時間:2022-10-14 11:22:49
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇工藝技術,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】采礦,工藝技術,礦產
礦產資源是人類生產生活中必不可少的重要資源,采礦作業主要就是采取科學的工藝技術對地表或地表以下的礦產資源進行開采、開發。采礦工藝技術直接影響著采礦作業的效率、質量、安全以及效益,所以,采礦工藝技術必須與時俱進,只有這樣才能滿足礦產生產和采礦企業發展的需求。因此,本文就采礦工藝技術在采礦作業中的應用進行了分析與探討。旨在與同行進行業務交流,以期推進我國采礦工藝技術的發展。
一、采礦工藝技術在采礦作業中的特點
在采礦作業中為了加強采礦工藝技術的應用,作為采礦作業人員,必須對其特點有一個全面認識。
一是自然中存在的礦體是礦產開采的主要原料,這就表明所開采礦產資源的地址無法隨意選擇,礦體的儲量也無法輸入和再生。礦山的礦產儲量、生產能力與采礦企業的經濟效益有著密切關聯;
二是采礦的機械設備和人員具有較大的流動性,常隨采礦進度和加工對象情況變化而進行轉移。開采礦山時,必須挖掘一系列的巷道,并做好一系列采礦準備工作后,才能進行回采。挖掘、采準及回采工作三者間的關系為相互協調,這樣才能確保礦山順利生產。若是三者間的關系無法做到相互協調,那么必然會產生一系列不良反應,例如采掘失調、礦山減產等;
三是隨著礦產業的發展,采礦作業必然會呈現出優質礦產枯竭,采掘條件越來越來惡劣,礦產品質越來越差且采礦成本越來越高這樣的趨勢。開采劣質礦產,會使巖石混入礦石中,造成礦石貧化,從而降低采礦質量、效率以及效益;開采劣質礦產時,還會遇上部分礦石無法開采的情況,這就進一步加大了企業的損失。礦產資源的品質和地址不會因為人為意志而發生改變,所以,針對礦產作用今后的發展趨勢,我們必須不斷革新采礦與選礦技術,實現綜合利用,這樣能夠降低成本費用。此外,采礦企業在進行采礦生產質量管理時,還應充分注重如何有效降低礦石貧化率和損失率,這樣有助于提高企業的經濟效益;
四是礦產資源賦存條件復雜,品質分布不均,使得礦產資源的工業儲量容易發生變化,導致采礦設計難以實現標準化,加上采礦工程是一項復雜、建礦周期長、金額投資大的系統工程,這就進一步提高了采礦企業的投資風險;五是礦產資源的分布主要表現為兩種形式,一種在地表上,一種深埋在地表之下。采礦作業具有勞動力需求量大、工作環境差、安全性缺乏保障的特點,尤其是地下采礦作業,其工作難度更大,機械化和自動化的實現更是難上加難,因此,采礦企業必須充分重視改善勞動力的方法和保護環境的條件。
二、采礦工藝技術在采礦作業中的應用
通過上述分析,我們對采礦工藝技術在采礦作業中的特點有了一個基本的認識,那么作為施工人員應如何確保采礦作業安全高效的運行呢?筆者以下帶著這一問題,就采礦工藝技術在采礦作業中的應用做出以下幾點探究性的分析。
1、機械化連續采礦技術。隨著大型采礦裝備的不斷研制成功和推廣使用, 采礦作業也不斷朝著大參數、大采場、高階段、連續作業的方向發展。在上世紀80 年代以來的近30多年里,各種無軌設備的研制和推廣不僅使得鑿巖、鏟裝、運輸等主要工序配備了功能齊全的無軌設備, 而且幾乎所有的輔助作業也逐步實現了機械化。機械化作業效率高、機動性強、產能大的特點, 為連續采礦技術的實現創造了條件; 同時, 機械化也必須通過連續化生產才能充分發揮其高效高產的優勢。連續采礦技術的實質是以整個礦段作為大型采場, 在上下連續的多個礦段分別平行進行采切、回采、充填工序, 采礦作業分工序在不同的空間和時序上平行進行, 但整體向前連續推進。目前連續采礦技術在國內外的發展從工藝技術、設備配套、控制技術等方面均日臻成熟, 已經開始進入推廣使用階段。
2、特殊采礦法。不同地質、地層的礦產資源,所選用的采礦方法也不盡相同,在一些特殊情況下應針對情況采取特殊的采礦方法,例如物理化學采礦、海洋采礦等。其中物理化學采礦主要是利用溶浸液溶解出礦體中的有用成分,并將這些有用成分從地下舉升道地面,而后采取相應的方法進行提取。物理化學采礦法具有投資小、效益高、工作條件好的特點,但是也存在一定的局限,即只能適用于銅、鈾等金屬礦物以及鹽、堿、硫等。除了陸地中蘊藏各種礦產資源外,在濱海大陸架上和海洋底同樣蘊藏豐富的礦產資源,但是由于海洋采礦具有投資大、見效慢、工作條件差、危險系數高的特點,因而,海洋采礦法應用極少。這也是目前我國主要在陸地進行開采的主要原因,但是隨著資源的不斷開采,未來在海洋中加強礦產資源的開發將成為必然趨勢,因而作為采礦企業必須緊密結合時展的需要,切實掌握各種特殊采礦技術嗎,才能更好地確保采礦作業安全進行。
3、填充采礦法。填充采礦技術是一種人工支護采礦技術,其原理是緊隨回采工作面進行推進,同時將填充材料輸送給已經采空的區域,從而使得回采作業得到充填體的保護,以此確保采礦的安全、效率以及經濟效益。填充采礦技術屬于新型采礦技術,主要適用于深度較深的礦井,具有適應性強、采礦效率高、開采安全性好等特點。因此,在實際應用過程中,作為采礦作業人員應切實掌握填充采礦技術的特點和原理,才能確保應用成效的提升。
英文名稱:Electronics Process Technology
主管單位:工業與信息化部
主辦單位:信息產業部電子第二研究所;中國電子學會
出版周期:雙月刊
出版地址:山西省太原市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1001-3474
國內刊號:14-1136/TN
郵發代號:22-52
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1980
期刊收錄:
核心期刊:
期刊榮譽:
Caj-cd規范獲獎期刊
聯系方式
【關鍵詞】氣田;地面集氣;工藝;技術
中圖分類號: P641.4 文獻標識碼: A
一、前言
隨著油氣田的不斷開發和利用,為了更好地使用天然氣,并且便于天然氣的運輸,我們需要將天然氣在氣田地面進行集氣。
二、油氣田基本情況介紹
我國油氣田分布范圍遍及大江南北, 儲量位居世界前列,油氣田類型也復雜多樣,目前大部分油氣田都保持著較好的生產能力。隨著近年來國內能源需求的增大,能源局勢變得緊張,部分油氣田正在擴大建設規模,或者尋求新的發展。油氣田的地面建設工程是影響油田產量的重要因素,其設計集氣、供電、通信、供水等多個方面,現今絕大部分油田已經具有比較完善的地面工程建設。但是由于自然地理條件的影響,我國大部分油氣田處于邊遠山區,自然環境總體較差, 如位于山西內蒙交界的長慶靖邊氣田,處于沙漠沙丘和黃土高原的溝壑之間,在進行地面工程建設是受到環境影響很大, 地理條件的制約給工程建設帶來了困難。另外,不同油氣田儲層差異性、含氣性特征等不同也給氣田的開發和集氣工藝應用帶來了苦難。如何在油氣田地面建設中加強集氣技術工藝的優化成為生產開發的重點。
三、集氣技術工藝研究
1. 集氣管網分析
目前集氣管網主要有三種分類,樹枝狀、放射狀和環狀三種;在集氣方式上采用的或為單井集氣或為多井集氣;集氣管網的建設布局對集氣站的建設和具體的集氣技術工藝都有直接的影響,所以在具體的氣田地面建設中,要結合氣田的特點進行分析,做出科學合理的規劃并經過驗證后,來確定可以采用的集氣管網,從進口到集氣站的管網建設是整個地面建設的重點,對集氣技術的應用有著深刻的影響。
2. 集氣技術之多井高壓集氣工藝
有的氣田開采處的天然氣壓力高,而氣流的溫度較低,所以為了防止在進口處天然氣形成水合物使集輸管線受到凍體堵塞,所以在初期的試采中藥對此類氣田的該項問題特別重視,以便根據具體的情況采取相應的集輸技術措施。
還以長慶靖邊氣田為例,該地氣田井分布較多且面積較大,但是自然地理環境條件差,如果在集氣技術上選擇單井集氣的程序方法,所需建設的單井集氣站的數量將非常多,這對于地處環境復雜的氣田來說,無疑是一項復雜的工程,在這樣的環境背景下對集氣站的維護和管理也將成為難題。所以在長慶靖邊氣田采用了多井高壓集氣技術方法,多井高壓集氣技術方法是對由進口流出的高壓氣流直接輸送至集氣站,在井口處不進行加熱或者節流處理,待氣體進入集氣站后載對其進行相應的加熱、降壓、分離以及脫水等處理。實踐中一般的多井集氣站都能對7到8口井進行集輸的管理和運行。
多井高壓集氣技術工藝屬于綜合性的技術方法,在具體的應用中最為關鍵的是要根據實際需要選擇合適的集氣半徑。集氣半徑要按照的相關的設計方案進行設置,但是時間生產應用中可以進行適當的擴大,例如長慶靖邊氣田的有些氣井的采氣管線長度就延長了設計規范的距離規定,但是在生產中仍然運行良好。所以經過實踐經驗總結,多井高壓集氣技術是一項具有可行性的技術工藝,運行效果顯著。
3. 集氣技術之多井集中注醇技術
