大于96%，电压补偿深度：三相跌落70%，单相跌落55%；输出电压谐波：THD 小于5%；动态响应时间小于5ms。 研制了中国首个统一电能质量调节装置UPQC工业级产品，实现用户侧多种电能质量问题的差异化、定制化综合治理示范。直流侧采用超级电容+电解电容组合的形式，避免了系统因电压跌落能量不足导致系统电压跌落更深，甚至系统完全瘫痪的问题。提出了UPQC运行模型的无缝切换及串并联侧协调控制策略。解决了普通装置无法解决的电压暂升情况下的能量回馈电网问题。建设了深圳长城开发科技股份有限公司电能质量综合治理示范工程，装置电压等级380V，补偿容量500kVA-2MVA，综合效率大于96%，电压运行范围±20%，电流谐波补偿能力THD小于5%，功率因数大于0.97，不平衡补偿能力
塔河油田盐膏层钻井液技术 孟庆生江山红石秉忠 （中石化石油勘探开发研究院石油钻井研究所，山东德州 253005） 摘要：为探索塔北地区新构造的含油气情况，实现新构造的油气突破，中国石化新星公司西北石油局分别在塔北亚肯北1号构造、三道桥构造布置了两口深探井。这两构造均为海相沉积，上第三系吉迪克组形成了几十米到几百米不等的盐膏层，盐层中夹有泥页岩盐层和砂泥盐层，由于盐的溶解而造成井径扩大，钻井液性能不稳定，盐膏层塑性变形造成缩径卡钻，含盐泥页岩的水化分散造成井壁不稳定，钻井液增稠。针对盐膏层的复杂情况，我们研制了聚磺欠饱和盐水钻井液体系。经过两口井的现场实验，证明此体系抑制泥页岩水化分散能力强，井壁稳定，井径扩大率低，钻井液排放量少，处理维护工艺简单，降低了钻井液成本，见到了明显的技术经济效益。文中介绍了聚磺欠饱和盐水钻井液体系的室内研制及现场应用情况。 关键词：塔河油田盐膏层塑性蠕动地层压力聚磺欠饱和盐水钻井液井眼稳定 概述 为探索塔北地区新构造的含油气情况，实现新构造的油气突破，中国石化新星石油公司西北石油局分别在塔北亚肯北1号构造、三道桥构造布置了两口深探井。这两构造均为海相沉积，上第三系吉迪克组形成了几十米到几百米不等的盐膏层。由于盐的溶解易造成井径扩大和钻井液性能不稳定；由于上覆地层压力的作用，巨厚盐膏层塑性变形易造成缩径卡钻；由于含盐泥页岩中盐的溶解和泥页岩的水化分散作用易造成井壁不稳定。针对盐膏层的特点，并结合其他油田的成功经验，研制了聚磺欠饱和盐水钻井液体系。经过两口井的现场实验，证明此体系抑制泥页岩水化分散能力强，井壁稳定，井径扩大率低，钻井液排放量少，处理维护工艺简单，降低了钻井液成本，见到了明显的技术经济效益。 难点分析及对策 1 难点分析 ①塔里木盆地石炭系盐膏层埋藏深，均分布在5100m以下的深井段, 温度在110-130℃，极易引起钻井液性能恶化，滤失量、粘度、切力上升,泥饼变厚,泥饼摩擦系数增大,从而易造成粘卡事故。 ②石炭系盐膏层厚度差别很大，且夹有不等厚的泥页岩及石膏夹层，裸眼长，剥落坍塌井径扩大,井径扩大率可达33%。形成严重的糖葫芦井眼,造成电测遇阻,固井质量差。 ③盐岩的塑性变形。若使用的泥浆液柱压力不足以平衡地层压力时,就会引起盐岩的塑性变形，使井径缩小，造成卡钻甚至挤毁套管事故。密度过高又易引起压差卡钻。
