新型钻机的应用及前景展望

新型结构体系的应用与发展前景展望　

宋卓铭　（深圳市天健（集团）股份有限公司　广东深圳　５１　８Ｏ３３）　建筑科学　

摘要：随着科学技术和结构设计理论的迅速发展，人们对建筑遣型、设计和跨度的要求越来越高，对建筑结构的要求更高。近年来，各　地修建了大量的跨空间结构，网架，网壳结构形式已普及全国，悬挂结构也有很多实例，钢结构高层建筑在许多城市拔地而起。适应我　国国情的钢一混曩土组合结构以及混合结构也有了广泛应用。为了适应这些新情况，涌现出了一批具有“高强、轻质”特点的新型结构　体系。新型结构体系在建筑实践中应用广泛，并将在未来得到长足发展。　关键词：新型结构体系　应用　发展前景　中图分类号：Ｔｕ３　文献标识码：Ａ　文章编号：１　６７２—３　７９ｌ（２０１０）０６（ｃ）一００８　６－０１　

１新型结构体系的特点　

不同结构体系的特点各有不同，但是　作为新型的结构体系，一般均具有以下特　点：必须是一个几何的不可变的空间整体。　

在压力作用下可以保持必要的承载力、稳　定性和剐度；使结构材料强度利用充分，自　

重区域最低；建筑空间和结构空间统一协　调；安装便利，综合效率高；充分发挥材料　

长处，扬长避短。　

２新型结构体系的具体应用与发展前景　

２．１板片空间结构体系　

板片空间结构体系是借鉴航空结构原　

理，由薄壁金属骨架和增强复合板片通过　听顶组合方式构成。该板片是无机增强复　合型材料，厚度主要由网格节间大小和板　

面荷载决定，一般为２０ｒａｍ～５０ｒａｍ。板片的　容重是普通钢筋砼板的一半，韧性和强度　却远远超过砼板。　板片结构体系一般用作高层的大空间　

楼盖或者复合剪力墙体系。主要特点有以　下几点。　（１）重量较轻。经测算，板片结构的自重　

为问跨度、同荷载量的普通钢筋砼板自重　的１／３　（２）抗震性能较好。地震对建筑物作用　

约与其质量成正比，因此大量减轻结构自　重有利于结构抗震能力的提高。　（３）施工方便。半片空间结构体系中的　

浅谈国内钻机生产发展及现状

自1994年我国成为原油净进口国以后,原油供需缺口进一步扩大,

而国内石油探明储量则增长缓慢，进口依存度从2004年的39%上升到2006年的42%。而国际油价则在地缘政治、库存、气候、战争等外界条件的影响下保持了高速增长。布伦特国际原油期货已由自2004年35美元一桶的价格飙升到如今的95美元一桶（如图1所示）

布伦特石油价格( 截至2007年10月11日)

高油价势必会吸引更多石油钻采装备的投入，从Donglas-westwood提供的图示及历史情况分析可知，全球石油钻采装备的生产与销售量与石油价格高度相关。国内石油需求的进一步提高和国际油价的不断攀高已经引发了新一轮石油勘探开发及石油钻采设备生产的热潮。(附图2 国际油价与钻机配装数量示意图)

2006年10月份全球运行的钻机数为3130台，2006年前10个月运行的钻机数的平均值为3031台，高于2005年全年平均数2746台，增幅约10.4%。

一、我国石油钻机的发展历程及现状

我国石油钻机相对美国、俄罗斯、加拿大、罗马尼亚等老牌石油国家虽然起步较晚，但是发展却极为迅速。

1959年，兰州石油化工机器厂制造成功3200米石油钻机。1974年我国自行研究、设计、制造成功“大庆I型”3200米钻机。在1978年以前，仅兰州石油化工机器总厂就制造了239台钻机。这期间我国制造的石油钻机虽然档次不高，但相应装备逐渐形成一定实力，尤其是锻炼和培养了科研设计队伍，为后来我国制造成套石油钻机打下了坚实基础。

进入20世纪，我国引进了一批国外先进的石油钻机技术如：美国ACT公司车装钻机技术、EMSCO公司泥浆泵技术、国民公司6000米和8000米石油钻机制造技术，意大利SONIEMEC公司钩载450吨和680吨井架和底座制造技术、美国ROSS HILL公司电驱动钻机电控系统技术，以及美国锥泰克公司的技术，这些技术的引进，促使我国的石油钻机进入了高速发展期，相继开发出6000m电驱动沙漠钻机、4500m变频电传动钻机、9000m深井钻机及12000米超深井钻机及顶驱装置，形成15、20、30、40、50、70、90系列钻机的生产能力，可以满足高压喷射钻井、定向钻井、丛式钻井和水平钻井等先进钻井工艺的需要，钻机的标准化水平、技术水平、制造水平和设计能力、研发水平跻身世界前列。

