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作者：陈绍杰郭惟嘉江宁滕永海高焕毅尹大伟常西坤高志友汪锋赵金海宋恩武朱伟山东科技大学中煤科工集团唐山研究院有限公司山东省地矿工程集团有限公司山东省地矿工程勘察院

该项目属于采矿工程、工程地质、矿山环境工程等学科交叉领域。超强度、大规模地下资源开发产生了大量塌陷地，造成环境污染、生态损害，给人民安全、社会稳定带来巨大隐患。塌陷地和空区治理是国家和山东省经济与社会发展规划的重要... 详细信息

标准号: 1900070217

该项目属于采矿工程、工程地质、矿山环境工程等学科交叉领域。超强度、大规模地下资源开发产生了大量塌陷地，造成环境污染、生态损害，给人民安全、社会稳定带来巨大隐患。塌陷地和空区治理是国家和山东省经济与社会发展规划的重要内容：习近平总书记强调“塌陷区要坚持走符合国情的转型发展之路”；国家“十三五”规划指出“重点支持采煤沉陷区综合治理”；山东省“十三五”规划强调“加强塌陷地综合治理”。该项目依托山东省人民政府重点建设项目、国家自然科学基金等课题，采取理论创新、实验研究、技术改革和综合治理的技术路线，历经十多年科技攻关和工程实践，形成了采煤塌陷地建设利用理论和关键技术体系。 (1)建立了采空区长期稳定及活化失稳理论体系。研制了系列矿山岩石力学实验装备，首次发现了煤岩蠕变过程中微破坏现象，建立了煤柱长期稳定状态预测理论体系及技术方法；构建了条采采空区空间结构力学模型，揭示了条带煤柱与覆岩联动破坏失稳活化机理；解译了破碎矸石长期承载压缩变形演化特征，揭示了长壁采空区破碎矸石压缩变形诱发覆岩结构活化失稳机制。 (2)建立了采煤塌陷地地基稳定性评价方法。提出了建筑荷载影响深度与垮落断裂带高度是否重叠的采煤塌陷地地基稳定性评价方法，开发了考虑不同复杂条件的智能评价系统；构建了集采空区调查与测绘、地球物理勘探和工程钻探于一体的采空区空间形态精细探测技术体系；建立了建筑荷载作用下覆岩承载结构力学模型，明确了建筑荷载作用下采空地层活化失稳机理和失稳判据。 (3)建立了采空地层注浆治理技术体系。研发了“混凝土输送泵+泥浆泵”和“先无压自流，后加压扩散”的采空区注浆系统、工艺及浆液面控制装置和骨料添加系统等系列装备；构建了基于多因素指标的采空区注浆效果综合立体化检测体系；开发了高层、大跨度建(构)筑物抗变形技术，完善了采煤塌陷地新建建(构)筑物抗变形技术体系。欧洲岩石力学学会副主席、挪威工程院院士Chunlin Li和国际著名岩石力学专家Stephansson及澳大利亚联邦科学院首席科学家Shen对该项目取得的研究成果给予了高度评价；中国煤炭工业协会组织的以宋振骐、蔡美峰院士为主任的专家组鉴定项目成果达到国际领先水平。授权发明专利18项、实用新型专利10项、软件著作权4项，发表学术论文45篇(SCI、EI27篇、ESI高被引1篇)，出版专著2部；研究成果被纳入《煤矿采空区岩土工程勘察规范》(GB51044-2014)和《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》(2017)；培养了全国优秀科技工作者、中国青年科技奖1名，博士9名，硕士23名；拓展了矿业工程学科方向，推动了采煤塌陷地高值利用科技进步。项目成果在山东蓝海领航电子商务产业园、山东银鹭食品有限公司、河南金石·九天城等地推广应用，消除了采煤塌陷地上建筑危险，具有良好社会、经济效益和示范作用。据已取证数据，近三年增加1081亩建设用地，新增经济效益约5.5亿元，为煤矿城市社会经济高速、可持续发展以及新动能发展解决了建设用地瓶颈。

