第一篇：露天煤礦開采的技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展方向

露天煤礦開采的技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展方向

【摘 要】 露天煤礦開采技術(shù)是煤礦開采企業(yè)提高企業(yè)經(jīng)濟效益最重要的組成部分，本文就露天煤礦開采技術(shù)的現(xiàn)狀和技術(shù)特點作了簡明的闡述，并就露天煤礦開采技術(shù)發(fā)展趨勢作了相應(yīng)的分析，以期在提高煤炭開采量的同時，能夠最大限度的保護環(huán)境，促進節(jié)能減排，保護自然環(huán)境。

【關(guān)鍵詞】 露天煤礦開采 技術(shù)應(yīng)用 發(fā)展方向

露天煤礦開采相對于井下煤礦開采而言，具有設(shè)備投入成本低、安全系數(shù)高、生產(chǎn)效率高和資源回收方便等優(yōu)點。在發(fā)達(dá)國家，一般露天煤礦的開采率遠(yuǎn)大于井下煤礦開采，而在我國，煤礦開采主要以井下煤礦開采為主，適合露天煤礦開采的儲量約有600多億噸，儲量很大，具有十分重要的開采意義。我國露天煤礦開采技術(shù)經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，也取得了較大的提高和成就，露天煤礦開采量占全部煤礦開采量的比重也逐年提高，其開采技術(shù)也得到了長足的發(fā)展。如何繼續(xù)提高煤礦露天開采的工藝水平，在提高煤炭開采量的同時，能夠最大限度的保護環(huán)境，促進節(jié)能減排，這對煤礦資源的開采的合理化和走我國新型的工業(yè)化道路的發(fā)展戰(zhàn)略有著舉足輕重的意義。我國露天煤礦開采的現(xiàn)狀

我國煤礦開采技術(shù)一般以井下煤礦開采為主，從而造成露天煤礦開采技術(shù)發(fā)展一直不受重視。又因我國露天煤礦主要以中西部為主，如山西、陜西和新疆等地，這些地區(qū)經(jīng)濟欠發(fā)達(dá)，對露天煤礦開采設(shè)備投入較少，其露天煤礦的開采所帶來的環(huán)境問題難以解決，導(dǎo)致我國的露天煤礦的開采技術(shù)較國外相差較遠(yuǎn)，面臨著設(shè)備規(guī)模小、自動化程度低、生產(chǎn)效率低下和環(huán)境污染嚴(yán)重等問題，下面是我國較常用的幾種煤礦開采的工藝。

1.1 輪斗挖掘機連續(xù)開采

輪斗挖掘機連續(xù)開采技術(shù)在我國的露天煤礦中也較常用，其主要通過采用幾臺大型的輪斗挖掘機進行煤礦開采，其單臺挖掘機的年生產(chǎn)能力可達(dá)到500萬立方米，如元寶山露天煤礦采用兩臺輪斗挖掘機同時作業(yè)，單臺挖掘機的年生產(chǎn)能力一般為600萬立方米，比當(dāng)初設(shè)計的年生產(chǎn)力高。這種簡單的輪斗挖掘機連續(xù)開采的技術(shù)大都在我國20世紀(jì)90年代的使用較多，在如今的露天煤礦開采工藝中使用較少，并沒有在我國露天煤礦中進行大范圍推廣。

1.2 單斗挖掘機+礦車運輸?shù)陌脒B續(xù)開采工藝

單斗挖掘機+礦車運輸?shù)陌脒B續(xù)開采工藝是我國當(dāng)今露天煤礦開采工藝使用最廣泛的一種，這種連續(xù)開采模式特別適用于年開采量不大的露天煤礦中，大多數(shù)都采用了這種開采工藝。其特點是：通過計算單斗挖掘機的容量與礦車的運輸量進行匹配，選擇合適的單斗挖掘機和礦車，此模式一般適用于煤礦的短途運輸，隨著運輸距離的增長，其運輸費用會成非直線型增長，根據(jù)筆者多年的生產(chǎn)經(jīng)驗來看，一般單斗挖掘機+礦車運輸?shù)倪B續(xù)開采工藝適用于運輸距離低于3公里的小型露天煤礦中。由于此模式的生產(chǎn)局限性，也衍生出一種單斗挖掘機+礦車運輸+皮帶運輸機模式的生產(chǎn)工藝，此工藝技術(shù)也相當(dāng)成熟，并在我國露天煤礦中大范圍使用。

1.3 拉斗鏟倒堆連續(xù)開采工藝

拉斗鏟倒堆連續(xù)開采工藝與單斗挖掘機+礦車運輸?shù)倪B續(xù)開采工藝相比，其節(jié)約了礦車的運輸成本，總體生產(chǎn)成本也較小，一次設(shè)備投入的成本較高，但其工藝方法的運用的局限性也較大，一般適用于煤層厚度在50m以內(nèi)，其作業(yè)面積較大的煤礦中，通常作業(yè)面積3000m2以上。在我國準(zhǔn)格爾黑岱溝露天煤礦中，這種使用工藝較好，且作業(yè)效率較高，其使用的拉斗的容量在100m3以上，年剝離量有2500萬m3，生產(chǎn)效率很高。

1.4 單斗挖掘機+破碎機+帶式輸送機的半連續(xù)開采工藝

單斗挖掘機+破碎機+帶式輸送機的半連續(xù)開采工藝是結(jié)合了上述3種工藝方法的優(yōu)缺點所產(chǎn)生的，這種連續(xù)開采工藝與上述的連續(xù)開采工藝相比，其生產(chǎn)效率和適用性都大大增加，但設(shè)備的靈活性不如單斗挖掘機+礦車運輸模式，在這種開采工藝中增加了破碎機的這一環(huán)節(jié)，其有效的減小礦車運輸成本。而帶式輸送機則增加了設(shè)備開采的連續(xù)性。目前這種生產(chǎn)已在山西平朔露天煤礦中使用，其設(shè)計年生產(chǎn)能力達(dá)到1200萬噸，隨著這種單斗挖掘機+破碎機+帶式輸送機的連續(xù)開采工藝的優(yōu)點被廣泛認(rèn)同，其生產(chǎn)工藝也會被完善，會越來越被廣泛使用。