同樣是針對天然氣的溫度與井口溫度差大,防止生成水合物的問題,多井集中注醇技術是通過在井口處注醇的方法來防止生成水合物。
多井集中注醇技術是指通過向集氣站高壓注醇泵集中進行注醇,沿著與采氣管道線并行的注醇管線輸向所需注醇的氣井井口,同時流向高壓采氣管線。多井集中注醇技術的優勢在于減少了對單井進行注醇管理的繁瑣,各個井口無需設置相應的設備,而只需簡單的霧化器即可使注入的醇液與天然氣混合,單井的井口管理更加方便簡化,對集氣系統來說也有利于整體的管理控制。在注醇過程中,對各個井口的注醇量要結合各井的產氣量、壓力值以及溫度等因素進行調節,一般來說產氣量是影響注醇量最為關鍵的因素,所以對此需要特別關注。
4. 集氣技術之間歇計量技術
在氣井的生產中對單井的產氣能力進行計量,計量所得數據是一項基本的衡量數據,所以對每一口井的產氣量進行連續的計量是一項基本工作,此項工作需要在每口井處設置分離器和計量儀表,這對于本就設置了多種設備儀器的集氣站來說,設備量增多,投資也需進一步增加,所需技術工藝也更加復雜。在實踐中我國的大多數氣田在該問題上都采用了間歇計量技術方法,但是在具體的應用上該技術方法要與氣田的單井產量和集氣站的規模等情況相結合。間隙計量技術是通過在集氣站設置計量分離器和生產分離器,計量分離器用來對單井產量進行計量,生產分離器用來其他井的混合生產,計量需要每隔一段期限輪換一次。在實踐中該間隙計量的技術經過應用,完全能夠滿足計量的需求,大大降低了生產投資,也簡化了相關技術的應用流程。
四、凝析氣田集氣工藝技術分析
凝析氣田集氣工藝技術的關鍵是布站方式和集氣流程,既要適應凝析氣田的氣藏物性特點,又要適應氣田的自然環境及井網分布的特點。
1. 站場布局的適應性分析
在已建的凝析氣田中,大多數采用了單井直接進集中處理站的總體布局模式,少部分設置了站外閥組,有的采用了單井站和多井集氣站相結合的布站模式。
迪那凝析氣田根據地層壓力確定集中建設一座氣體處理廠。盡管迪那1 和迪那2 兩個凝析氣田區塊相距25 km,但是由于地層能量較高,因此迪那凝析氣田具備遠距離集氣及共建一座處理廠進行集中處理的地層能量條件。同時,迪那1凝析氣田在平面上看是一個橢圓形狀,具備多井站集氣的有利條件,因此采用了多井集氣站模式;而對于迪那2凝析氣田,則是一個帶狀狹長區域,具備單井站集氣的有利條件,因此采用單井集氣支線通過與集氣干線簡捷“T” 接的單井集氣模式,使氣區管網的布局更加合理。
牙哈凝析氣田在中部布置一座集中處理站,鄰近集中處理站的氣井,節流后各井物流直接進到站內閥組;較遠的氣井節流后直接進入站外閥組后再進站,并在集中處理站二次節流,在最邊緣的一口井設置加熱設備;液量大、溫度高的水平井物流直接進站。該布站形式最大集氣半徑為7.7 km,突破了單井集氣半徑不大于5 km 的常規做法,實踐證明這種做法是成功的。
凝析氣田的地面集氣工藝系統的站場布局與氣田的產能規模、氣藏物性、地層壓力、氣油比(凝析油含量)、地形及氣田區域面積等方面密切相關。同時,單井站和多井站的布置,應充分考慮氣區的地形和井網分布特點。
2. 集氣流程的適應性分析
目前已開發的凝析氣田主要采用了井口高壓常溫集氣流程、井口加熱節流流程和低溫分離集氣流程。這3 種流程全部采用了氣液混輸的方式。長期的實踐證明,凝析氣田采用氣液混輸工藝,能更有效地利用氣田地層能量,簡化地面集氣工藝流程和設備配置,減少操作環節,利于管理,提高生產系統的安全性。
(1)井口高壓常溫集氣流程。井口不加熱,高壓集氣直接至集氣站,各單井井流物在集氣站進行加熱節流;也可以利用井口溫度或在井口注入防凍劑,保證井流物在集氣過程中不產生水化物;在井口進行一級節流,可降低單井管線的設計壓力。該流程適用于井口壓力較高、溫度較高的氣井。利用高壓混相集氣工藝技術,能夠擴大集氣半徑,簡化集氣工藝和布站,并可為采用膨脹致冷工藝控制烴露點和回收輕烴提供壓力能。
(2)井口加熱節流流程。為保證井流物在井口及集氣過程中不產生水化物及凝析油不凝固,在井口設水套加熱爐,并對管線采取保溫措施。凝析氣在井口進行一級節流后,混輸至集氣站分離、計量。該流程適用于單井管線較長、井口壓力較高、井口溫度較低的氣井。
(3)低溫分離集氣流程。低溫分離集氣流程是高壓常溫集氣和低溫分離回收流程的組合。井場輸來的高壓天然氣進入集氣站后,利用地層能量節流降壓致冷,用低溫分離法從天然氣富氣中回收凝液。該流程的特點是在集氣站增設了低溫分離部分,包括噴注防凍抑制劑、氣體預冷、節流膨脹、低溫分離及凝液收集。部分比較大的集氣站還包括凝析油穩定、油醇分離、凝析油儲存及輸送、抑制劑再生與儲存等工藝設施。該流程適用于單井管線較短、井口壓力較高、井口溫度較低的氣井。當凝析油含量少時,多采用低溫分離流程。
3. 計量方式的適應性分析
目前,凝析氣田的計量有兩種基本形式,一種為采用計量分離器的分液后計量,一般采用高壓計量孔板流量;另一種為不分離計量,即站內不設單井計量分離器,而是采用高壓計量孔板進行帶液計量。采用二級布站模式、有多井集氣站的凝析氣田和采用一級布站模式的凝析氣田多采用分液后計量;采用單井站集氣模式和多井集氣站的凝析氣田多數采用不分離計量方式。
五、結語
總的來說,在進行氣田的開發過程中進行建設的規模越來越大,對于氣田的集氣技術進行分析,有助于更好地進行天然氣的收集和運輸,更好地使用天然氣。
參考文獻
[1]張紅燕,隋永剛 凝析氣田地面集氣工藝技術 [J] 《石油規劃設計》 -2011年2期-
[2]陳俊亮 鄂爾多斯盆地北部上古氣田地面集輸工藝 [J] 《油氣田地面工程》 ISTIC PKU -2011年12期-
關鍵詞:地下水;找水技術;電測深;成井工藝
Abstract: Groundwater as an important part of water resources in areas with lack of total water resources has great significance. This article briefly describes the technology necessary for groundwater investigation techniques and exploitation of groundwater into the well.Key words: groundwater; find water technology; electrical sounding; well completion technology
中圖分類號:TV5 文獻標識碼:A 文章編號:
我國屬于水資源量嚴重缺乏的國家,人均水資源量不足世界的三分之一,地表水資源更加匱乏并且分布不均。在有限的水資源量前提下,為保證人民生活和國民經濟的發展,地下水成為一項很重要的資源補充,以下簡單的介紹地下水的找水技術和開采地下水所需的成井工藝技術。
一、找水技術
地下水由于埋藏地質條件不同,所需的勘測技術方法不盡相同,在本地區找水技術中主要運用的方法為電測深法。電測深法是在地表同一測點上,從小到大逐漸改變供電電極之間的距離,進行視電阻率測量,來研究測線中點地下不同深度巖層的變化情況,確定不同地層的埋藏深度及其性質的方法。電測深法是電法勘探中最常用的方法之一。具體到電測找水工作中,電測深法可以用來解決以下任務:
(1) 含水層的分布情況、埋藏深度、厚度及圈定咸淡水的分布范圍;
(2) 查明裂隙含水層的存在情況,尋找適于貯存地下水的斷層破碎帶,巖溶發育帶及古河床等。
(3) 區域性的水文地質調查中,用來探明地質構造情況,如查明凹陷、隆起褶皺、斷裂等地質構造。
電測深法可分為:四極對稱電測深法、三極電測深法、十字測深法和環形測深法。三極測深主要用于避開測點附近的障礙物(如河流、沖溝、陡巖、建筑物或避開某一方向上的不均勻地質體)。十字測深法可以排除旁側不均質體的干擾,判斷曲線低阻反應是基巖含水層的反映,還是地形或不均質體的旁側影響,以提高成井率。采用十字測深法時應平行及垂直巖層或斷層的走向布極。環行測深的實質是在同一個測深點上,沿幾個不同方位布極進行四極測深。該方法可以了解巖石的各方異性,并能測定巖石裂隙的主導發育方向。
二、成井技術與工藝
成井工藝是指井孔的建造以及其它施工程序和技術方法,主要包括:井孔鉆進、電法測井、破壁疏孔、安裝井管、圍填濾料、封閉隔離、洗井和抽水試驗等一系列工序。井孔鉆進的方法很多,有沖擊鉆進、回旋鉆進以及反循環鉆進和空氣鉆進等。
在有咸淡水層分布的地區開采地下水時,需將咸水層加以封閉,以保證取水井的水質符合標準。所以當井孔鉆進完畢后,應對井進行電法測井以保證封閉的準確性。電法測井的目的在于:1、確定含水層的巖性、埋深和厚度;2、確定咸淡水層的位置,為劃分咸淡水而提供依據。根據測井資料能更合理地開發利用各含水層,正確指導下管成井工作。否則因不知含水層位置盲目下管就會給成井工作帶來很多問題,嚴重者會造成井孔報廢。因此,電測井是咸淡水分布成井工藝中不可缺少的一項重要工作。