关键词：采煤塌陷地建设矿山岩石力学矿山环境工程

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低渗透油田抽油机井优化设计新方法研究与应用

低渗透油田抽油机井优化设计新方法研究与应用

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2017IPPTC国际石油石化技术会议

作者：梁毅樊松甘庆明雷宇郭靖赵春石海霞钟英长庆油田分公司油气工艺研究院低渗透油气田勘探开发国家工程实验室长庆油田分公司第一采油厂

长庆油田采用有杆泵采油,是典型的"三低"油藏,机采系统中抽油设备占投资成本18%、电费占运行成本35%。与东部高产油田相比,机采系统抽汲参数匹配难度大,且采用传统设计方法,造成油井效率低、能耗及成本高。因此,迫切需要研究... 详细信息

长庆油田采用有杆泵采油,是典型的"三低"油藏,机采系统中抽油设备占投资成本18%、电费占运行成本35%。与东部高产油田相比,机采系统抽汲参数匹配难度大,且采用传统设计方法,造成油井效率低、能耗及成本高。因此,迫切需要研究新的抽油机井优化设计方法,实现油田经济有效开发。本文通过研究低渗透油田产液和载荷变化规律,形成了供排协调优选抽油泵径技术;建立H级高强度抽油杆设计方法;优化出不同泵挂范围悬点载荷计算公式;建立了抽油机精细选型图版,从源头上控制机采井成本和能耗。该技术在长庆油田推广应用25000余口井,与2010年相比,全油田系统效率20.5%提高到22.0%,抽油机悬点载荷降低11.7k N;降低了抽油机机型,节约一次性投资2亿元;年节约用电6900万度、节约电费4278万元,减少碳排放56923吨。该技术的综合应用,有效降低了抽油机井悬点载荷,降低了抽油机型号,可达到降低成本、节能降耗的目的。该技术创新了一种分段准确预测定向井载荷方法,提出了应用高强度抽油杆全新理念设计,形成了抽油机井采油设计新方法,为长庆油田实现"低成本、可持续"发展提供重要技术支撑,对中石油油井降本增效具有良好示范作用。

关键词：有杆泵采油悬点载荷超高强度抽油杆节能降耗

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游梁式抽油机节能新途径:主动实时变速及其实现

游梁式抽油机节能新途径:主动实时变速及其实现

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2017IPPTC国际石油石化技术会议

作者：甘庆明周志平黄伟高超李大建刘涛张志学长庆油田分公司油气工艺研究院低渗透油气田勘探开发国家工程实验室尼德科(北京)传动技术有限公司

游梁式抽油机耗电占油田生产总能耗的1/3。低油价形势下,抽油机节能更具现实意义。本文研究一个冲程周期内电动机转速变化的依据、规律,以及转速变化与节能之间的关系,通过仿真分析、室内实验并在实际生产井上进行试验。抽油机曲柄轴扭... 详细信息

游梁式抽油机耗电占油田生产总能耗的1/3。低油价形势下,抽油机节能更具现实意义。本文研究一个冲程周期内电动机转速变化的依据、规律,以及转速变化与节能之间的关系,通过仿真分析、室内实验并在实际生产井上进行试验。抽油机曲柄轴扭矩是悬点载荷与曲柄势能、动能平衡的函数,悬点载荷数据通过光杆上的载荷位移传感器实时采集并发送到井口处理单元,处理单元内嵌的仿真分析模型对数据进行分析处理,依据负载、平衡扭矩的瞬态变化,实时给出转速指令,电动机根据指令主动实时变速,使输出功率趋近均值,达到"削峰填谷"、降低能耗的效果。室内实验确定以开关磁阻电动机作为调速装置,具有自身效率高、高效区间宽(大于70%)、响应快等优势。5口实际生产井现场试验表明,曲柄峰值扭矩降低了35.6%,有功功率降低了8.82%,系统效率从11.6%提高到14.7%。本研究构建了抽油机主动实时变速的模型、步骤和过程,矿场试验效果明显,为抽油机井提高系统效率、节能降耗提供了新途径。

关键词：游梁式抽油机主动实时变速开关磁阻电机

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美国液体管道完整性标准API Std 1160—2013变更简析

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油气田地面工程 2019年第2期38卷 91-95页

作者：赵磊茹克建李光照马亮于方涌中国石油管道有限责任公司西部塔里木输油气分公司中国石油新疆油田分公司实验检测研究院中油南充燃气有限责任公司中油国际管道公司中乌天然气管道项目中国石油青海油田分公司管道输油处

