Ⅰ 石油鑽頭的概述
石油鑽頭設計大多是根據實踐經驗,結合試湊的方法,反復進行設計與計算,因而設計精度低、周期長,難以提高設計質量,而且每次計算只能設計出一個鑽頭,效率低。因此,開發出一套石油鑽頭CAD系統,實現石油鑽頭的參數化繪圖就顯得非常必要。1系統的總體設計石油鑽頭參數化繪圖系統採用功能模塊化的編程方法,把整個系統分為四大功能模塊:用戶界面管理模塊、鑽頭齒面結構設計模塊、資料庫管理模塊、參數化繪圖模塊。用戶界面的設計,採用內嵌於AutoCAD的VBA二次開發工具實現。用戶通過用戶界面模塊輸入石油鑽頭設計的相關參數,實現人機信息交流。鑽頭齒面結構設計模塊的主要功能是根據石油鑽頭設計理論完成復雜的石油鑽頭設計數據計算。資料庫管理模塊是由Access 2003以數據表格的形式建立的資料庫。......
產品名稱: 江漢HJT517G三牙輪鑽頭
產品介紹: 所屬分類:鑽井,勘探,石油,鑽頭,鑽井配件
產品名稱: 215.9mm金屬密封江漢鑲齒三牙輪鑽頭
產品型號:FJ517G
Ⅱ 三維地質建模方法
自20世紀80年代以來,研究人員提出了許多三維地質模型來模擬地質體,使這方面的研究有了長足的發展。通過對國內外大量的三維地質建模方面的文獻和專業軟體的研究分析,三維地質建模方法大體可歸納為三類:離散點源法、剖面框架法和多源數據耦合建模法。
1.2.3.1 離散點源法
在地質找礦中,經常需要根據少量的離散點采樣數據(如地質測繪或鑽孔資料)來獲取地質體的形狀,從而為進一步指導找礦起指導性的作用。因此,研究如何實現空間散亂點數據場可視化的方法具有一定的意義。
Carlson(1987)從地質學的角度提出了地下空間結構的三維概念模型,並提出用單純復形模型(Simplicial Complex Model)來建立地質模型。Victor(1993)、Pilout(1994)則具體應用Delaunay四面體的三維矢量數據模型研究離散點地質建模問題。Lattuada(1995)對3DDT(3 Dimensional Delaunay Triangulation)在地質領域內的應用進行了研究,表明四面體格網能很好地用於地質體的三維建模,優點包括:四面體單元易於建立索引;模型易於手工編輯;可通過相鄰關系導出拓撲結構;約束三角剖分易於實現面約束;四面體非常便於可視化,同時具有較高的表達精度;易於實現搜索和關系查詢等。Courrioux et al.(2001)基於Voronoi圖實現了地質對象實體的自動重構。Frank et al.(2007)採用隱函數法(implicit function)表達三維曲面,對離散點集進行三維重構(reconstruction),用來模擬斷層和鹽丘(salt dome)。楊欽(2001,2005)利用離散點源信息構建地層與斷層結構面,依此作為約束條件約束Delaunay剖分建立三維地質模型。
鑽孔數據也屬於一種點源信息。它實質上是將原始的點、線數據進行有效的分層,根據各層面標高應用曲面構造法來生成各個層面或實體。圍繞鑽孔數據進行三維地質建模已有許多學者進行了研究,其中較早利用鑽孔數據進行三維地質模擬的是加拿大學者Houlding(1994,2000),利用鑽孔孔口點位信息進行 Delaunay三角剖分,作為「主 TIN(Primary TIN)」,其他地層面則通過高程映射實現。張煜等(2001)對其建模方法進行了深入研究與發展,在垂直鑽孔的理想狀態下,採用三稜柱(Tri-prism,TP)數據模型建立三維地質模型,並給出了相關的剖切演算法。Lemon et al.(2003)採用「地層層位法」建立三維地層模型,並採用自定義剖面(user-defined cross-sections)的方法對地質模型進行局部交互修正。吳江斌(2003)、朱合華等(2003)提出一種基於鑽孔數據的二分拓撲數據結構的建模演算法,嘗試採用基於鑽孔數據的四面體體元模型構建地下三維地質模型;四面體結構在表達復雜結構上則較靈活,但是使用四面體表示空間實體會產生大量的冗餘,且生成四面體的演算法比較復雜。張芳(2005)採用Delaunay三角構網技術,利用鑽孔數據構建三維地層層面模型,同時引入「界面分片」思想,以適應於海量數據模型的可視化表達,但缺少對地質體屬性信息的表達。在三稜柱模型的基礎上,針對鑽孔存在偏斜問題,類三稜柱(Analogical Tri-prism,ATP)(齊安文等,2002)、廣義三稜柱(Generalized Tri-prism,GTP)(Wu,2004)方法先後被提出,用來進行三維地質建模,已被證明廣泛適應於礦山、石油等深部地質問題建模;同時,似三稜柱(Similar Triprism,STP)(Gong et al.,2004)也被提出用於解決鑽孔傾斜問題,如鄭蔚等(2005)基於鑽孔數據採用STP建立三維地質模型對地下空間進行虛擬漫遊。STP與GTP本質上是相同的。基於鑽孔數據建立三維地質建模,這一看似簡單的數據模型方法,經歷了10多年的發展歷程:從初期的TP數據模型,適用於鑽孔垂直成層、地層等厚的理想情況,發展到STP、GTP適用於鑽孔不垂直且地層不等厚的常見情況。