電法測井包括視電阻率測井、自然電位測井。
破壁是清除鉆進時在開采含水層處的井孔壁上所形成的厚泥漿,以利于地下水能暢通無阻地由含水層中流出并通過濾水管流入井內。因而它是保證機井減小進水阻力達到設計出水量的重要的一環。常用的破壁方法有三種:擴大鉆頭破壁、鋼絲刷破壁和雙鉤破壁器破壁。破壁是保證機井出水量的重要措施。因此使用濃泥漿鉆進的孔眼,破壁是必不可少的工序。如采用稀泥漿或清水鉆進泥皮不厚時,也可不必破壁,但必須用徹底換漿來彌補破壁帶來不足。破壁雖然對增加井出水量有益處,但過量破壁則可能造成孔眼坍塌,因此破壁一定要適當進行。
換漿的目的是將孔內泥漿沉淀物排出孔外,換入稀泥漿,便于填入洗井。換漿可與破壁同時進行,亦即邊破壁邊送水換漿,換漿時一定要先濃后稀,逐步進行,否則便可能使孔底的沉淀物不易排出孔外。破壁后應將鉆具下至孔底繼續換漿,直至將孔內泥漿變稀。但換漿和破壁一樣,要適可而止。
疏孔的目的是為了下管掃清障礙,保證井孔圓直,以順利地安裝井管。疏孔多用疏孔器。
井管安裝,簡稱下管,是管井施工中最關鍵最緊張的一道工序。常見的下管方法有:鉆桿托盤下管法和懸吊下管法。
管填是指在下完井管以后緊接著向井管外壁與井孔壁之間的環狀空隙內圍填濾料的這道工序。由于濾料一般多是選用礫石,故也常將圍填濾料簡稱填礫。管填濾料的目的是利用填入的濾料在管壁與孔壁之間形成環狀的人工過濾層,以增大濾水管的進水面積,減少濾水管的進水阻力,防止孔壁泥砂通進井內,從而起到增大井水出水量,減少井水含砂量和延長井工程壽命的目的。
封閉隔離是為保證取水層的水質、水量不受其它含水層的影響,而將其它含水層進行封閉,使不會沿井壁串通到取水層或涌出地面的一種措施。封閉隔離方法有連續封閉隔離和分段封閉隔離。
洗井的目的是為了清除井孔內泥漿,破壞孔壁上的泥皮,沖洗掉井孔附近含水層中的泥土等細顆粒物質,以便在濾水周圍形成良好的天然反濾層,從而增大井孔周圍含水層的滲漏性,使井的水量增大。洗井的方法有空壓機洗井、活塞洗井和二氧化碳洗井。
三、德州地質及成井情況
德州平原地區位于黃河沖積平原的下游,水文地質條件與黃河關系緊密。尤其是淺層松散沉積物的沉積規律與黃河改道變遷密切相關,在區內不同地段和不同深度沉積了很多粉砂、粉細砂、細砂、中細砂為主的含水砂層富集帶。這些含水砂帶與黃河走向大體一致,多呈北東向或近東西向分布,含水砂帶寬度約在4―10公里不等,砂層累積厚度大于15米,單井出水量40―60方/時;含水砂帶之間地區,砂層累積厚度在5―15米,出水量20~40方/時。這些含水砂層主要埋藏在80米以上,開采方便。以禹城市2011年小農水建設中開采機井為例(見表1)
表1:機井土層情況表
主要含水層分布在12-25米和35-60米的沙層,單井出水量60方/時以上。
【關鍵詞】采煤工藝;技術;短壁綜采工藝
短壁綜采工藝的主要系統有巷道布置系統、運輸系統、通風系統,和頂板控制等與長壁綜采工藝體系基本相同。
1、短壁綜采工藝
(1)工作面長度較短,通常為30m~80m,布置后退式開采工作面。(2)采用雙滾筒采煤機中部斜切進刀方式,單向割煤往返一刀的割煤方式;還可能采用大截深單滾筒采煤機,自開缺口,雙向割煤往返一刀的割煤方式。(3)工作面采用單機頭刮板輸送機運煤,卸載方式為端頭卸載或側卸式,還可把刮板輸送機直角拐彎布置,取消工作面轉載機。(4)工作面采、運、支設備均輕型化,對短面開采的綜采設備裝遷有利。使用短壁綜采要具備的基本條件是:因綜采推進速度快,短壁綜采工作面開采時間短,要有機械化快速掘進與其配套,確保采掘銜接;綜采面上下端頭支護要快速作業,避免限制綜采工作面的推進速度。短壁綜采工藝通常用于開采緩傾斜中厚煤層的中小礦井,或大型礦井中不適合布置長壁綜采面的小塊段。
2、偽仰斜長壁采煤工藝
傾斜長壁開采可用于煤層傾角較小的條件下,對緩傾斜煤層要采用傾斜長壁采煤工藝,應在工作面巷道布置上予以考慮。為減小工作面傾角,要把工作面偽仰斜布置,使工作面推進方向傾角保持15°以下。具體巷道布置如圖1所示。
工作面運輸斜巷采用沿空留巷,要用做本工作面的運煤、通風、行人,還可用做為下一個工作面的回風、運料、行人;工作面回風斜巷要隨采隨廢。工作面運輸斜巷沿空留巷的要求是臥底不破頂,巷旁支護采用密集支柱加木垛支護方式。確保成功留巷和回風斜巷的使用,需要對它加強支護,避免采動影響。就是位于工作面后方的沿空留巷及沿工作面前方的回風斜巷一定范圍內都可采取加強支護措施。
圖1 偽仰斜長壁開采巷道布置示意圖
1—回風大巷;2—回風石門;3—回風斜巷(隨采隨廢);
4—運輸斜巷(采后留巷);5—運輸石門;6—運輸大巷
偽仰斜采煤工藝是把緩斜煤層近水平化,擴大了的傾斜長壁的使用范圍;巷道準備工程量較少,出煤較快,對采掘接替有利;可實現工作面無煤柱開采,有較高的資源回收率,巷道維護時間較短,費用較低。
3、傾斜長壁前進式及Z型采煤工藝
傾斜長壁后退式開采是我國煤礦普遍采用的工作面推進方向,由于后退式開采可探明煤層地質構造,避免漏風引起自然發火等。而前進式開采除了不具備這些優點,還可能導致采掘工作面相互干擾。而隨著綜采綜掘配套技術的改進,采場通風和支護技術的改善,使前進式開采的缺點可以克服,使用范圍也在擴大。如在大斷面大跨度巷道中采用金屬拱型可縮性支架,能保證前進式開采采空區中的巷道維護。巷道支護技術的改進,可有效封閉采空區,減輕巷內支護的負擔,還可避免自然發火,克服前進式開采的不足。
前進式開采的工作面巷道布置形式有以下幾種:(1)U 型布置(圖2a)。U型布置方式的運輸斜巷應有輸送機初始鋪設的長度,在初期準備出一定長度的巷道,再延伸接長輸送機。此形式適合布置在炮采工作面。(2)Z型布置(圖2b)。Z布置形式,運輸斜巷為前一個工作面沿空留巷,而回風斜巷沿空留巷還為下一個工作面的運輸斜巷。這可以解決輸送機的初期鋪設問題。此布置形式適合綜采工作面。(3)W型布置(圖2c)。W型布置方式,因中間運輸斜巷擔負兩個面的運輸,帶式輸送機的規格更大,初期運輸斜巷要求更長,通常用在炮采面。采用這種布置(圖2d)。此種布置形式,其中間運輸斜巷一次預掘完,隨采隨留巷,而回風斜巷隨采隨掘隨留巷,此布置形式能解決運輸斜巷輸送機的鋪設問題。
圖2 傾斜長壁前進式及Z型開采巷道布置示意圖
1—運輸斜巷(留巷);2—回風斜巷(留巷);3—進風大巷;4—回風大巷
薄及中厚煤層,如果圍巖穩定,采用前進式開采時不用做開切眼,可沿大巷開幫闊大安裝工作面。在設備安裝完畢后,實施前進式開采。而靠近大巷一側的采空區應進行充填。這布置方式取消了大巷煤柱,同時可減少準備工程量。
前進式開采的工作面準備時間較短,出煤較快;結合沿空留巷無煤柱開采技術,不用預掘大量回采巷道,巷道維護時間較短,并不受工作面超前支承壓力的影響,維護費用較低;前進式開采的生產系統較為簡單,回采巷道布置靈活。其使用條件為:煤層賦存條件較好,傾角較小,地質構造簡單,斷層較少,落差較小,沿傾斜連續推進距離較長。還要求巷道掘進、支護技術水平要高,掘、支機械化程度較高,速度較快。
4、條帶式開采的工藝
對采后地面保護要求較高的礦區,為控制采后地表形成平緩的移動盆地,要采用條帶式開采。就是沿煤層走向或傾斜方向劃分條帶,采、留的條帶比例要按礦區地質條件確定。在通常條件下,如果采、留條帶尺寸大致相等,條帶布置較為規整,要采用正規或非正規條帶式開采。條帶工作面的推進方向一般為沿走向推進。對傾角較小的近水平煤層可沿傾斜方向推進。而保留條帶煤柱寬度確定的要求是,煤柱要有足夠的強度,不會被上覆巖層載荷及開采動壓壓壞。條帶式開采的采空區處理方法為全部垮落法或者全部充填法。
參考文獻
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關鍵詞:紅砂巖;路基填料;施工工藝
中圖分類號:TU74文獻標識碼: A
引言:
在我國的湘中南地區,大量分布著紅砂巖,這種巖石富含鐵的氧化物,因此外觀呈現紅色,是我國工程建筑中常用的原料,在我國山區公路建設中應用尤為廣泛。紅砂巖的性質極易受到外界環境的影響,在工程實踐中,因為紅砂巖性質改變而造成工程建筑物破壞的情況時有發生,相關部門以及技術人員需要針對紅砂巖特性展開研究,探索并改良紅砂巖填筑工藝技術,為我國道路交通建設作出貢獻。
1.紅砂巖的基本特性
1.1紅砂巖的類型
我國南部省區廣泛存在的泥巖、砂質泥巖、泥質砂巖、砂巖及頁巖等沉積巖類的巖石,因含有豐富的氧化物呈紅色、深紅色或褐色,這類巖石統稱為紅砂巖。紅砂巖主要呈粒狀碎屑結構和泥狀膠結結構兩種典型結構形式,因膠結物質和風化程度的差異,其強度的變化大。
紅砂巖按強度和崩解特性可以劃分為三種類型:一類紅砂巖,巖塊天然單軸抗壓強度小于15MPa,在105e溫度下烘干后浸水24h內,呈現渣狀、泥狀或粒狀崩解;二類紅砂巖,巖塊天然單軸抗壓強度小于15MPa或稍大于15MPa,在105e溫度下烘干后浸水24 h內,呈塊狀崩解;三類紅砂巖,巖塊天然單軸抗壓強度大于15MPa,不崩解,特性與普通砂巖無區別。