美国是世界上最早实施油气管道完整性管理的国家。美国石油协会标准API Std 1160—2013是美国管道完整性管理领域的纲领性文件,集中反映了美国管道完整性管理的技术进展。石油行业标准SY/T 6648—2006采标API Std 1160—2001版本,API St... 详细信息

美国是世界上最早实施油气管道完整性管理的国家。美国石油协会标准API Std 1160—2013是美国管道完整性管理领域的纲领性文件,集中反映了美国管道完整性管理的技术进展。石油行业标准SY/T 6648—2006采标API Std 1160—2001版本,API Std 1160—2013新修订的重要技术性条款,包括管道完整性管理流程、管道泄漏对高后果区影响、数据收集、风险评价方法选择、管道风险因素识别、管道内检测结果响应、预防第三方破坏措施,以及站场完整性管理。鉴于管道完整性管理技术发展较快,建议石油行业标准SY/T 6648—2006及时修订更新对应内容,这对提高我国液体管道完整性管理的技术水平,保障长输管道安全运行具有重要的意义。

关键词：管道完整性管理标准变更美国石油协会

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考虑相对震源深度的地应力评估方法研究

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地球物理学进展 2018年第5期33卷 2108-2112页

作者：郭摇姚令侃陈秒单西南交通大学土木工程学院成都610031 陆地交通地质灾害防治技术国家工程实验室成都610031 高速铁路线路工程教育部重点实验室成都610031

在线路工程可行性研究阶段,方案尚未确定,一般不会通过大规模的钻探查明地应力数值,而希望借鉴现有资料或经验公式对地应力状况进行评估.基于统计资料分析和逻辑推导,水平地应力的高低与相对震源深度(震源深度与地壳厚度的比值)应具有... 详细信息

在线路工程可行性研究阶段,方案尚未确定,一般不会通过大规模的钻探查明地应力数值,而希望借鉴现有资料或经验公式对地应力状况进行评估.基于统计资料分析和逻辑推导,水平地应力的高低与相对震源深度(震源深度与地壳厚度的比值)应具有反相关关系.鉴此,增加相对震源深度作为反映研究区地应力状态的参量,对传统的水平地应力随深度分布统计回归方程进行修正.以青藏高原为例,绘制了青藏高原地域震源深度和地壳厚度分布云图,提出了相对震源深度X的确定方法;基于已有的地应力实测数据,以X和测点埋深H作为自变量,拟合得到改进地应力评估公式;经实测数据检验,与目前仅有以埋深作为自变量的评估方法相比,评估精度明显提高.

关键词：线路工程可行性研究相对震源深度地应力评估方法

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高黎贡山铁路隧道彩云号TBM的创新性设计与应用

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隧道建设（中英文） 2019年第7期39卷 1201-1208页

作者：谢成涛赵海雷中铁隧道局集团有限公司广东广州510000 盾构及掘进技术国家重点实验室河南郑州450001

高黎贡山铁路隧道作为大瑞铁路的关键性控制工程,具有"三高四活跃"的地质特点,为应对TBM施工过程中可能遇到的断层破碎带、突泥涌水、岩爆等灾害,正洞TBM设计实行了变截面可抬升开挖技术,创新了前置式自动化混喷技术、隐藏式... 详细信息

高黎贡山铁路隧道作为大瑞铁路的关键性控制工程,具有"三高四活跃"的地质特点,为应对TBM施工过程中可能遇到的断层破碎带、突泥涌水、岩爆等灾害,正洞TBM设计实行了变截面可抬升开挖技术,创新了前置式自动化混喷技术、隐藏式常态化超前钻探技术以及水岩一体超前预报技术。实践表明,在掘进过程中TBM的创新性设计发挥了显著作用,可为同类地质条件TBM设计与应用提供经验。

关键词：高黎贡山铁路隧道 TBM 变截面抬升自动化混喷技术隐藏式超前钻机水岩一体超前预报

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高性能光纤油气井多参量动态监测关键技术研究及应用

高性能光纤油气井多参量动态监测关键技术研究及应用

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作者：王昌钱钦常军刘小会倪家升王春田李常友邹琪琳孙宝全祁海峰山东省科学院激光研究所中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院山东大学中石化石油工程地球物理有限公司胜利分公司山东微感光电子有限公司浙江诺可电子科技发展有限公司