1.5 國外采煤技術(shù)的發(fā)展

隨著國外的新技術(shù)的不斷發(fā)展，露天采煤技術(shù)也在不斷的完善和提高，其中以斗輪挖掘機、斗輪式預(yù)采系統(tǒng)和穿越運輸系統(tǒng)最為典型，目前國外已經(jīng)配備了大型斗輪挖掘機及其完善的輸送機系統(tǒng)，采用斗輪挖掘機來剝離煤層表面的泥，通過可移動式階梯式輸送機或者轉(zhuǎn)載輸送機進行輸送排土。露天煤礦開采的技術(shù)特點

隨著露天煤礦開采技術(shù)和各種開采設(shè)備自動化的提高，露天煤礦開采的技術(shù)特點也朝著綜合化、集成化和自動化方向發(fā)展，綜合筆者對我國現(xiàn)有的露天煤礦開采的工藝研究，總結(jié)我國露天煤礦開采的技術(shù)特點有以下幾種。

2.1 開采設(shè)備的綜合化

由于如今各種采煤設(shè)備和剝離設(shè)備的多樣化，型號功能也較多，其選擇的余地也較多，對于不同的煤層厚度可選擇的采煤設(shè)備也不同。如煤層厚度較薄的露天煤礦可采用維特根的綜合露天采礦機進行刨采，刨采后可經(jīng)過專用的礦車運輸至儲煤場，而下部煤層較大的地方可采用單斗挖掘機+破碎機+卡車運輸+皮帶輸送機的模式進行半連續(xù)開采，其生產(chǎn)效率也較高，且設(shè)備使用率也高。此礦采用了上述幾種開采工藝相結(jié)合的方法進行煤礦開采，其綜合自動化程度較高，既滿足了生產(chǎn)各環(huán)節(jié)中的需求，又能保證采掘工藝的連續(xù)作業(yè)。

2.2 開采設(shè)備的大型化智能化

對于大型露天煤礦，可采用大型的電動挖掘機（電鏟）來進行開采，配備大型的自移式破碎機，其單小時破碎能力達(dá)到8000噸，及各種大型推土機和運輸機，可使整套設(shè)備的年剝離能力達(dá)到8000萬m3，由于其采購的各種設(shè)備的集中度較高，且自動化程度高，可大大較少工作人員的使用量，且提高了煤礦的整體安全性，并提高經(jīng)濟效益。

2.3 設(shè)備的自動化程度高

露天煤礦開采系統(tǒng)中采用了露天采礦機和大型刨采機的聯(lián)合開采工藝，是可集粉碎、采裝和運輸于一體的連續(xù)開采技術(shù)，提高了設(shè)備的生產(chǎn)的連續(xù)性，大型開采設(shè)備的使用提高了整體開采設(shè)備的自動程度，也充分反映了露天煤礦開采的一種趨勢。露天煤礦開采技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1 開采的設(shè)備的大型化和自動化

未來的露天煤礦開采會朝著設(shè)備大型化，系統(tǒng)集成化和智能化的方向發(fā)展，充分發(fā)揮系統(tǒng)智能化生產(chǎn)的優(yōu)勢，提高的煤礦的安全性能，且會進一步提高露天煤礦開采的效益，系統(tǒng)集成化的設(shè)備會使煤礦開采企業(yè)的內(nèi)部集約化程度提高，也變相提高了企業(yè)的運行效率。

3.2 傳統(tǒng)采掘工藝的各項創(chuàng)新

傳統(tǒng)采掘設(shè)備的各項性能改進必然會帶來各生產(chǎn)工藝的創(chuàng)新，露天煤礦采掘技術(shù)的發(fā)展也是不斷的借鑒國內(nèi)外相關(guān)的新采掘工藝和各項新技術(shù)的產(chǎn)生所帶來的技術(shù)融合，可以將傳統(tǒng)的開采設(shè)備進行設(shè)備改造以滿足當(dāng)今開采設(shè)備的需求，如進行設(shè)備電控化和自動化改造等等，都將會推動露天煤礦開采設(shè)備的整體技術(shù)的提高。

3.3 露天煤礦綠色開采技術(shù)

露天煤礦綠色的開采技術(shù)是我國的中國礦業(yè)大學(xué)錢鳴高院士提出的，他是從保護環(huán)境的出發(fā)點對我國的煤礦開采技術(shù)進行重新定義。與傳統(tǒng)的井下煤礦開采相比，露天煤礦開采所帶來的環(huán)境污染遠(yuǎn)大于井下開采。若露天開采的工藝安排不合理，且設(shè)備的老化嚴(yán)重，會造成露天開采對礦區(qū)的水資源，空氣污染嚴(yán)重，其影響礦區(qū)的地質(zhì)穩(wěn)定。

（1）露天煤礦綠色開采技術(shù)可減少露天采礦對周邊生態(tài)環(huán)境的污染，與此開采技術(shù)所需要的設(shè)備成本相比，綠色開采技術(shù)給企業(yè)所帶來的社會影響是不可估量的，如今，中國的環(huán)境污染較嚴(yán)重，需要各行業(yè)都需要有這種綠色的開采技術(shù)，較少對環(huán)境的污染。（2）需提高各項高技術(shù)、低污染的設(shè)備的引進和采用率，提高露天開采的技術(shù)門檻，將露天開采技術(shù)、環(huán)境保護工程、人機工程學(xué)和計算機智能系統(tǒng)進行融合，充分發(fā)揮先進科學(xué)生產(chǎn)的作用，為實現(xiàn)露天煤礦綠色開采技術(shù)進行技術(shù)積累。（3）露天煤礦開采企業(yè)在實施綠色開采技術(shù)時，應(yīng)結(jié)合自身的發(fā)展需要，以提高生產(chǎn)效率、減小環(huán)境污為宗旨，形成各種具有企業(yè)特色的綠色開采模式。