1.2紅砂巖的天然結構特征及其礦物成分和化學成分
按巖石學劃分,可將紅砂巖分為兩大類:其一是碎屑巖類,包括泥質砂巖、泥質粉砂巖、泥質細砂巖、粉砂巖、砂巖及礫巖等;其二是粘土巖類,包括泥巖、頁巖、砂質泥巖及砂質頁巖等。
紅砂巖中,含鐵氧化物大多以浸染物形式出現,碎屑顆粒間主要有孔隙式膠結、基底式膠結以及鐵質碳酸鹽膠結等形式,由于鐵質在多數巖石中不是以膠結物的形式存在,故主要影響巖石的外觀和狀態,對巖石的工程性質沒有明顯的影響。粒狀碎屑巖類中粘土礦物的含量一般約5%-10%,這種紅砂巖雖然因膠結形式和粘土礦物含量的差異,其工程性質有一定的變化,但多數與普通風化巖類相差不大,其工程性質與風化程度有關。泥狀結構粘土巖類中,粘土礦物的含量一般約15%-50%,其中伊利石含量為5%-30%,蒙脫石含量為3%-10%。這種類型巖石的水穩定性差,極易崩解軟化,其工程性質主要由粘土礦物的含量,尤其是親水性強的蒙脫石和伊利石的含量決定。當粘土礦物中蒙脫石和伊利石的含量較高時,該類巖土的工程性質極差,非常容易產生路基病害。紅砂巖的主要化學成分為9種,其中占主要部分的是二氧化硅的含量,其次有三氧化二鋁、氧化鈣、三氧化二鐵等,剩下的5種化學成分均不超過4%,紅砂巖的崩解特性及顆粒級配泥狀結構的粘土巖類紅砂巖一般易崩解軟化,隨干濕循環軟化時間增加,顆粒不斷碎化,最后呈渣狀或泥狀,其顆粒級配也在變化。試驗表明,隨著暴露時間和干濕循環次數增加,巖塊不斷崩解碎化,經過50到60天,大約8個干濕循環期就可以達到穩定狀態。粒狀碎屑結構的紅砂巖一般呈塊狀崩解,崩解后的塊狀顆粒基本穩定或碎化速度非常緩慢。
1.3紅砂巖的力學性質
各類紅砂巖擊實試件的抗剪強度指標和滲透性指標測試項目包括內摩擦角(度)、凝聚力(kPa)、滲透系數(cm/s)、天然巖塊抗壓強度(MPa)。通過現場試驗表明,紅砂巖壓實后透水性很差,對于壓實度達到重型擊實標準90%以上的紅砂巖,表面積水一般難以下滲,僅對表層土體的含水量產生影響,二類紅砂巖壓實體的防滲性能不低于粘土。對于水穩定性差的一類紅砂巖,在路基表面及兩側采取一定的隔水措施很有必要,可以防止表層一定厚度的紅砂巖浸水后軟化,強度降低,以及產生膨脹變形。呈塊狀崩解的二類巖水穩定性較好,而一類巖的水穩定性很差,若受水的長期浸泡,其強度變得很低。
2.紅砂巖路基材料的選用及工前處理
從紅砂巖基本性質的試驗結果表明,具有塊狀崩解的二類紅砂巖水穩定性好,其強度隨時間變化小,路用性能較好。一類紅砂巖的水穩定性差,強度受干濕循環的作用變化較大,但壓實后透水性很小,因此穩定性大為提高,仍可用做路基填料。根據現場施工控制過程,一類和二類紅砂巖爆破開挖后,可以直接運至工地進行耙壓和碾壓施工,但運輸困難,對施工機械要求高,施工費時,適用于場地狹小地段。若工期和施工條件允許,最好將剛爆破出來的紅砂巖,在料場就地進行工前崩解處理。在選擇好路基材料之后,需要對紅砂巖做一定的處理,施工中常采用的方法為:將剛爆破出來的紅砂巖于大氣陽光和雨中,放置一定時間,任其自然崩解破碎,當晴天氣溫較高時,每天灑水,一般在8到20天即可達到預崩解的目的。
3.紅砂巖填方路基施工工藝
3.1填料粒徑控制
紅砂巖填方路基施工工藝要遵循《公路工程路基施工技術規范》的規定,紅砂巖填料粒徑不得超過25cm。填料粒徑過大會使顆粒之間空隙過多,而這些空隙一般是不能被完全填滿壓緊的,這就會對路基壓實度產生影響。結合以往的施工經檢,填料粒徑過大不僅效果不好,而且成本也會相應增大,因為根據規定,紅砂巖填筑層厚度不能超過40cm,粒徑過大會使推土機效益很難發揮出來,使工程所占用的成本過高。
粒徑的控制主要可以從以下兩個方面著手:其一是在取土區,即爆破現場,使爆破出來的紅砂巖越細越好,因此,爆破宜采用少藥分層松動爆破法。另一方面是在填方區著手,其程序是人工解石—>推土機初平碾壓解石—>羊足碾碾壓解石—>人工個別解石。當填料運至現場后,對于粒徑特別大的必須立即進行人工解石,此時解石有兩點好處:一是大顆粒自然堆放易于發現且易于用風鎬解細作業,二是有利于推土機工作,不致于推土機受大孤石影響無法進行平整。推土機在初平時,通過履帶的碾壓對接確面的石塊有解細的作用,因此,推土機宜采用大噸位,推土機初平后用光輪搌壓一遍,這樣,讓石塊和石屑初步致密,然后上羊足碾振壓四遍,羊足碾的影響范圍最強烈,其效果很顯著。羊足碾碾壓過程中,其羊蹄形的鋼輪對石塊有較大的解細的作用,碾壓過后再用堆土機掃平,如果發現個別地方有粒經過大的石塊再輔以人工用風鎬進行解細,基本上就可以控制好粒徑。
3.2碾壓
針對紅砂巖分為“巖土類”和“砂巖類”有兩種不同的碾壓方法。巖土類紅砂巖為自然風化崩解物,處于紅砂巖挖方區的表層,因此碾壓方式為從邊至中逐步壓實的碾壓辦法,碾壓速度由2km/h逐漸增至4km/h,壓實遍數為6遍,靜壓2遍,振壓4遍。對于“砂巖類”紅砂巖,碾壓方式要根據國家相關規定,輪跡不得大于2mm,表面要平整,無局部坑洼。壓實設備采用YZ22振動壓路機與60t羊足碾配合,并采用了A,B兩種方法進行比較。A為YZ22靜壓一遍,然后YZ22振壓一遍,接著羊足碾振壓四遍,再用YZ22振壓一遍,然后YZ22再靜壓一遍,共八遍,B為YZ22振壓一遍,然后羊足碾振壓四遍,接著YZ22振壓一遍,再用YZ22靜壓一遍,一共七遍,這兩種碾壓方式均能夠滿足要求,因此在實際施工過程中均能實施。
路基填土是典型的擾動的顆粒、水和空氣組成的三相體材料,不同種類的填土,壓實特性也不相同。而土石混合料的壓實特性是大小顆粒在力的作用下克服顆粒間阻力產生位移的過程,即大小顆粒全新排列,相互靠近,使孔隙體積減少,單位體積內固體顆粒數量增加的過程。紅砂巖填筑路基并不是純粹意義上的石方填筑,而實際上是土石混填,因此在實際施工中我們采用土石混填的施工規范來進行施工。所以,在后續的試驗路段鋪設時就規定松鋪厚度為35cm,石料最大粒徑不超過最大松鋪厚度的2/3,也就是23cm。
4.結語
隨著科研人員對紅砂巖性質更加深入了解,這種在我國具有廣泛分布的建筑材料受到了人們的重視。運用現代科技開發與優化紅砂巖填筑技術,對我國道路交通建設具有十分重要的意義。在建筑施工中,用紅砂巖充分崩解后形成的紅砂土進行道路填筑可以保證路基良好的性能,以預崩、耙壓、碾壓為核心的施工工藝和處理技術原理填筑的高速公路可以具有良好的道路性能。
參考文獻:
機械加工工藝技術存在的誤差嚴重限制了我國機械工業的發展。因此如何減少和避免機械加工工藝技術中的誤差是我國目前相關部門需要探討和解決的首要問題。本文研究分析了我國機械加工工藝技術誤差的原因,并提出了幾點降低機械加工工藝技術誤差的建議。
【關鍵詞】
機械加工;工藝技術;誤差分析
隨著我國經濟發展水平的不斷提高和科學技術發展的日新月異,我國機械工業取得了突破性的發展。機械工藝技術極大地改善了機械工具使用的穩定性和長久性,在人類生活中也逐漸占據了十分重要的地位。但是我國現今機械加工工藝發展過程中還存在一定的問題,機械加工工藝技術的誤差問題在很大程度上限制了機械工藝的發展。
1機械加工工藝技術與誤差分析
完整的機械工藝流程是指在實際操作過程中根據工藝規程對機械零件的規格、形狀、大小、尺寸等進行相應的調整,最終經過一系列的生產環節加工完成一件工藝產品。在機械加工過程中各個環節的要求各不相同,這也導致了一系列機械加工工藝誤差的出現。
1.1定位過程中的誤差在機械加工的過程中主要存在兩種定位誤差,一種是定位副加工制造過程中數據的不準確。定位副由夾具定位元件和工件定位面一同構成。定位副加工不準確誤差是因為定位副制造配合間隙產生變異,或者是相關數據不夠準確從而導致一系列的誤差。在對加工原件進行調整時經常會出現這種定位副加工不準確誤差,但是在采用試切法加工工件時這種誤差就不會出現。另一種是基準不重合所引起的誤差。在加工零部件過程中必須選取恰當的幾何要素作為定位基準,如果相關基準與所設定的定位基準存在沖突時就會引發基準不重合的誤差。
1.2機床制造過程中的誤差在機床生產制造過程中主要會出現導軌誤差、傳動鏈誤差以及主軸回轉誤差。第一,導軌誤差通常是由于導軌的安裝質量、導軌的制造誤差以及使用過程中造成的磨損。導軌是機床正常工作、確定相對位置關系的基準,因此是機床正常運轉的基礎,對于機床的生產制造具有十分重要的意義。第二,傳動鏈的誤差一般是指在生產制造過程中,傳動鏈由于長期使用產生大量磨損導致傳動鏈各個原件產生相對運動,最終引發和加劇誤差的產生。第三,主軸回轉的誤差是指實際回轉軸線與平均回轉軸線之間的差距,它的誤差會影響到所要加工的機械零件的精確度。