该项目属于电子信息技术领域。石油是国家生存和发展不可或缺的战略资源，它直接决定了国家的经济安全与社会稳定。中国是世界石油进口第一大国，对外依存度超过65%,而中国油田平均采收率不到30%,如何挖掘中国自身的石油资源供给能力... 详细信息

标准号: 1900010116

该项目属于电子信息技术领域。石油是国家生存和发展不可或缺的战略资源，它直接决定了国家的经济安全与社会稳定。中国是世界石油进口第一大国，对外依存度超过65%,而中国油田平均采收率不到30%,如何挖掘中国自身的石油资源供给能力、提高采收率，是国家和行业亟需解决的重大经济和战略问题。为此国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)将“大幅度提高采收率技术”和“稠油油田提高采收率综合技术”列为优先发展主题。提高油气田采收率的关键是准确地获知井下生产动态数据，然而常规电子设备井下长期监测存在着技术瓶颈：井下高温高压、强腐蚀流体冲击环境造成电子元器件易老化、寿命短；电子设备融合性差，难以实现多参量同时监测；数据采集系统体积庞大、结构复杂。光纤井下传感器以其体积小、耐高温高压、耐腐蚀、长期稳定的特点，为井下永久、实时在线监测提供了一种新方案。项目紧跟国际领先技术，依靠国家863计划、国家重大专项和国家自然基金等支持，发明了光纤传感核心器件制作的新方法、新工艺，攻克了井下光纤传感器封装、复用、信号传输等关键技术难题，系统地研发了井下复杂环境中多种高性能传感器，构建了新型的井下多参量动态实时监测系统。主要技术内容有：研制了具有自主知识产权的耐高温、小尺寸、高性能光纤光栅（FBG)和分布反馈光纤激光器（DFB-FL)等传感核心器件；提出了基于FBG和光纤珐-珀（F-P)腔的新型传感结构，研制了高性能可级联的温度、压力传感器，并首次应用到海上油气生产井中进行长期监测；开发了以DFB-FL为核心器件的非浸入式流量、含水率测试系统，从根本上解决了井下传统浸入式传感器易被腐蚀、可靠性低的难题；研发了高灵敏光纤激光地震检波器阵列及多通道并行解调技术，得到了光纤采集高分辨率地震剖面图，提高了油气储层的预测精度；设计了光纤井下温度、压力、流量、含水率、地震等多参量一体化油气井动态监测系统，解决了井下狭小空间内多参量长期实时分层监测的难题。项目产品打破了国外核心技术垄断，与国外同类产品对比具有监测参数多、系统性强的优势，而且价格仅为其1/3左右。项目产品先后在胜利油田、新疆油田、辽河油田和东海油气田进行推广应用，取得了明显的增产效果，近三年累计增产石油13.32万吨，新增经济效益5.99亿元。项目经顾心怿、姜德生、刘泽金、方家熊等院士评估，整体达到国际先进水平。相关成果被科技日报、山东电视台等新闻媒体报道。项目部分成果获得2015年山东省科技进步一等奖、2009年中国石油和化学工业协会科技进步二等奖；授权国家发明专利34项、实用新型专利12项；发表SCI检索论文47篇、EI检索论文117篇；培养了博士研究生10人，硕士研究生31人；获批国家发改委“能源与环境光纤智能检测技术国家地方联合工程实验室”与科技部“光纤传感器及安全物联网国际联合研究中心”。

关键词：光纤油气井提高采收率井下传感器

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低渗油藏活性体系降压增注影响因素研究

低渗油藏活性体系降压增注影响因素研究

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2017油气田勘探与开发国际会议

作者：赵琳王增林吴雄军刘希明张星孙玉海中石化胜利油田股份有限公司石油工程技术研究院中石化胜利油田股份有限公司

低渗油藏活性体系降压增注技术越来越受到重视,然而工艺参数对降压效果的影响目前没有形成统一的定论,且因未明确各因素对降压率的影响因子大小,使得实际试验过程中存在较大的盲目性。针对胜利油田史深100区块低渗岩心,研究了各参数(包... 详细信息