3.4 露天煤礦開采設(shè)備的數(shù)字化

露天煤礦開采設(shè)備的數(shù)字化是國家重大戰(zhàn)略資源安全體系的關(guān)鍵組成部分，也是評估各礦山的綜合實力的一個基礎(chǔ)。露天煤礦開采設(shè)備的數(shù)字化是減小煤礦開采企業(yè)安全責(zé)任事故的一個根本的措施。開采設(shè)備的數(shù)字化是運用先進的計算機管理技術(shù)，結(jié)合各種大型的智能化操作系統(tǒng)，利用先進的數(shù)據(jù)通信技術(shù)，如衛(wèi)星導(dǎo)航與通信技術(shù)，實現(xiàn)系統(tǒng)的無人值守化和智能化操作。此系統(tǒng)是將生產(chǎn)、管理、自診斷、設(shè)備維護和安全等因素結(jié)合在一起，形成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，保護各大型設(shè)備的安全，有利用形成煤礦企業(yè)的綜合自動化，提高了企業(yè)的綜合效率。結(jié)語

露天煤礦開采設(shè)備的應(yīng)從粗放型向集約型轉(zhuǎn)換，充分利用國內(nèi)外相關(guān)的先進的技術(shù)和設(shè)備，提高我國露天煤礦開采采能力和整體技術(shù)裝備水平，是推進我國整體煤礦開采水平的關(guān)鍵組成部分，是提高煤礦企業(yè)綜合效率的重要組成部分。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊殿海.露天煤礦開采的研究[J].科技創(chuàng)新，2013，15.[2]才慶祥，洪宇.露天煤礦高效開采新技術(shù)[M].北京：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2008.[3]夏建波，邱陽.露天礦開采技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2011.

第二篇：稠油開采技術(shù)

稠油開采技術(shù)

如何降低成本，最大限度地把稠油、超稠油開采出來，是世界石油界面臨的共同課題。稠油由于粘度高，給開采、集輸和加工帶來很大困難，國內(nèi)外學(xué)者做了大量研究工作來降低稠油的粘度。我國稠油開采90%以上依靠蒸汽吞吐或蒸汽驅(qū)，采收率能達(dá)到30%左右。深化熱采稠油油藏井網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整和水平井整體開發(fā)的技術(shù)經(jīng)濟研究，配套全過程油層保護技術(shù)、水平井均勻注汽、熱化學(xué)輔助吞吐、高效井筒降粘舉升等工藝技術(shù)驅(qū)動，保障了熱采稠油產(chǎn)量的持續(xù)增長。

目前提高稠油油藏產(chǎn)量的思路主要是降低稠油粘度、提高油藏滲透率、增大生產(chǎn)壓差，主要成熟技術(shù)是注蒸汽熱采、火燒油層、熱水＋化學(xué)吞吐、攜砂冷采，等等。

1、熱采技術(shù)

注蒸汽熱采的開采機理主要是通過加熱降粘改善流變性，高溫改善油相滲透率以及熱膨脹作用、蒸汽（熱水）動力驅(qū)油作用、溶解氣驅(qū)作用。關(guān)于稠油的蒸餾、熱裂解和混相驅(qū)作用，原油和水的蒸汽壓隨溫度升高而升高，當(dāng)油、水總蒸汽壓等于或高于系統(tǒng)壓力時，混合物將沸騰，使原油中輕組分分離，即為蒸餾作用。蒸餾作用引起混合液沸騰產(chǎn)生的擾動效應(yīng)能使死孔隙中的原油向連通孔隙中轉(zhuǎn)移，從而提高驅(qū)油效率。高溫水蒸氣對稠油的重組分有熱裂解作用，即產(chǎn)生分子量較小的烴類。在蒸汽驅(qū)過程中，從稠油中餾出的烴餾分和熱裂解產(chǎn)生的輕烴進入熱水前沿溫度較低的地帶時，又重新冷凝并與油層中原始油混合將其稀釋，降低了原始油的密度和粘度，形成了對原始油的混相驅(qū)。注蒸汽熱采的乳化驅(qū)作用同樣很有意義，蒸汽驅(qū)過程中，蒸汽前沿的蒸餾餾分凝析后與水發(fā)生乳化作用，形成水包油或油包水乳化液，這種乳化液比水的粘度高得多。在非均質(zhì)儲層中，這種高粘度的乳狀液會降低蒸汽和熱水的指進，提高驅(qū)油的波及體積。熱采井完井時的主要問題是，360℃高溫蒸汽會導(dǎo)致套管發(fā)生斷裂和損壞。為此，采用特超稠油HDCS技術(shù)，將膠質(zhì)、瀝青質(zhì)團狀結(jié)構(gòu)分解分散，形成以膠質(zhì)瀝青質(zhì)為分散相、原油輕質(zhì)組分為連續(xù)相的分散體系。特超稠油HDCS強化采油技術(shù)已在勝利油田成功應(yīng)用。加強注采參數(shù)優(yōu)化研究，針對不同原油性質(zhì)、不同油層厚度和水平段長度，明晰技術(shù)經(jīng)濟政策界限，合理配置降粘劑、CO2和蒸汽用量，可提高應(yīng)用效果和效益。