1.3加工器具的幾何誤差機械加工中的加工器具誤差主要是指夾具與刀具使用帶來的誤差。首先,夾具對于正確確定加工位置具有十分重要的意義,因此在夾具的使用過程中應當盡量減少幾何誤差。其次,刀具在使用過程中與煤礦機械等加工零件直接進行接觸,從而在運行中出現大量的磨損,最終嚴重影響機械加工原件的尺寸和形狀。刀具和夾具的幾何誤差與其本身的種類、尺寸、材質之間存在著密切的聯系,因此在進行器具的選擇是也應當注重工件的加工精度與器具的幾何誤差。
1.4變形后的工藝系統誤差在具體的機械工藝加工過程中,一些加工器件的剛度要求不同于夾具刀具和機床等強硬度較高的器件,這就導致這些硬度較差的工件在工藝加工過程中很容易產生變形,從而大大增加整個工藝系統的誤差。工藝系統誤差是機械工藝加工過程中最嚴重的問題。例如一些加工零件、工件自身沒有達到標準的強度要求,在進行切削過程中導致受力不均、材質不均勻、切削力度變化不均勻,從而引起變形誤差。因此在進行機械工藝加工的前期應當認真檢查工藝系統,否則可能會使機械加工工藝的誤差變得更大。
2降低機械加工工藝技術誤差的措施
2.1減少工藝加工中的直接誤差在實際機械加工工藝過程中一些誤差完全可以通過前期的準備而避免,因此在具體機械加工中應當嚴格減少工藝加工過程中的直接誤差。由于工作人員自身的粗心和自身技能的不足可能會導致各種誤差,嚴重影響到工藝的精度。所以工作人員應當明確找出相關引起誤差的主要因素,按照技術要求嚴格執行,合理安排工藝技術,然后通過一定的措施嚴格控制工藝技術中的直接誤差。比如在進行細長軸車削的過程中,機械工作人員一般通過采用“大走刀反向切削”的手法從而避免高溫所引起的原件變形。除此之外,機械工程人員在對薄片工件的兩端進行磨削時,可以在自然狀態下使用環氧樹脂粘強劑將所有部件全部粘合在同一塊平滑的平板上,然后再將工件與平板同時固定在磁力吸盤上進行打磨,將端面磨平之后用同樣方法進行另一端面的磨合,這樣就可以生產出剛度較強、不易變形的薄片。由此可見,機械加工工藝過程中必須要減少直接誤差,這樣才有可能制作出優良的機械工藝產品。
2.2及時實行誤差補救機械加工工藝過程中,有些誤差的出現是不可避免的。這些不可避免的誤差可以利用人為操作方式,有目的的進行消除,通過及時的誤差補救進而減少加工過程中的損失。機械加工人員必須按照加工工藝實施過程中的具體情形制定相應的誤差補救措施,從而抵消原來加工過程中的原始誤差,有效控制加工誤差,保證加工工藝的準確性和有效性。比如,在進行滾珠絲桿工藝技術時可以適當的減小螺距。因為滾珠絲桿在使用過程中會因為受熱拉伸而產生增長,如果只按照標準進行設計就會產生較大的誤差,所以在實際實踐中應當在標準值的基礎上減少螺距從而適應機械加工中產生的拉伸力。由此可見,在實際機械加工工藝進行檢測時應當認真記錄相關數據,明確機械加工工藝信息,為及時實行誤差補救創造條件。
2.3合理利用誤差分組誤差分組有利于提高工藝精度、降低誤差范圍。在進行具體的機械加工時,可以按照實際情況將成品或者毛坯的尺寸和誤差大小進行合理分組,這在很大程度上可以減少誤差的產生。分組之后可以有效調整器械之間的具置,有效縮小整體誤差,提高整體工藝精度。
3結語
隨著經濟的飛速發展,我國機械加工業也取得了顯著的成就。但是我國機械工藝技術加工過程存在一些質量安全隱患,機械加工工藝技術的誤差嚴重威脅了施工人員的人身安全,阻礙了我國機械工業的發展。因此,相關工作人員在實際工作過程中應當采取積極有效的措施,總結分析相關的經驗教訓,最大程度的降低機械加工工業技術誤差,不斷提高工藝加工精度,最終促進我國機械工業的長足發展。
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關鍵詞 煤化工;工藝技術;展望
中圖分類號TQ536 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2012)80-0096-02
人類要生存,社會要發展就必須依靠能源,而煤能源在世界礦物能源儲量中位居首位。我國的能源主要依靠煤能源,煤炭在能源結構中所占的比例為75%,它合理利用煤炭能源,充分體現了高效、潔凈、經濟的優點,這對煤化工的利用是一個重大突破。煤化工所牽涉到的范圍很廣,可以生產絕大部分的石油化工產品。在當前階段,我國的油儲存量開采不足和油品緊張的矛盾日益突出,在未來煤化工的發展也直接關系到我國經濟的發展和能源戰略的安全。本文在此從國產化和工程化的方面出發,對煤氣化工藝技術的發展和合成氣制乙烯以及甲醇、二甲醚等一些工業化和大型化途徑進行了闡述。煤氣化工藝技術是煤化工的重要技術,在此重點論述了煤氣化技術的未來發展和應用開發等問題。
1 煤化工的三個工業化層次
在煤炭工業發展中,煤氣化、化工原料和燃料的合成已經成了主要研究對象。在煤氣化新技術的不斷發展中,化工原料合成工藝也日趨成熟,當前階段,將煤制合成氣作為重要原料來生產多種化工產品和合成燃料已經形成,這也是煤化工工業的重大改革。
煤化工工藝根據它的步驟來劃分,可以分為煤制合成氣、合成氣的加工和深度加工三個主要步驟。其中,煤化工的第一個層次是水煤漿或者干煤粉通過部分的氧化法生成了合成氣。而醇類、烴類以及其他碳氧化合物的合成構成了合成氣加工的工藝路線。它們不僅可以成為單獨的工業產品,也可以作為加工的中間品。那么,甲醇下游產品如碳酸二甲酯、醋酸等,和烯烴的下游產品如聚乙烯、聚丙烯等所占的比例最多,它是化工行業的重要支柱。
2 煤氣化的方法和技術
2.1煤氣化的方法
在煤轉化發展過程中,煤氣化是最主要的一種技術。近年來煤氣化技術的不斷發展,所形成的氣化方法也不盡相同,可以分成流化床氣化、移動床氣化、熔融床氣化以及氣流床氣化這四種方法。其中,熔融床氣化方法還在試用時期,而其他三種方法都已經工業化。
2.1.1流化床氣化方法
這種方法是采用了不大于八厘米的顆粒煤作為原料,同時把氣化劑作為流化介質,然后通過流化床的氣體分布板從下由上通過床巖。流化床內氣和固直接的返混和接觸良好,它的傳質和傳熱速率都很高,所以流化床的組成和溫度都比較均衡。
2.1.2移動床氣化方法
這種方法又叫固定床氣化,這種方法需要逆向操作。一般可以分為常壓和加壓兩種方法,常壓法操作簡單,但必須用塊煤,不可以采用低灰熔點的煤。而加壓法是在常壓法的基礎上進行改進和提高的,一般采用氧氣和水蒸氣作為氣化劑,很大提高了煤種的適應能力。這種方法一般采用Lurgi加壓氣化法,所生產出來的煤氣中的甲烷含量比較高。
2.1.3氣流床氣化方法
氣流床是固體在燃料氣化時,氣化劑把煤粉帶進氣化爐進行并流氣化。它的特點主要是氣流隔開了各自的煤粒,燃料的粘結性不對氣化過程產生影響。燃料在氣流床氣化爐的反應區做短時停留,燃料和氣化劑快速反應。采用氧氣和少許水作為氣化劑,可以保持較高的反應溫度。在氣流床氣化方法中,K-T爐法是最早被使用的。它一般在常溫狀態下操作,但出現了一些問題,后來又研究出了加壓氣化工藝-Shell和Prenflo方法。
2.2 煤氣化的技術
如今已工業化的煤氣化工藝有以下幾種:Texaco水煤漿加壓氣化、Lurgi固定床加壓氣化、Dow水煤漿加壓氣化以及Shell粉煤氣化。
2.2.1 Texaco水煤漿加壓氣化技術
Texaco水煤漿加壓氣化技術是將水煤漿作為原料,和工藝氧氣在氣化爐中進行部分的氧化反應,在氣化壓力和高溫下,最后獲得合成氣CO和H2。這種工藝碳轉化率和有效氣成分很高,它安全性高,對煤種的適用范圍廣,有比較大的操作彈性,三廢處理比較簡單,有利于保護環境。
2.2.2 Lurgi固定床加壓氣化技術
這種氣化法對煤質有比較高的要求,只能用塊煤,粗煤氣中甲烷的含量比較高,比較適合生產城市煤氣,而且三廢不容易處理。
2.2.3 Dow氣化技術
這種氣化技術工藝優良,有可能被用在化工生產方面。Dow氣化爐可以分成兩段,它具有以下一些優點:和Texaco互相比較,它的氧耗、煤耗以及噸氨能耗都比較低,氣化條件比較溫和,在二段爐可以采用一般的耐火磚,而且成本低,材料適應性廣。運用這種水煤漿氣化來生產甲醇和合成氨,或許是一種可行的方法。
2.2.4 Shell粉煤制氣工藝
它是一種潔凈的煤氣化工藝技術,原料適應性強,這種工藝不僅適合聯合發電,還可以將制取的合成氣作為化工原料。它直接采用干粉煤進料,對于原料選擇更廣泛,成本低,煤種的轉化和煤的消耗低。
2.2.5水煤漿化工的現狀和技術開發
在煤化工中,采用水煤漿為原料,最難解決的問題就是怎樣才能提高水煤漿的煤濃度,讓漿體保持穩定狀態。在工業配置中,水煤漿離氣化爐比較短,中間貯槽的容積比較小,儲存時間可以在幾個小時到幾天之內。提高漿體中的煤濃度可以采用對添加劑性能進行改善和增加第二種含碳固體的方法。這幾年來,國家引進的水煤漿氣化設備已經慢慢投產,雖然操作流程簡便,但也存在一些缺點。干粉煤氣化在我國的經驗還不成熟,在國外主要是用來發電。
3 對煤氣化未來的設想