低渗油藏活性体系降压增注技术越来越受到重视,然而工艺参数对降压效果的影响目前没有形成统一的定论,且因未明确各因素对降压率的影响因子大小,使得实际试验过程中存在较大的盲目性。针对胜利油田史深100区块低渗岩心,研究了各参数(包括油水界面张力、活性体系注入量、注入速度、岩石渗透率等)对低渗油藏活性体系降压增注效果的影响,建立了降压率与各因素之间的基于实验的回归关系式,明确了各因素对降压率的影响因子大小,并针对影响因子最大的因素,分别通过微观驱油实验和宏观岩心实验进行了机理验证。总结了低渗油藏活性体系降压增注的两大微观机理,为有效解决地层注入压力高、注水困难等问题,提供了合理的科学依据,具有非常重要的意义。

关键词：低渗油藏活性体系降压增注界面张力启动压力

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提高固井第二界面质量的技术研究与应用

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油田化学 2018年第1期35卷 16-21页

作者：刘开强赵殊勋李炜王海滨易旦王金山郭小阳 "油气藏地质及开发工程"国家重点实验室西南石油大学四川成都610500 中国石油集团渤海钻探工程有限公司第二固井分公司天津300452 中国石油塔里木油田分公司新疆库尔勒841000 中国石油天然气股份有限公司大港油田分公司天津300452

为了提高水泥环的层间封隔能力,利用ESEM、Zeta电位仪、FTIR及钻井液滤饼模拟等方法,研究了钻井液及其滤饼对固井第二界面质量的影响,并提出了一种滤饼清除技术。研究结果表明:钻井过程的钻井液性能不满足提高固井第二界面胶结质量的要... 详细信息

为了提高水泥环的层间封隔能力,利用ESEM、Zeta电位仪、FTIR及钻井液滤饼模拟等方法,研究了钻井液及其滤饼对固井第二界面质量的影响,并提出了一种滤饼清除技术。研究结果表明:钻井过程的钻井液性能不满足提高固井第二界面胶结质量的要求,该钻井液容易在井壁上形成虚厚的滤饼,将严重恶化水泥石与地层间的界面胶结,降低固井第二界面质量,室内模拟水泥石与岩心间界面的7 d胶结强度仅为0.12 MPa。在固井前调整钻井液的p H值≈11、流性指数n>0.75、动切力YP≈5 Pa,通过提高钻井液的pH值和流变性以破坏钻井液中聚合物的化学结构、增加钻井液中高分子处理剂的亲水性,并提高钻井液中黏土颗粒表面的ζ电位、增加黏土颗粒间的分散作用,可提高对滤饼的清除程度及水泥浆的顶替效率,水泥石与岩心界面间7 d的胶结强度由0.12 MPa提高到了1.18 MPa。同时,固井前调整钻井液性能并结合配套浆柱结构技术,已在大港油田连续应用14井次,固井第二界面优质率从23.1%提高至71.6%。

关键词：调整钻井液虚滤饼流变性絮凝结构胶结强度

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流体激励下弯管流固耦合振动特性分析

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油气井测试 2017年第3期26卷 10-14页

作者：张林窦益华于凯强刘振庆西南油气田分公司工程技术研究院四川成都710065 西安石油大学机械工程学院陕西西安710065 渤海钻探油气井测试公司河北廊坊065007

流体流经弯管时,由于管道结构改变,流体冲击弯曲管壁形成激励,使弯管发生振动。振动的弯管反过来又会影响流体流态,形成流固耦合振动。利用ANSYS Workbench软件,建立弯管和流体有限元模型,进行流体激励下弯管流固耦合振动特性分析,考察... 详细信息

流体流经弯管时,由于管道结构改变,流体冲击弯曲管壁形成激励,使弯管发生振动。振动的弯管反过来又会影响流体流态,形成流固耦合振动。利用ANSYS Workbench软件,建立弯管和流体有限元模型,进行流体激励下弯管流固耦合振动特性分析,考察流体波动频率对弯管流固耦合振动幅值的影响。分析结果表明:考虑流固耦合作用,弯管的固有频率降低;与考虑双向流固耦合作用相比,单向流固耦合作用时弯管振动变形与应力较小;当流体流经弯管时,最大等效应力出现在管道入口端和出口端,最大变形出现在弯管弯曲段;流动流体激励下弯管流固耦合振动的主要形式为横向振动。

关键词：弯管振动流固耦合有限元分析

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