2、出砂冷采

1986年，為了降低采油成本，提高稠油開采經(jīng)濟效益，加拿大的一些小石油公司率先開展了稠油出砂冷采的探索性礦場試驗。到90年代中期，稠油出砂冷采已成為熱點，不注熱量、不防砂，采用螺桿泵將原油和砂一起采出。文獻(xiàn)指出，螺桿泵連續(xù)抽吸避免了稠油網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的恢復(fù)，稠油形成穩(wěn)定的流動地帶，在油帶前緣，油滴被啟動而增溶到油帶中，因此，油帶具有很好的流動能力，表現(xiàn)到生產(chǎn)上就是含水下降。而抽油泵的脈動抽吸，使得地層孔隙中的油流難以形成連續(xù)流，水相侵入到油流通道，微觀上表現(xiàn)為降低了油滴前后的壓差，油滴更難啟動，若水相能量充足，油滴就一直不能流動，表現(xiàn)到生產(chǎn)上就是長期高含水。稠油出砂冷采技術(shù)對地層原油含有溶解氣的各類疏松砂巖稠油油藏具有較廣泛的適用性，它通過使油層大量出砂形成蚯蚓洞和形成穩(wěn)定泡沫油而獲得較高的原油產(chǎn)量。形成地層中“蚯蚓 洞”，可提高油層滲透率；形成泡沫油，則給油層提供了內(nèi)部驅(qū)動能量。樂安油田草13塊配套大孔徑、深穿透、高孔密射孔、高壓充填防砂與螺桿泵冷采配套技術(shù)，基本解決了粉細(xì)砂巖油藏防砂及稠油抽汲難題。

3、加降粘劑

王卓飛發(fā)現(xiàn)，乳化液在孔隙介質(zhì)中的流動過程是一個復(fù)雜的隨機游走過程，降低界面張力、提高毛管數(shù)可改善稠油油藏開發(fā)效果。向生產(chǎn)井井底注入表面活性物質(zhì)，降粘劑在井下與原油相混合后產(chǎn)生乳化或分散作用，原油以小油珠的形式分散在水溶液中，形成比較穩(wěn)定的水包油型乳狀液體系。在流動過程中變原油之間內(nèi)摩擦力為水之間的內(nèi)摩擦力，因而流動阻力大大降低，達(dá)到了降粘開采的目的 [14]。比較常用的有GL、HRV-

2、PS、堿法造紙黑液、BM-

5、DJH-

1、HG系列降粘劑。魯克沁油田通過加強化學(xué)吞吐油井化學(xué)降粘、化學(xué)吞吐、蒸汽吞吐、天然氣吞吐等技術(shù)現(xiàn)場攻關(guān)試驗、形成超深稠油開發(fā)技術(shù)路線。

4、電加熱

采用電熱采油工藝開采稠油、超稠油，在技術(shù)上是成熟的。對于遠(yuǎn)離油田基地的中小規(guī)模稠油油藏，由于其面臨的主要開發(fā)瓶頸主要來自地面稠油的輸送加熱、降粘、脫水工藝等。因此筆者建議開展地下稠油變稀油技術(shù)攻關(guān)，將稠油開發(fā)轉(zhuǎn)化為稀油開發(fā)問題。當(dāng)然這存在比較突出的成本問題：電熱采油工藝單井平均加熱功率80kW/h，日耗電費約1000元。

5、注空氣開發(fā)

R.G.Mooreetal 等研究了重油油藏冷采后采用注空氣法（地下燃燒）的潛在應(yīng)用狀況[15]。由于冷采油田在冷采的經(jīng)濟界限內(nèi)仍遺留大量的原油，而且蚯蚓洞型的通道處于衰竭油藏之中，因此它是注空氣的理想候選油藏。蒸汽短時期進入衰竭油藏，會破壞“蚯蚓洞”，從而使受熱通道產(chǎn)生較高的滲透率。受熱的通道為可流動的原油到達(dá)

生產(chǎn)井提供流路后，隨即實施油藏點火和注空氣，蒸汽／燃燒法的綜合應(yīng)用可在薄油藏及持續(xù)注蒸汽無經(jīng)濟效益的油藏得到較高的經(jīng)濟效益。

6、SAGD SAGD是國際上開發(fā)超稠油的一項前沿技術(shù)。它是向地下連續(xù)注入蒸汽加熱油層，將原油驅(qū)至周圍生產(chǎn)井中，然后采出。利用SAGD技術(shù)開發(fā)超稠油的方式，已成為國際上超稠油開發(fā)的一項成熟技術(shù)。

在國外，SAGD技術(shù)通常針對成對水平井開發(fā)，而遼河油田采用的是直井注汽、水平井生產(chǎn)。這種開發(fā)方式的優(yōu)點有三：①將原有的直井替代水平井進行注汽，相當(dāng)于少打一口注汽水平井，經(jīng)濟且實用；②遼河油田超稠油油藏夾層復(fù)雜，油層連續(xù)性差，縱向連通不好。國外水平井通常為1000米深，而遼河油田的水平井只有幾百米。采用直井注汽，遼河油田原有的井多的特點就成了優(yōu)勢，這口不行就改用另一口。③監(jiān)測系統(tǒng)是遼河油田應(yīng)用SAGD技術(shù)的又一創(chuàng)新，改變了國外用兩口井進行監(jiān)測的狀況。SAGD先導(dǎo)試驗開始以來，遼河油田科技工作者經(jīng)過不懈努力，解決了高干度注汽技術(shù)、大排量舉升技術(shù)、地面集輸系統(tǒng)等諸多難題，且均達(dá)國際先進水平，滿足了SAGD工藝需要。

7、摻稀油開采

摻稀油降粘是開采稠油的一種有效的方法，其優(yōu)點是不傷害油層，不像摻活性水降粘開采，摻水后的油水混合液要到聯(lián)合站去脫水，脫下的水還要解決出路問題，增加了原油生產(chǎn)成本。