總的來說,煤化工工藝還有一些缺點:例如運輸困難、成本高、污染環境等。運輸渠道都是通過輪船和鐵路,運輸量很大,成本很高,而且在生產過程中排出的廢渣、廢氣等毒害物質,給水源、空氣和土地帶來了污染。化工裝置在配置煤氣化技術的時候,都是獨立設置的。這種氣化設置比較分散,根本無法解決運輸量大,污染環境等問題,在21世紀的化學工業發展中已經不能適應形勢的發展。在未來的煤氣化發展中,可以考慮在煤礦的坑口,設置很多大型化的煤氣化裝置。另外,還可以在坑口旁邊建立大型的煤化工綜合性企業,從而提高煤化工產業的經濟效益,讓運輸緊張狀況得到緩解,也讓城市周圍工業區的環境污染得到改善,希望在不久將來這種設想能成為現實,成為將來煤化工發展的方向。
參考文獻
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關鍵詞:石油化工 工藝 安全性 危險因素
石油化工設備產油主體為石油裂解加工,且石油化生產裝置主體為化工原料,化工設備中的很多工藝介質都屬于有毒物質,同時還具有易爆、易燃的特征。因此在石油化工生產中必須重視工藝設備的安全性,但現階段我國石油化工生產中存在一定的危險因素,本文即針對石油化工工藝中所存在的危險性因素,對其安全性工藝技術進行分析與探討。
一、管線試壓工藝技術
1.準備工作
通常大型石油化工設備中的管線系統有多種,管線走向也比較復雜。因此,為保證試壓工作有效實施,需要充分做好管線試壓相關準備工作。對石油化工管線進行試壓前,一定要根據工藝流程圖認真編制試壓方案,并對具體試壓流程予以充分明確,根據要求對具體試壓方法、介質、安全技術措施及步驟等予以確定。
2.管線完整性檢查
對管線完整性進行檢查時管線試壓前的必備工作,凡是未檢查管線完整性而確認合格的設備均禁止實施管線試壓試驗。檢查管線完整性的主要依據是管道系統圖、管道平面圖、管道剖面圖、管道支架圖、管道試壓系統圖等。此外,檢查管線完整性主要有三種檢查方法,即:a.管線施工組根據設計圖紙對所施工管線實施自行檢查;b.具體施工技術人員逐條復檢每條試壓管線;c.試壓系統中,依照設計圖紙對管線檢查完畢后,再由業主和相關質檢部門對所有管線進行終檢。對管線完整性內容進行檢查內容包括軟件與硬件。
3.物資準備
一般可將管線試壓介質進行兩種類型的劃分,即:液體與氣體。通常液體采用純水、水及潔凈水等;而氣體則采用干燥無油空氣、空氣以及氮氣等,因此,如果對管線沒有其它特殊要求,一般試壓介質均會對水進行選用。由于試壓工作具有一定危險性,因此,試壓工作實施前,應該確保物質準備充分,具體包括保養維護、安全監察管線試壓設備、進場布置等;采用儀表與儀器等檢查、安裝、校驗各種管線試壓;實施試壓前,必須充分準備好螺栓、盲板、螺母、墊片等材料;采用設備、閥門、流量計、安全閥、管件、儀表等隔離措施;管線試壓時,做好充分的現場布置、物資供應等相關工作。
4.管線壓力試驗
通常情況下,試驗內管線壓力相等于設計管線壓力的2倍,所以,若設計管道溫度高于試驗溫度,管線試驗壓力和公式Ps=1.5δ 1/δ 2δ 1/δ2>6.5相符合的情況下,取值為6.5;若在試驗溫度情況下,Ps產生大于屈服強度應力時,一定要降低管線試驗壓力,使其低于最高去強度試驗壓力。此外,在對管線強度試驗中氣壓進行設定時,如果管線強度試驗與設計標準相符合,則應該降低管線試驗壓力,降至等同于氣密性試驗壓力,并穩壓半小時,如果無壓降、無泄漏現象則為合格。
二、管道工藝技術
1.容器和塔的管線設計
必須對工藝原理進行嚴格遵循,合理布置容器和塔,在管線布置汽提塔與分餾塔時,通常會將調節閥組設置在分餾塔與汽提塔之間,保證所安汽提塔和調節閥組相接近,同時保證調節閥前液柱足量。在布置回流管和分餾塔間的管線時,如果通過熱旁路對分餾塔塔頂壓力進行控制,必須保證熱旁路短,而且避免產生袋形,且調節閥的位置應給設計于回流管之上。在布置氣液兩相流管道的過程中,調節閥在管道中必須盡可能與接收介質的容器相接近,以確保管道壓降頻率下降,避免管道振動。因此,要防治對管線進行隨意布放。
2.泵的管線設計
在石油化工生產中應用泵入口偏心異徑管,對泵吸入管道進行合理設置,是確保泵可以正常、安全工作的關鍵。如果泵人口管系統發生變徑的情況,應該采用偏心大小頭防治變徑處堆積氣體,對偏心異徑管進行正確安裝的方法為:通常采用項平對偏心異徑管進行安裝,如果異徑管和彎頭為直連狀態,應該對其進行底平安裝。此安裝方式能夠有效節省低點排液。對泵入口管線進行布置時,一定要對以下兩大因素進行考慮:①設置泵的入口管支架。例如,泵進口位于一側,那么泵入口管支架必須是可調試性的,而且還要保證閥門與入口管位于石油化工生產泵的側前方;②氣阻。防止進泵管線發生氣阻現象。雖然管線布置符合所設計的工藝流程圖,然而,也會局部同樣會產生氣阻,也會對泵的正常運行產生嚴重影響。
3.冷換設備管線設計
①安裝凈距。在石油化工生產過程中,為便于設備檢修,必須確保換熱器閥門法蘭、設備封頭、進出口管線之間距離適當,通常設定螺栓拆卸凈距大約為300mm;②冷換設備。因為冷水走管程是從下部進入,上部排出,所以,如果供水發生故障,而換熱器中積存大量水分,所以不會導致冷換設備排空;③熱應力。通常換熱器固定點位于管箱端,所有與封頭管嘴相連接的管道,都要對其由于換熱器熱脹而影響位移的因素予以充分考慮。
三、結語
從標本兼治角度分析,石油化工設備的質量在很大程度上影響著石油化工的安全生產,安全設計石油化工設備是避免發生爆炸、火災等事故的重要工作。因此在石油化工生產中,一定要對工藝管道安裝質量進行嚴格控制,避免管道泄漏。在安裝石油化工工藝管線時,對法蘭連接密閉性與焊縫質量進行檢驗,做好石油化工生產管線試壓工作,以提高工藝設備的安全性,實現安全生產。
參考文獻:
關鍵詞 中型沼氣工程;建設;工藝技術
中圖分類號 S216.4 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2012)01-0251-02
中型沼氣工程厭氧反應器單體裝置容積為50~300 m3、總池容為100~1 000 m3,日產沼氣大于50 m3,并配套有發酵原料的預處理系統、沼渣、沼液綜合利用系統及沼氣的儲存、輸配和利用系統[1]。隨著農業產業結構調整,我國畜禽規模化、專業化養殖發展迅速,養殖場沼氣工程建設也得到很大發展,特別是中型沼氣工程發展數量龐大。從目前我國沼氣工程建設來看,大、中、小型建設各有特點。筆者結合調研及工程實例,對中型沼氣工程建設及消化工藝進行了分析和研究。
1 養殖規模及選址原則
中型沼氣工程建設規模應與養殖規模相匹配。建設規模過大,會造成投資成本過高,糞污原料不足;過小,又會造成處理糞污能力不足,導致原料過剩。按照中型沼氣工程的總池容100~1 000 m3計,養殖場生豬存欄為800~10 000頭,或肉牛存欄150~2 000頭,或肉雞存欄4萬~50萬羽或與此規模相當的畜禽養殖量比較合適。中型沼氣工程選址要符合養殖場生產的整體規劃,必須滿足工程對原料、能源、水電的供應需求,充分利用地形地貌,節約建設用地。建設地點要有較好的工程地質條件。盡量選擇在養殖場和附近居民區主導風向的下風向,以防止病原體的傳播。
2 建設方式
大型沼氣工程厭氧反應器均建于地上,小型沼氣工程絕大部分建于地下。而中型沼氣厭氧池有地上式、地下式、半地下式3種。應根據養殖場所處位置、地形地貌、地下水位、環境、投資成本、建設技術等方面綜合考慮沼氣工程的建設方式。
2.1 地上式
地上式沼氣厭氧池需要提升泵進料,自流出料,消化器可以建得比較大。消化器內料液壓力大,對地基強度要求高。材料有鋼筋混凝土、搪瓷拼裝、鋼板焊接等。建造專業性強,建設費用較大。增溫、保溫設施容易安裝,維修保養方便。我國北方中型沼氣工程應用較多。厭氧消化器種類有CSTR、USR、UASB、AF等。
2.2 地下式
建造地下式厭氧反應器時,從地面往下挖坑,鋼筋混凝土建造。利用自然地勢之差自流進料、自流出料,減少動力提升、節約能源、占地少、建設費用低、管理方便,冬季可依靠地溫進行保溫,但不利于中溫或高溫發酵,維修保養難度大。我國南方常溫中型沼氣工程應用較多。但在地下水位比較高的地方不宜采用地下式厭氧裝置。
2.3 半地上式
半地上式沼氣厭氧池介于地上式和地下式之間。一般需要提升泵進料,也可自流出料。建池材料可用鋼筋混凝土或玻璃鋼。地上式與地下式中型沼氣工程比較見表1[2]。
3 池型選擇
經過多年的發展,形成了多種中型沼氣工程厭氧消化器的池型,不同池型各有特點。
3.1 單池
容積為1 000 m3以下的地上式中型沼氣工程厭氧消化器一般采用單池建造。而地下式的厭氧消化器單池的池容多在400 m3以下,超過500 m3工程成本會大大增加,技術要求更高,難以保證工程建設質量。
3.2 雙池或多池
一般來說,總池容達到600~1 000 m3的中型沼氣工程厭氧消化器以分作2個或3個池來建設比較合適。一是小的消化器建造方便,技術成熟有保障;二是即使一個消化器正在檢修,另一個消化器還能照常運行。