☆运载大观　Ｓｐａｃｅ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ国际太空·２０１　５·９　Ｌａｕｎｃｈ　Ｖｅｈｉｃｌｅｓ　

空间活动的核心是推进系统，单位质量推进剂在单位时间内能够获得的能量及其能够持续的时间。直接决定能够开　

展的空间活动的范围与规模。目前采用的推进方式包括化学推进和基于太阳能的电推进均有其自身的不足，不能满足日　益发展的航天活动的需要。相对化学推进及电推进，核热火箭兼具比冲高、推力大的优势，可满足更大规模的深空探索　

需求，是未来航天运输系统及航天动力技术发展的重要方向。　

１核热火箭概念及原理　

核热火箭根据反应类型不同分为核裂变火箭和　核聚变火箭。核裂变火箭采用具备极高能量密度的核　

热反应堆为能量源，以氢等小分子量的气体为工作介　

质，理论比冲能够达到１Ｏ００ｓ。工作介质流过核热反　

应堆吸收能量，产生高温高压的气体，气体进而膨胀　高速喷出，产生推力。　

核热火箭主要包括两大部分：总体部分（贮　

箱、增压输送系统、涡轮泵及喷管）和核反应堆　部分。　

～　Ｓｐａｃｅ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ国际太空ＩＩ总第４４１期　Ｌａｕｎｃｈ　Ｖｅｈｉｃｌｅｓ　

核聚变火箭的原理是采用等离子体喷射流技　

术，将等离子体流注入火箭喷嘴，在强大磁场作用下　

引发核聚变产生足够能量，迅速加热并导致锂金属　

外壳在磁场控制下的喷嘴区域蒸发，高速（＞３Ｏｋｍ／　ｓ）喷出火箭喷管从而产生推进动力，比冲能达到　

２４Ｏ０～５７０Ｏｓ　

２国内外发展现状及发展趋势　

纵观核热火箭动力方面的研究，主要集中在美国　

和苏联／俄罗斯，两国几乎同时在２０世纪５０年代中期启　

动核热火箭发动机研究计划，虽经历多次起伏，但仍　然取得了巨大成就，为空间应用奠定了坚实的基础。　

参数　、　

，　

美国　

自ｌ　９　５　５年以来，美国政府实施了多个核火　箭计划，其中最著名的便是“核火箭开发计划”　

（ＲｏＶＥＲ）和“用于空间推进的核火箭发动机的研　制计划”　（Ｎ　ＥＲ　Ｖ　Ａ），另外还有“空间核热推进　

浅谈国内钻机生产发展及现状

自1994年我国成为原油净进口国以后,原油供需缺口进一步扩大, 而国内石油探明储量则增长缓慢，进口依存度从2004年的39%上升到2006年的42%。而国际油价则在地缘政治、库存、气候、战争等外界条件的影响下保持了高速增长。布伦特国际原油期货已由自2004年35美元一桶的价格飙升到如今的95美元一桶 。

高油价势必会吸引更多石油钻采装备的投入，从Donglas-westwood提供的图示及历史情况分析可知，全球石油钻采装备的生产与销售量与石油价格高度相关。国内石油需求的进一步提高和国际油价的不断攀高已经引发了新一轮石油勘探开发及石油钻采设备生产的热潮。

2006年10月份全球运行的钻机数为3130台，2006年前10个月运行的钻机数的平均值为3031台，高于2005年全年平均数2746台，增幅约10.4%。

一、我国石油钻机的发展历程及现状

我国石油钻机相对美国、俄罗斯、加拿大、罗马尼亚等老牌石油国家虽然起步较晚，但是发展却极为迅速。

1959年，兰州石油化工机器厂制造成功3200米石油钻机。1974年我国自行研究、设计、制造成功“大庆I型”3200米钻机。在1978年以前，仅兰州石油化工机器总厂就制造了239台钻机。这期间我国制造的石油钻机虽然档次不高，但相应装备逐渐形成一定实力，尤其是锻炼和培养了科研设计队伍，为后来我国制造成套石油钻机打下了坚实基础。

进入20世纪，我国引进了一批国外先进的石油钻机制造技术如：美国ACT公司车装钻机技术、EMSCO公司泥浆泵技术、国民公司6000米和8000米石油钻机制造技术，意大利SONIEMEC公司钩载450吨和680吨井架和底座制造技术、美国ROSS HILL公司电驱动钻机电控系统技术，以及美国锥泰克公司的技术，这些技术的引进，促使我国的石油钻机进入了高速发展期，相继开发出6000m电驱动沙漠钻机、4500m变频电传动钻机、9000m深井钻机及12000米超深井钻机及顶驱装置，形成15、20、30、40、50、70、90系列钻机的生产能力，可以满足高压喷射钻井、定向钻井、丛式钻井和水平钻井等先进钻井工艺的需要，钻机的标准化水平、技术水平、制造水平和设计能力、研发水平跻身世界前列。 二、国内主要钻采厂