8、微生物驅(qū)油

微生物驅(qū)油技術(shù)是通過細(xì)菌在油藏環(huán)境中繁殖、生長、代謝，利用細(xì)菌對原油的降解作用，產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物使固液界面性質(zhì)、滲流特性、原油物化性質(zhì)發(fā)生變化，提高洗油效率。微生物作用可降低原油高碳鏈烴含量，降低原油粘度。美國密蘇里大學(xué)在2002-2004年開展了淺層重油的微生物采油技術(shù)研究；2005年，微生物采油技術(shù)列入中國“973”科技項目。勝利油田已獲得耐溫80℃、耐鹽150000mg/L的驅(qū)油菌種，對原油的降粘率最高達(dá)到95％。開展了4個區(qū)塊的微生物驅(qū)油現(xiàn)場試驗，累計增油6萬余噸。F16菌組能降低原油粘度，對粘度3000mPa·s(50℃)的原油的降粘率在30％～85％，經(jīng)F16菌組作用后，原油的非烴組分減少，同時代謝產(chǎn)物中的生物表面活性劑能有效地改善常規(guī)稠油的流動性。大港油田孔二北斷塊應(yīng)用本源微生物采油，累計增油17866噸。

9、地?zé)彷o助采油技術(shù)

地?zé)岵捎褪抢玫責(zé)豳Y源，以深層高溫開發(fā)流體（油、氣、水及其混合物）將大量的熱量帶入淺油層，降低原油粘度，提高原油流動能力。為了減少熱損失，最好不進行油、氣、水分離，而且不經(jīng)過地面，直接注入目的油層。勝利油田稠油熱采和注水開發(fā)工藝技術(shù)非

常成熟，開發(fā)實踐經(jīng)驗也很豐富，這為利用地?zé)豳Y源進行熱水采油提供了便利。另外，與地?zé)彷o助采油技術(shù)相類似，筆者還初步研究了利用太陽能、風(fēng)能和重力能輔助采油技術(shù)。

10、水熱裂解開采稠油新技術(shù)

劉永建教授研究開發(fā)了水熱裂解開采稠油新技術(shù)，在實驗室內(nèi)和采油現(xiàn)場取得了一些有意義的研究成果。水熱裂解技術(shù)通過向油層加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎?，使稠油在水熱條件下實現(xiàn)部分催化裂解，不可逆地降低重質(zhì)組分含量或改變其分子結(jié)構(gòu)，降低了稠油的粘度。制備的稠油水熱裂解催化劑有較好的催化效果，反應(yīng)溫度更接近于井下的實際溫度。這是一個很好的攻關(guān)方向。

11、稠油熱采地下復(fù)合催化降粘技術(shù)

中國石化報2007年10月9日報道了稠油熱采地下復(fù)合催化降粘技術(shù)，該技術(shù)集表面活性劑降粘、水熱裂解催化降粘和氧化催化降粘劑降粘等功能為一體，注入催化劑后原油就地裂解產(chǎn)生小分子的氣體，增加了油層壓力，延長了放噴時間，提高了產(chǎn)油量，為超稠油的開發(fā)提供了有力的技術(shù)支撐。

第三篇：煤礦開采技術(shù)

煤礦開采技術(shù)

主要課程：計算機文化基礎(chǔ)、Visual Basic程序設(shè)計、工程制圖、工程力學(xué)、電工技術(shù)基礎(chǔ)、測量學(xué)、煤礦地質(zhì)學(xué)、機械設(shè)計基礎(chǔ)、井巷施工技術(shù)、礦山壓力及其控制、流體力學(xué)與流體機械、采掘機械、采煤學(xué)、礦井通風(fēng)與安全、礦井提升運輸、礦山電工、計算機繪圖、煤礦安全法規(guī)、礦山電工學(xué)、土力學(xué)與地基基礎(chǔ)、露天開采概論、露天礦爆破工程、露天礦線路工程、邊坡穩(wěn)定、露天采掘機械、露天礦運輸設(shè)備、露天采礦工藝、露天礦設(shè)計原理、礦山供電等。

就業(yè)方向：可在礦山企業(yè)、科研院所、政府機構(gòu)等企、事業(yè)單位就業(yè)。主要從事礦區(qū)規(guī)劃設(shè)計、礦山安全技術(shù)、生產(chǎn)技術(shù)、安全監(jiān)察、科學(xué)研究等工作。

★ 礦井通風(fēng)與安全

主要課程：計算機文化基礎(chǔ)、Visual Basic程序設(shè)計、工程制圖、電工與電子技術(shù)、采煤概論、工程流體力學(xué)、工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)、燃燒學(xué)、安全工程學(xué)、礦井通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)、瓦斯防治與開發(fā)技術(shù)、火災(zāi)防止理論與技術(shù)、粉層防止理論與技術(shù)、水防止理論與技術(shù)、安全監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)及應(yīng)用、煤礦安全法規(guī)、礦山電工學(xué)、管理學(xué)原理、環(huán)保概論、電氣安全管理、通風(fēng)與凈化工程、危險貨物運輸管理等。

就業(yè)方向：可在煤礦、金屬礦、非金屬礦從事礦山通風(fēng)安全和環(huán)境保護技術(shù)管理工作；也可在上述系統(tǒng)的科研、設(shè)計、教學(xué)、管理部門從事科學(xué)研究、礦山設(shè)計、教學(xué)、安全監(jiān)察等工作；還能在工礦企業(yè)中從事采暖通風(fēng)技術(shù)工作。

第四篇：國外水平井稠油熱力開采技術(shù)的應(yīng)用

國外水平井稠油熱力開采技術(shù)的應(yīng)用

1.水平井稠油熱采技術(shù)應(yīng)用規(guī)模

現(xiàn)代第一口稠油熱采水平井是加拿大于l978年在阿爾伯塔省冷湖油田鉆成的，該井斜深623．7m、垂深為475．8m。以后，加拿大又在阿爾伯塔省FortMcMurray地區(qū)Athabasca砂巖層完成更多的水平井用于高粘重質(zhì)原油開采 結(jié)果表明，提高了采收率。同時，委內(nèi)瑞拉及美國的一些油田也相繼運用水平井稠油熱采技術(shù)。截止1993年底，全世界約有6500 口水平井，但95 集中在美國和加拿大，美國有4500多口水平井，加拿大已鉆1300多口水平井，大多數(shù)是1986年以后鉆成的，其中45 集中在阿爾伯塔和薩斯喀徹溫兩省。