3.3 一體化池
厭氧貯氣一體化池是一種地上式或半地上式結構。罐體可以采用鋼結構或鋼筋混凝土結構,采取組合裝配方式建造。下部為發酵原料發酵區;上部為雙膜式柔性貯氣柜,用于收集、貯存沼氣。該種工藝技術可節省建設用地、降低造價、減少投資。
3.4 圓柱形池
圓柱形池是中型沼氣工程厭氧消化器普遍采用的外形結構,池體直徑一般為6~10 m,柱體高與直徑比為0.8~2.0。對于地下式池,消化器底部和頂部做成削球形球殼狀。對于地上式來說,反應器池底要保持一定坡度,池頂部集氣罩部分為圓錐殼,高度采用0.5~1.5 m。池體設置人孔,以便檢修。
3.5 長方形池(或矩形池)
外形近似長方形(或矩形),臥式。結構由發酵間、貯氣間、水壓間、進料口和出料口、攪拌器、導氣喇叭等組成。發酵間主要貯藏發酵原料,與位于發酵間上方的貯氣間相通。攪拌器的作用則是使物料不致沉于池底,也能防止結殼,加速發酵進行[3]。目前,我國該種池型在中型沼氣工程中應用較少,當需要較多的氣量時,可將數座發酵池串聯在一起,組成聯合沼氣池。
3.6 紅泥塑料池
紅泥塑料沼氣池是一種地上式池,我國大陸20世紀80年代中期引進,經消化吸收,現已得到有效推廣。目前我國福建省一帶應用較多。其特點:一是材料抗老化、耐腐蝕、阻燃,使用壽命長;二是吸熱性優,可充分利用太陽能,提高發酵溫度;三是安裝方便,商品化生產,降低投資;四是規格靈活,適用于不同厭氧工藝池頂的覆蓋;五是發酵槽采用大揭蓋的方式進料和出料,特別適宜批量進料的干發酵作業,固體物質的含量可達20%~25%。
工程特點是厭氧池可采用磚混―矩形結構,施工容易,造價低。工藝特點是可通過沼氣池覆膜吸收太陽能,加熱污水溫度,增強厭氧菌活性;采用低壓―恒壓―厭氧技術,有利于沼氣釋放,提高產氣率;水流沿程具有良好的優勢菌群分布,厭氧效果好。雨水較多的地方可在沼氣池上方加蓋透明費隆瓦大棚,以減輕雨水的沖擊。
4 中型沼氣工程主要設施參數的確定
4.1 酸化調節池容積
按以下公式計算:
V調節池=qt(1)
式(1)中,V調節池為酸化調節池有效容積(m3);q為進料量(m3/d);t為酸化時間(d)。豬、雞、鴨糞便酸化時間為6~12 h,秸稈、牛糞為2~3 d[4]。但在實際應用中,調節池容積一般按養殖場1 d糞污處理量來設計。
4.2 厭氧反應器容積
中型沼氣工程厭氧反應器容積可根據多種方法確定。當確定反應器容積時,總容積宜比計算值大8%~10%。
(1)標準方法。根據《NY/T 1220.1―2006沼氣工程技術規范 第一部分 工藝設計》計算確定[4]:
V=QSO/SV(2)
式(2)中,V為厭氧反應器有效容積(m3),Q為養殖場每天需厭氧處理的綜合污水量(m3/d),SO為污水COD濃度(kg/m3),SV為有機容積負荷(kg/(m3?d))。
根據每天糞污處理量及水力滯留時間確定:
V=Qt(3)
式(3)中,V為厭氧反應器有效容積(m3),Q為養殖場每天需厭氧處理糞污量(m3/d),t為水力滯留時間(d)。
按厭氧反應器投配率來確定:
V=10 Vn/P(4)
式(4)中,V為厭氧反應器有效容積(m3),Vn為每天需處理的綜合污水體積(m3/d),P為設計投配率(%/d),通常采用5%~12%/d。
(2)經驗方法。根據養殖量確定:
V=(9~11)G/100(5)
式(5)中,V為厭氧反應器有效容積(m3),G為養殖存欄量(存欄肉豬或肉豬當量,如1頭母豬折算3頭肉豬,1頭肉牛折算5頭肉豬,1頭奶牛折算10頭肉豬,30只蛋雞折算1頭肉豬,60只雞折算1頭肉豬等)。
可根據當地建好的養殖場中型沼氣工程作參考,從畜禽常年存欄量、糞污量、糞污濃度及建設方式來確定沼氣池容積的大小。
4.3 貯氣柜容積
中型沼氣工程貯氣柜一般采用濕式低壓貯氣柜,主要由水封池、鐘罩、塔節及升降導向裝置組成。當沼氣主要用于炊事時,貯氣柜的容積按日產氣量的50%~60%設計;當沼氣用作炊事和發電(或燒鍋爐)各占約50%時,貯氣柜的容積按日產氣量的40%設計[5]。
4.4 貯液池容積
貯液池用于貯存不能及時消納的沼液,同時還有兼氧消化廢水的作用。貯液池容積應根據沼液量、貯存時間、用肥周期、當地降雨量等因素來確定,一般可按照貯存10~30 d的沼液量來確定。
5 工藝流程
中型沼氣工程工藝流程一般分為能源生態型和能源環保型2種,要根據污水排放標準、土地消納能力、糞污資源量來確定工藝流程。中型沼氣工程厭氧消化工藝選擇的原則是盡量采用先進、成熟、運行可靠的工程技術,在保證沼氣工程達到設計要求的前提下,盡量減少投資和運行成本;設備質量優良可靠,確保運行穩定,具有良好的性價比;沼氣系統力求管理簡便,以降低勞動強度。
5.1 基本原理
格柵集污池用于收集養殖場糞污,并通過格柵去除雜草等較大雜物;酸化調節池,起勻質、調配作用。原料進入厭氧反應器,在適宜的溫度、pH值情況下進行厭氧反應;生成的沼氣經過脫水、干燥、脫硫等處理后作為生產、生活用能或用于發電;沼渣經濃縮、濾干后可用于作物、花卉、林木施肥,沼液進入貯液池貯存,用于農田灌溉或魚塘養魚。
5.2 系統組成
中型沼氣工程一般由預處理系統、厭氧消化系統、沼氣凈化利用系統、沼肥利用系統等組成。預處理系統包括格柵集污池、酸化調節池等;厭氧消化系統包括厭氧消化器及其附屬檢測設施;沼氣凈化利用系統包括脫硫器、氣水分離器、貯氣柜、阻火器、沼氣流量計、沼氣輸配管道、沼氣爐灶、沼氣燈、沼氣熱水器、沼氣加熱器、沼氣鍋爐、沼氣發電機組等;沼肥利用系統包括貯液池、沼液提升泵、抽渣泵(車)、污泥干化場、沼液噴灌設備等,工藝流程如圖1所示。能源環保型沼氣工程的厭氧出水還要經過好氧處理,經曝氣、沉淀、潷水、閑置等過程,才能達到污水排放標準。在我國的許多地方,中小型養殖場一般建在村里或離村莊不遠的地方。所建設的沼氣工程沼氣的利用方式最好是給附近村民集中供氣,解決村民生活炊事用能。沼肥用于農戶果園、蔬菜、經濟作物施肥。這樣可以融洽養殖場與村民的關系,促進養殖
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業發展,提高沼氣工程效益。一個存欄5 000頭豬場的中型沼氣工程,可建造容積為500 m3左右的厭氧反應器,日產氣量可達200~600 m3,可供200~300戶集中用氣。
6 結語
中型沼氣工程建設要結合養殖場實際情況,從多方面綜合考慮。應根據不同地區的地質、南北方氣候差異以及養殖場不同建設規模、資金條件等,采用不同的建設方式。如一些地方屬膨脹土區,若采用地下式池容易開裂,因此厭氧消化器可采用地上式的USR、紅泥塑料消化器等;而一些地方屬緩坡地帶,地型地質條件較好,厭氧消化器可采用地下式的結構,占地少,省投資,可自流進料,實現無動力運行。
中型沼氣工程的工藝條件與大、小型沼氣工程既有相同之處也有一定的差異。要根據養殖場不同的發酵原料、發酵條件,采用新技術、新工藝來完善中型沼氣池工程的建設。
7 參考文獻
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關鍵詞:油田 分層壓裂液 酸化液 工藝技術 效果分析
油田試油技術在廣義上就是指試油施工的整個過程,其中包括了各方面的工藝技術例如:地層的測試、常規試油的工藝技術程序、試井測試和技術改造措施,這些工作全部是為了取得油田實際儲油參數而進行的,壓裂液工藝技術以及酸化液工藝技術,在中國石油集團渤海鉆探工程技術研究院的工作學習中,我對石油技術做過頗多分析,本文就針對油田分層壓裂酸化工藝技術展開探討,分析壓裂液技術與酸化液技術在我國油田種的應用、效果。
一、壓裂技液術與酸化液技術的概述
1.壓裂液技術
油田壓裂液工藝技術應用上主要是壓力將地層壓開,形成裂縫并用支撐劑將它支撐起來,以減小流體流動阻力的增產、增注措施。
壓裂液主要有前置液、攜砂液、頂替液組成的。壓裂液的性能要求:黏度高,性好,濾失量小,低摩阻,對被壓裂的流體層無堵塞及損害,對流體礦無污染,熱穩定性及剪切穩定性能好、低殘渣、配伍性好、破膠迅速、貨源廣,便于配制,經濟合理。
壓裂液主要作用在概括來說有以下幾方面:1、攜帶支撐劑到地層;2、壓開裂縫;3、降低地層溫度。
2.酸化液技術
酸化液技術分為壓裂酸化工藝技術和基質酸化工藝技術兩種,主要是利用酸液解決生產井和注水井周圍污染問題,進一步的清除縫隙中的堵塞物質,達到擴大地層裂縫,提高滲透率的一種工藝技術。壓裂酸化技術指的是在酸化的基礎上壓裂,將天然裂縫加寬、擴大、延伸,或是通過壓裂巖石形成新的巖縫。形成之后的巖縫凹凸不平,在施工后形成槽油、溝油等流通道,改善了之前的汽油景田流滲狀況,提高產油量。還有一種普通鹽酸的酸化工藝稱之為解堵酸技術,用以壓裂壓力低于破裂壓力時的酸化處理的工藝。這種技術用途不如前類寬泛,只能解除汽油井眼周圍小范圍的堵塞,但該技術具有低成本、工藝技術操作簡單、對地層的溶解度高的優點;目前的酸化技術主要分為:酸洗酸化;解堵酸化;壓裂酸化。