钻井平台 科技名词定义 中文名称： 钻井平台 英文名称： drilling platform;drilling unit 定义： 进行钻井作业的平台。 所属学科： 船舶工程(一级学科) ；海洋油气开发工程设施与设备(二级学科) 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 百科名片 钻井平台 随着人类对油气资源开发利用的深化，油气勘探开发从陆地转入海洋。因此，钻井工程作业也必须在灏翰的海洋中进行。在海上进行油气钻井施工时，几百吨重的钻机要有足够的支撑和放置的空间，同时还要有钻井人员生活居住的地方，海上石油钻井平台就担负起了这一重任。由于海上气候的多变、海上风浪和海底暗流的破坏，海上钻井装置的稳定性和安全性更显重要。 目录[隐藏] 简介 世界海洋钻井平台发展简史 [编辑本段] 简介 分类海洋钻井平台（drilling platform）是主要用于钻探井的海上结构物。平台上装钻井、动力、通讯、导航等设备，以及安全救生和人员生活设施，是海上油气勘探开发不可缺少的手段。主要分为移动式平台和固定式平台两大类。其中按结构又可分为:
（1）移动式平台: 坐底式平台、自升式平台、钻井船、半潜式平台、张力腿式平台、牵索塔式平台 （2）固定式平台:导管架式平台、混凝土重力式平台、深水顺应塔式平台固定式钻井平台大都建在浅水中，它是借助导管架固定在海底而高出海面不再移动的装置，平台上面铺设甲板用于放置钻井设备。支撑固定平台的桩腿是直接打入海底的，所以，钻井平台的稳定性好，但因平台不能移动，故钻井的成本较高。 为解决平台的移动性和深海钻井问题，又出现了多种移动式钻井平台，主要包括：坐底式钻井平台、自升式钻井平台、钻井浮船和半潜式钻井平台。 坐底式钻井平台又叫钻驳或插桩钻驳，适用于河流和海湾等30m以下的浅水域。坐底式平台有两个船体，上船体又叫工作甲板，安置生活舱室和设备，通过尾郡开口借助悬臂结构钻井；下部是沉垫，其主要功能是压载以及海底支撑作用，用作钻井的基础。两个船体间由支撑结构相连。这种钻井装置在到达作业地点后往沉垫内注水，使其着底。因此从稳性和结构方面看，作业水深不但有限，而且也受到海底基础(平坦及坚实程度)的制约。所以这种平台发展缓慢。然而我国渤海沿岸的胜利油田、大港油田和辽河油田等向海中延伸的浅海海域，潮差大而海底坡度小，对于开发这类浅海区域的石油资源，坐底式平台仍有较大的发展前途。80年代初，人们开始注意北极海域的石油开发，设计、建造极区坐底式平台也引起海洋工程界的兴趣。目前已有几座坐底式平台用于极区，它可加压载坐于海底，然后在平台中央填砂石以防止平台滑移，完成钻井后可排出压载起浮，并移至另一井位。 自升式钻井平台由平台、桩腿和升降机构组成，平台能沿桩腿升降，一般无自航能力。工作时桩腿下放插入海底，平台被抬起到离开海面的安全工作高度，并对桩腿进行预压，以保证平台遇到风暴时桩腿不致下陷。完井后平台降到海面，拔出桩腿并全部提起，整个平台浮于海面，由拖轮拖到新的井位。1953年美国建成第一座自升式平台，这种平台对水深适应性强，工作稳定性良好，发展较快，约占移动式钻井装置总数的1／2。我国自行制造的自升式钻井平台“渤海一号”平台的四根桩腿是由圆形的钢管做成的，桩腿的高度有七十多米，升降装置是插销式液压控制机构。该型钻井平台造价较低、运移性好、对海底地形的适应性强，因而，我国海上钻井多使用自升式钻井平台。 钻井平台桩腿的高度总是有限的，为解决在深海区的钻井问题，又出现了漂浮在海面上的钻井船。 钻井船是浮船式钻井平台，它通常是在机动船或驳船上布置钻井设备。平台是靠锚泊或动力定位系统定位。按其推进能力，分为自航式、非自航式；按船型分，有端部钻井、舷侧钻井、船中钻井和双体船钻井；按定位分，有一般锚泊式、中央转盘锚泊式和动力定位式。浮船式钻井装置船身浮于海面，易受波浪影口向，但是它可以用现有的船只进行改装，因而能以最快的速度投入使用。钻井船的排水量从几千吨到几万吨不等，它既有普通船舶的船型和自航能力，又可漂浮在海面上进行石油钻井。由于钻井船经常处于漂浮状态，当遇到海上的风、浪、潮时，必然会发生倾斜、摇摆、平移和升降现象，因此钻井船的稳定性是一个非常关键的问题。目前，海上钻井船的