最新文獻(xiàn)顯示，到1995年底，美國完成稠油油藏水平井占總水平井井?dāng)?shù)的10，加拿大完成稠油水平井占總水平井井?dāng)?shù)的31。美國的稠油水平井平均產(chǎn)量是垂直井的3．7倍；加拿大稠油油藏水平井平均產(chǎn)量是垂直井的5．6倍。美國所有稠油水平井開采項目在經(jīng)濟上都是成功的，而加拿大有92的稠油水平井開采項目是成功的。由于采用了水平井稠油熱采技術(shù)，美國的原油可采儲量年平均增加約9，加拿大的原油可采儲量年平均增加約l0%。

水平井稠油熱采技術(shù)特點及應(yīng)用方式

根據(jù)室內(nèi)研究及現(xiàn)場先導(dǎo)試驗，水平井制油熱采可分為如下幾種：

2.1 水平井蒸汽吞吐

該方法只使用一口水平井(既是注入井，又是生產(chǎn)井)。同垂直井比較，水平井注汽量大，采收率顯著提高。由于水平井產(chǎn)量高于垂直井，因此可減少吞吐周期數(shù)。美國在中途日落油田稠油油藏(密度0.989kg／1)中成功地進行了水平井蒸汽吞吐。設(shè)計采用一口水平井及一個超短半徑水平泄油井組(8個泄油孔的長度為4．3～31．4m)開采。至1992年1O月該井組已吞吐兩個周期，產(chǎn)油3493m。結(jié)果表明，洼汽量和采油量比垂直井提高了2O ～ 5O。

2．2 水平井蒸汽驅(qū)

使用水平井和垂直井或水平井對(成對布置)等幾種組合方式作為注入井和生產(chǎn)井。在現(xiàn)場應(yīng)用中，水平井通常用作生產(chǎn)井而不用作注汽井。對有氣頂或底水的油藏，可在靠近油藏頂部用垂直井注汽，在油層底部用水平井生產(chǎn)。加拿大Tangleflags北部油田即為水平井蒸汽驅(qū)的典型實例s疏松砂巖油藏，總厚度36．6m，原油密度0．979~0．986kg／l。1989年一季度第一口水平井產(chǎn)油95m。／d，1990年第二口水平井產(chǎn)油370m。／d。

2．3 加熱通道蒸汽驅(qū)

該方法利用一個未射孔的水平通道(稱為水平加熱管，置于一口垂直注入井與一口垂直生產(chǎn)井之間的地層中)注高壓蒸汽，使蒸汽進行環(huán)流。環(huán)流的蒸汽使水平加熱管周圍形成被加熱的環(huán)形空間(即加熱通道)，進而使附近地帶內(nèi)瀝青粘度下降。而從注入井注入的蒸汽將沿著被加熱的水平通道把具有流動性的瀝青驅(qū)替至生產(chǎn)井。

2．4 重力輔助蒸汽驅(qū)(SAGD)從水平井上方一口或幾口垂直井中注蒸汽。加熱后，可流動的瀝青在重力作用下流向位于其下方的水平井中。這稱為重力輔助蒸汽驅(qū)油(SAGD)。采用SAGD 之前，各口垂直井應(yīng)有若干周期的蒸汽吞吐。以減小與水平井之間的阻力，預(yù)熱周圍油層。若利用原先鉆成的垂直井．只在其下方加鉆水平井。將降低投資，還可以發(fā)揮這兩種井各自的特點

2．5 改進的重力輔助蒸汽驅(qū)(ESAGD)為了開發(fā)加拿大阿爾伯塔和平河瀝青砂巖制油油藏。殼牌加拿大有限公司應(yīng)用了改進的重力軸助蒸汽驅(qū)油法(ESAGD)它采用上下兩口水平井井對，上水平井用作注汽井，下水平井用作生產(chǎn)井。其操作分為三個階段：① 預(yù)熱階段。②SAGD 階段。③重力輔助與蒸汽驅(qū)相結(jié)合。數(shù)模研究表明，ESAGD比SAGD 的開采動態(tài)有明顯改進，特別是日產(chǎn)量和最終采收帛。

2．6 水平井電加熱開采 對蒸汽注入能力低的瀝青砂巖油藏或采用常規(guī)注熱法不能經(jīng)濟有效開采的油藏，可以考慮采用電加熱法來開采。地層電阻率在1OOn ·m 內(nèi)，可采用60Hz工業(yè)用交流電法加熱；地層電阻率在i0000~ ·m 內(nèi)，可采用無線電法加熱，其頻率范圍在若干MHz 范圍內(nèi)。

2．7 坑道式水平井開采

該法是從地面向油層內(nèi)打一口豎井并從豎井井底沿著油層鉆一條幾km 長的坑道如果油層為疏松砂巖，則需用鑄鐵或混凝土支架支撐坑道。在坑道的兩邊鉆一批水平井眼，井眼要盡可能深地穿入油層，井距大些，以減少鉆井費用。將蒸汽發(fā)生器下入豎井并沿坑道鋪設(shè)蒸汽管線，注入的蒸汽加熱油層并由生產(chǎn)井抽汲到地面。該法的優(yōu)點：與油藏接觸面積大；波及效率高．采收率在5O％ 以上；相對成本低，地面干擾小，可從湖底或沼澤采油。缺點是工程前期投資高達(dá)數(shù)千萬美元。