二、壓裂技術與酸化技術的應用相關問題
1.現有油田的實際問題
油田儲層常表現為低滲、低孔、低壓、裂縫性難采油藏多等多種問題,而多層系開發的油田儲層剖面的非均質性嚴重,相比之下層間差異大,難以實現均衡改造,所有類似油井必須經過壓裂技術、酸化技術加以改造才能投入生產。
2.壓裂技術與酸化技術在油田中的應用與問題的解決
綜合探討國內外的分層壓裂技術,壓裂液的主要作用是:造縫和攜砂。壓裂液與地層巖石和油藏流體要配伍并且對支撐劑滲透率傷害最小。一般來說,壓裂液體系主要包括:水基壓裂液(羥丙基瓜爾膠)、清潔壓裂液、油基壓裂液、泡沫壓裂液(CO2或N2)以及相應的交聯劑、破膠劑和添加劑。
其主要功能是造縫并沿張開的裂縫輸送支撐劑,因此液體的粘性至關重要。成功的壓裂作業要求液體除在裂縫中具有較高的粘度外,還要能夠迅速破膠;作業后能夠迅速返排;能夠很好地控制液體濾失;泵送期間摩阻較低;同時還要經濟可行。
由于水基液具有價廉、性良且易于控制等特點,已成為應用最為廣泛的壓裂液。 用于稠化壓裂液的聚合物之一是瓜膠。瓜膠聚合物具有很強的親水性,把瓜膠粉加入水中,瓜膠的微粒將溶脹并與水化合,即瓜膠聚合物分子與許多水分子締合,在溶液中展開并延伸。從而增加了溶液的粘度。因為瓜膠中仍有4-8%的水不溶物,所以,在聚合物鏈上又引入了羥丙基,制成羥丙基瓜膠。
水基壓裂液以有機硼交聯體系為主,壓裂液耐溫條件達到150-170℃。
酸化液是強化采油(EOR)的一種措施,是油氣井增產、注入井增注的一項有效的技術措施。其原理是通過酸液對巖石膠結物或地層孔隙、裂縫內堵塞物等的溶解和溶蝕作用,恢復或提高地層孔隙和裂縫的滲透性。酸化按照工藝不同可分為酸洗、基質酸化和壓裂酸化(也稱酸壓)。酸洗是將少量酸液注入井筒內,清除井筒孔眼中酸溶性顆粒和鉆屑及垢等,并疏通射孔孔眼。基質酸化是在低于巖石破裂壓力下將酸注入地層,依靠酸液的溶蝕作用恢復或提高井筒附近較大范圍內油層的滲透性。酸壓(酸化壓裂)是在高于巖石破裂壓力下將酸注入地層,在地層內形成裂縫,通過酸液對裂縫壁面物質的不均勻溶蝕形成高導流能力的裂縫。酸化施工使用諸如水泥車、泵車一類的施工車輛,將酸性水溶液(如,鹽酸、氫氟酸、有機酸)注入地層。注入的酸液會溶解地層巖石或膠結物,從而增加地層滲透率,使油氣的產出、驅替水注入更加方便。在酸化施工中,為了提高酸化效果,可以采用聚合物稠化酸注入、有機緩速酸注入、變粘酸酸化、粘彈性表面活性劑酸化等新工藝。
三、總結
分層壓裂技術和酸化工藝技術有對油田開采進行高出油率的作用,有較大的推廣實踐應用前景,通過我國的油田實踐證明,封隔器分層更具壓裂效果,更加節約時間,更能降低油層污染、提高生產產量。結合我國出現的新區勘探困難,老區油田增產的現狀,油田的壓裂。酸化技術工藝還有待進一步發展,今后,油田增產改造措施將越來越復雜,目標也逐漸從單井、低滲透率向高滲油田發展。
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【關鍵詞】橋梁;冬季;混凝土施工;施工工藝技術
隨著經濟發展和國家對基礎設施建設投入力度的不斷加大,越來越多的橋梁相繼建成,而在北方通常常溫施工的季節比較短,混凝土施工作為橋梁工程中重要的部分之一,混凝土施工在很大程度上會受到溫度的影響,所以在冬季進行橋梁混凝土施工,一定采取一定的技術措施,以保證混凝土施工的質量。從相關的施工規范中可以得知,如果室外連續五天的平均氣溫都低于五攝氏度,也就是說施工已經進入冬季了。
1溫度和混凝土強度之間的關系
橋梁混凝土在攪拌澆灌之后逐漸凝結是其水化作用的結果,除了混凝土自身的材料和配合比會給水泥的水化作用的速度帶來影響之外,溫度也會影響水泥水化作用的速度。水泥水化作用的速度和強度會隨著溫度的升高而加快加大。如果溫度為零攝氏度時,混凝土的一部分水已經開始結冰,由于水泥水化作用中的水開始減少將會導致水泥的水化作用的速度變慢,同時強度增長也很慢。如果在水泥中的水完全成了冰,水泥的水化作用就會停止強度也不會繼續增長了。在水變成冰之后,混凝土的體積會在原來的基礎上增大百分之九左右,同時會產生比混凝土內部形成的初期強度值還要大的凍脹應力,這將會在很大程度上破壞混凝土導致混凝土的強度降低。除此之外,如果水變成冰將會在骨料和鋼筋表面上出現一些比較大冰凌,使得水泥漿和他們之間的粘結力受到影響,給混凝土的抗壓強度造成影響。如果冰凌融化之后將會在混凝土內部形成空隙,給混凝土的密實性和耐久性造成影響。在冬季進行混凝土施工,混凝土強度增長主要會受到水形態變換的影響,如果新澆筑的混凝土馬上凍結水成為冰水化作用速度極其緩慢,也就是說在澆筑之后溫度非常重要。需要注意的是,在完成澆筑時做好養護,對水化作用有著重要的作用和意義,如果其抗壓強度達到百分之四十之前沒有受凍,經過養護就受到凍害的影響。基于此種情況,在冬季進行橋梁混凝土的施工一定要注意施工工藝技術的合理性。
2冬季橋梁混凝土施工工藝技術措施
2.1冬季橋梁混凝土施工準備工作
在冬季橋梁混凝土施工開始之前,需要做好以下的準備工作,第一,應明確相關人員的崗位職責;第二,要根據工程現場的實際情況編制出可行性較強的施工方案;第三,在施工之前要組織相關的人員進行培訓和學習,以保證能嚴格按照相關的規范中的規定進行施工;第四,要在施工方案中的原材料的基礎上做好儲備工作,同時要控制好原材料的質量。要做施工現場的各項防凍工作。確定好混凝土的施工配合比。在施工之前應做好所有的準備工作,為施工的順利開展打下堅實的基礎。
2.2施工中材料的選擇
在混凝土施工中,通常用到的材料主要有水泥、砂、碎石、粉煤灰以及高效減水劑等。C30的混凝土應采用普通的32.5的硅水泥,其各項指標都應按照相關標準中規定的要求,在冬季混凝土施工最好采用袋裝水泥并提前進行預熱保溫;C30的混凝土應采用機制砂,C40的混凝土應采用黃砂,其相關指標都應符合相關規范中的要求;碎石有0.5-1.6厘米和1.6-3.15厘米兩級安照25%和75%的比例摻配成為0.5-3.15厘米的連續級配,其相關指標應符合相關規范中的要求。
2.3混凝土的拌和及保溫
在混凝土拌和中,為了保證混凝土具有良好的和易性,在攪拌時要按照石、砂、水、水泥和摻和劑、外加劑的投料順序進行投料;在生產期間,要有專人負責骨料的下料,嚴格控制好粉煤灰的值;攪拌站也根據氣溫采取防凍措施,以保證拌和的質量;應隨時對拌和水的溫度進行測量,以保證混凝土具有合理的坍落度。在對混凝土材料進行加熱的時候,應首先考慮對水進行加熱,若無法滿足要求可以對骨料進行加熱,一般情況下,對于強度等級不超過42.5的普通硅酸鹽水泥以及礦渣硅酸鹽水泥來說,拌和的水溫度應控制在等于或者是小于80攝氏度,骨料應控制在等于或者是小于60攝氏度;若等級的等于或者是超過42.5時,普通硅酸鹽水泥的拌和水溫度應控制的等于或者是小于60攝氏度,骨料的溫度應控制在等于或者是低于40攝氏度,如果水和骨料已經達到規定的溫度但是無法滿足熱工計算要求,可以將水加熱導100攝氏度,在這里需要注意的是,水泥不能和超過80攝氏度的誰直接接觸。在加熱的時候,可以通過電加熱以及蒸氣加熱等方法來實現。用于對水進行加熱的容器應進行保溫,同時其容積應確保可以滿足使用要求,水泥應保持常溫不能直接進行加熱,在使用之前應放入到暖棚中保溫,并做好配合比試驗。
2.4混凝土的運輸
在運輸的過程中,為了預防混凝土熱量散失,應該采取有效的保溫措施。
2.5混凝土的澆筑
在混凝土澆筑之前,首先要將模板和鋼筋上的雜物和污垢清理干凈,同時要好防凍和保溫措施,將保溫棚搭好并確保其內部的溫度;主要模板接縫以及棱角應加強縫嵌塞;在振搗時應以振動棒振搗的方式以保證混凝土的密實性和均勻性,在拆模之后應確保混凝土表面平整,應對混凝土進行分層澆筑,每層厚度應大于或者是等于20厘米,在振搗時振搗棒之間的距離最好控制在40厘米左右,為了保證層間良好銜接混凝土具有整體性,上層應插入下層15厘米,在混凝土表面沒有明顯的沉降出現泛漿之后提出振動棒。
2.6養護
冬季混凝土在澆筑之后,應做好養護工作,注意保溫,保證其不受凍。
3冬季橋梁混凝土施工應注意的問題
第一,在冬季對橋梁鋼筋進行焊接時,溫度不能低于零下二十攝氏度,同時應采取一定的防風雪措施,減少焊件的溫度差;第二,在完成焊接之后不能使得接頭和冰雪接觸;第三,在進行鋼材預應力張拉時溫度不能低于零下十五攝氏度;第四,在常溫下進行預應力混凝土孔道壓漿;第五,如果在混凝土中加入了防凍劑,應對其含鹽成分引起注意不能腐蝕鋼筋。
4結束語
綜上所述,橋梁混凝土施工在冬季進行是較為常見的,由于混凝土施工會受到溫度的影響,這就需要在冬季混凝土施工中要嚴格按照施工工藝技術進行,以免混凝土施工受到凍害的影響,進而影響橋梁工程的整體質量。
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