2．8 多底水平井開采

該法是從地面鉆一口大直徑豎井，使其進入油層，然后在該豎井井底打一個直徑更大的工作室，以便工作人員在井底工作。由此工作室底部向四周鉆一批徑向分布的水平井組。多底井中水平井筒有不同的分布方式，如徑向放射狀水平井眼，習(xí)慣上稱之為“熱盤”式水平井。該法的優(yōu)點；掃油效率高,熱效率高；直接成本雖比常規(guī)熱采法高5o，但所鉆井?dāng)?shù)少，人員和燃料費用較低；用常規(guī)熱采法的一半時間，可采出1．5倍的油

2．9 頂部燃燒重力輔助水平井開采(COSH)COSH 法是由加拿大Aostra研制的 CoSH 系統(tǒng)由三類井組成：垂直注入井、遠(yuǎn)程集氣井和水平生產(chǎn)井垂直注入井(鉆在產(chǎn)層上部)用作注氧氣、空氣或加氧再循環(huán)氣，采取向油層持續(xù)注氣及在井筒中進行冷水循環(huán)的方式防止燃燒的負(fù)效應(yīng)。在鉆水平生產(chǎn)井之前，這些垂直注入井還可用來確定產(chǎn)層底部的精確位置及地質(zhì)情況并能用熱電偶監(jiān)測氣室下部的溫度剖面。應(yīng)避免使用水平注入井，除非找到使水平注入井免受燃燒破壞等負(fù)效應(yīng)的方法。

遠(yuǎn)程集氣井用來收集燃燒過程中產(chǎn)生的氣體。它可以是垂直井，也可以是水平井，在靠近產(chǎn)層頂部完井。如果采用垂直井，最初在靠近產(chǎn)層頂部完井．一且燃燒或停止注氧氣后，就在產(chǎn)層下部進行二次完井以用作生產(chǎn)井。遠(yuǎn)程集氣井應(yīng)盡量遠(yuǎn)離注入井，以便在整個燃燒過程中保持井筒冷卻，使得采出氣中含氧不會成為嚴(yán)重的問題。水平生產(chǎn)井鉆在各排垂直注入井之下的產(chǎn)層底部附近，用于采出加熱后的流體。對水平生產(chǎn)井巾的產(chǎn)氣量應(yīng)進行監(jiān)測并控制在較低的速率下，以防燃 燒熱量到達(dá)生產(chǎn)井。

2．10 水平井火燒油層

目前人們對水平井火燒油層的認(rèn)識還限于室內(nèi)研究。英國Bath大學(xué)對水平井火燒油層進行了模擬。選用狼湖地區(qū)的原油。在一個三維矩形燃燒室(O．4m×0．4m×0．4m)中進行～ 系列火燒試驗。采用三種不同l的井組合：垂直注入井一水平生產(chǎn)井(VIHP)，水平注入井一水平生產(chǎn)井(相互垂直)(HI上HP)，平行的水平注入井一水平生產(chǎn)井(HIHP)3 結(jié)論

目前國外在水平井稠油熱采方面進行了多方面的研究，有些水平井稠油熱采方式用于現(xiàn)場取得了良好的效果。盡管有些熱采方式仍處于室內(nèi)研究階段，但模擬結(jié)果顯示出了良好的應(yīng)用前景。隨著研究的不斷深入，將會有更多的水平井熱采方式投入現(xiàn)場應(yīng)用。

第五篇：水輪機技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展方向心得體會

水輪機技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展方向心得體會

金濤 能源學(xué)院 1120200113

為期五周的小學(xué)期，讓我對水輪機這一課題有了深刻的認(rèn)識。

在老師的課堂上，我了解到，水輪機是一種將水能轉(zhuǎn)換為機械能的動力機械。在大多數(shù)情況下，將這種機械能通過發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電能，因此水輪機是為水能利用和發(fā)電服務(wù)的。水是人類在生活和生產(chǎn)中能依賴的最重要的自然資源之一，我們的祖先很早以前就和洪水開展了斗爭并學(xué)會了利用水能。公園前二千多年的大禹治水，至今還為人們所稱頌。公元37年中國人發(fā)明了用水輪帶動的鼓風(fēng)設(shè)備-水排，公元260-270年中國人創(chuàng)造了水碾，公元220-300年間發(fā)明了用水輪帶動的水磨，這些水力機械結(jié)構(gòu)簡單，制造容易。缺點是笨重、出力小、效率低。真正大規(guī)模地對水力資源合理開發(fā)和利用，是在近代工業(yè)發(fā)展和有關(guān)發(fā)電、航運等技術(shù)發(fā)展以后。水利資源的綜合開發(fā)和利用，是指通過修建水利樞紐工程來進行對河流水力資源在防洪、灌溉、航運、發(fā)電以及水產(chǎn)等發(fā)明的綜合利用。我國的水電發(fā)展設(shè)備事業(yè)也是在新中國成立以后才有了蓬勃發(fā)展，1975年我國還只能自行設(shè)計制造7.5萬千瓦的新安江水電站，我國已能自行設(shè)計制造單機容量70萬千瓦的混流式水輪機發(fā)電機組及單機容量17萬千瓦的軸流轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機組。我國的水力設(shè)備的設(shè)計、制造水平已達(dá)到世界先進水平。我國設(shè)計、制造的水力發(fā)電設(shè)備遠(yuǎn)銷到美國、加拿大、菲律賓、土耳其、南斯拉夫、越南等國，受到了這些國家的歡迎。

水輪機是把水流的能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機械能的動力機械，它屬于流體機械中的透平機械。早在公元前100年前后，中國就出現(xiàn)了水輪機的雛形—水輪，用于提灌和驅(qū)動糧食加工器械?，F(xiàn)代水輪機則大多數(shù)安裝在水電站內(nèi)，用來驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。在水電站中，上游水庫中的水經(jīng)引水管引向水輪機，推動水輪機轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機發(fā)電。作完功的水則通過尾水管道排向下游。水頭越高、流量越大，水輪機的輸出功率也就越大。

通俗點說，水輪機的工作原理很簡單。就像我們小時候玩的風(fēng)車一樣。因為水（液體）和氣體統(tǒng)稱為流體。其實他們的工作原理很簡單的。只是在水輪機的另一端，有一個勵磁裝置，也就是發(fā)電機。這樣就可以發(fā)電了（當(dāng)然還有導(dǎo)線，變壓器，轉(zhuǎn)速控制器之類的）

水輪機及輔機是重要的水電設(shè)備是水力發(fā)電行業(yè)必不可少的組成部分，是充分利用清潔可再生能源實現(xiàn)節(jié)能減排、減少環(huán)境污染的重要設(shè)備，其技術(shù)發(fā)展與我國水電行業(yè)的發(fā)展規(guī)模相適應(yīng)。在我國電力需求的強力拉動下，我國水輪機及輔機制造行業(yè)進入快速發(fā)展期，其經(jīng)濟規(guī)模及技術(shù)水平都有顯著提高，我國水輪機制造技術(shù)已達(dá)世界先進水平。

水輪機按工作原理可分為沖擊式水輪機和反擊式水輪機兩大類。沖擊式水輪機的轉(zhuǎn)輪 受到水流的沖擊而旋轉(zhuǎn)，工作過程中水流的壓力不變，主要是動能的轉(zhuǎn)換；反擊式水輪機的轉(zhuǎn)輪在水中受到水流的反作用力而旋轉(zhuǎn)，工作過程中水流的壓力能和動能均有改變，但主要是壓力能的轉(zhuǎn)換。

沖擊式水輪機是借助于特殊導(dǎo)水機構(gòu)引出具有動能的自由射流，沖向轉(zhuǎn)輪水斗，使轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)做功，從而完成講水能轉(zhuǎn)換成機械能的一種水力原動機。在沖擊式水輪機中，以工作射流與轉(zhuǎn)輪相對位置和做工次數(shù)的不同，可分為切擊式水輪機、斜擊式水輪機和雙擊式水輪機。

切擊式水輪機工作射流中心線與轉(zhuǎn)輪節(jié)圓相切，故名切擊式水輪機。其轉(zhuǎn)輪葉片均由一系列呈雙碗狀水斗組成，故又稱水斗式水輪機。切擊式水輪機是目前沖擊式水輪機中應(yīng)用最廣泛的一種機型。其應(yīng)用水頭一般為300-2000m，目前最高應(yīng)用水頭已達(dá)到1771.3m（澳大利亞的列塞克-克羅依采克水力蓄能電站，水輪機出力P=22.8MW）。斜擊式水輪機主要工作部件和切擊式水輪機基本相同，只是工作射流與轉(zhuǎn)輪進口平面呈某一角度α，射流斜著射向轉(zhuǎn)輪。斜擊式水輪機適用于水頭在35-350m、軸功率為10-500kW、比轉(zhuǎn)速為18-45的中小型水電站。雙擊式水輪機水流先從轉(zhuǎn)輪外周進入部分葉片流道，消耗了大約70%-80%的動能，然后離開葉道，穿過轉(zhuǎn)輪中心部分的空間，又一次進入轉(zhuǎn)輪另一部分葉道消耗余下大約20%-30%的動能。這種水輪機效率低，一般適用于H<60m，N<150kW的小型水電站。

反擊式水輪機的工作原理是，在一個圓錐形筒的下端焊接兩個或更多個出水曲管，圓錐形筒可繞中心豎直軸自由轉(zhuǎn)動、往筒里灌水，水從下端曲管中流出時產(chǎn)生沿水流方向的加速度，根據(jù)牛頓第三定律，水以相反方向的力作用于曲管上。這樣，圓筒在水流的反作用力作用下，繞豎直軸轉(zhuǎn)動，直到筒中的水流盡為止。這個現(xiàn)象也可以根據(jù)動量守恒定律來解釋。配圖中是水輪機模型轉(zhuǎn)動時的閃光照片。反擊式水輪機可分為混流式、軸流式、斜流式和貫流式。軸流式、貫流式和斜流式水輪機按其結(jié)構(gòu)還可分為定槳式和轉(zhuǎn)槳式。定槳式的轉(zhuǎn)輪葉片是固定的；轉(zhuǎn)槳式的轉(zhuǎn)輪葉片可以在運行中繞葉片軸轉(zhuǎn)動，以適應(yīng)水頭和負(fù)荷的變化。各種類型的反擊式水輪機都設(shè)有進水裝置，大、中型立軸反擊式水輪機的進水裝置一般由蝸殼、固定導(dǎo)葉和活動導(dǎo)葉組成。蝸殼的作用是把水流均勻分布到轉(zhuǎn)輪周圍。當(dāng)水頭在40米以下時，水輪機的蝸殼常用鋼筋混凝土在現(xiàn)場澆注而成；水頭高于40米時，則常采用拼焊或整鑄的金屬蝸殼。

在反擊式水輪機中，水流充滿整個轉(zhuǎn)輪流道，全部葉片同時受到水流的作用，所以在同樣的水頭下，轉(zhuǎn)輪直徑小于沖擊式水輪機。它們的最高效率也高于沖擊式水輪機，但當(dāng)負(fù)荷變化時，水輪機的效率受到不同程度的影響。反擊式水輪機都設(shè)有尾水管，其作用是：回收轉(zhuǎn)輪出口處水流的動能；把水流排向下游；當(dāng)轉(zhuǎn)輪的安裝位置高于下游水位時，將此位能轉(zhuǎn)化為壓力能予以回收。對于低水頭大流量的水輪機，轉(zhuǎn)輪的出口動能相對較大，尾水管的回收性能對水輪機的效率有顯著影響。