1.2.3.2 剖面框架法
剖面框架法就是在收集整理原始地質勘探資料的基礎上,建立分類資料庫,人工交互生成大量的二維地質剖面,然後應用曲面構造法生成各層位面表達三維地質模型,或者利用體元表示法直接進行地質體建模(Chae et al.,1999)。
利用地質剖面表達研究區域三維地質現象的初級形式是序列地質剖面法(朱小弟等,2001)。序列地質剖面構模技術實質是傳統地質制圖方法的計算機實現,即通過平面圖或剖面圖來描述地質構造,記錄地質信息,如圖1.2所示。其特點是將3D問題2D化,在空間上採用若干平行或近似平行的地質剖面來表達研究區域的地質分布特徵,但它在空間表達上是不完整的,它把剖面之間的地層或構造分布情況留給工程設計人員去「想像」。這種構模方法難以完整表達3D礦床及其內部構造。
基於剖面信息建立真三維模型具有很大的發展空間,對於復雜地質構造區域具有很好的適應性,成為當前地質建模的主要方法之一。然而,基於剖面進行三維重構得到完善發展的是在醫學領域,後來迅速擴展到其他領域。在醫學領域里,通過電腦斷層掃描(CAT)或者核磁共振(MRI)等技術,可以獲得一系列相互平行的人體切片圖像,通過提取對象的邊界,基於輪廓線演算法,生成三維人體模型。地質剖面信息同醫學切片信息一樣,都是反映研究對象的某一特定斷面上的構造分布,可以藉助醫學三維人體建模技術來構造三維地質模型。較早將醫學領域的切面三維建模引入地學領域的是在考古學方面的應用(Tipper,1976,1977;Herbert et al.,1995),主要應用在古生物的三維重構方面,而應用在三維地質建模方面的文獻並不很多。
圖1.2 序列地質剖面構模實例
公認的剖面三維重構的代表之作是Keppel的文章(Meyres et al.,1992;Herbert et al.,1995,2001;Xu et al.,2003;屈紅剛等,2003)。在Keppel的研究基礎上,Meyres(1992)將剖面建模方法分為4個子問題:對應問題(correspondence problem)、構網問題(tiling problem)、分支問題(branching problem)和光滑問題(fitting problem):①對應問題解決相鄰剖面之間的輪廓線匹配問題;②構網問題主要解決輪廓線之間的三角形構網問題,考慮滿足某個准則,例如最大體積法(Keppel,1975)、最小面積法(Fuchsetal.,1977)等;③分支問題是解決同一對象在不同剖面上的組成部分的個數不同的問題;④光滑問題主要解決將初始生成的三角網進行插值,從而得到更加光滑的三角網。
屈紅剛等(2003)提出基於含拓撲剖面地質建模方法來實現復雜地質的三維建模的對應問題,鄧飛等(2007)則對一般意義上的剖面地質建模進行了討論。
1.2.3.3 多源數據耦合建模法
隨著計算機性能的提高,具備了對海量數據的處理能力,人們對建立的地質模型要求也不斷提高,希望能夠建立高精度和高復雜度的地質模型(Turner,2003,2006;Calcagno et al.,2006;Kaufmann et al.,2008)。提高模型的精度可以通過插值的方法來實現,但更好的方法是通過增加約束信息來對初始地質模型進行細化,這就涉及耦合多源數據來建立地質模型的問題。
早在1993年,Houlding提出三維地學建模概念的時候就強調地質解釋信息具備對模型的修正(revision)功能。並且指出礦業工程有地質勘探數據、人工繪制數據及施工數據,還有不確定性的需要通過地質統計學進行估計的數據(Houlding,2000),最終的地質模型需要綜合考慮這些種類不同的數據。
McInerney et al.(2005a,b)認為三維地質建模只能部分上是一個數字地質采樣過程,更重要的是地質學家的人工解釋過程。並且尖銳地指出,不要指望一些計算機軟體能夠自動並成功地「建模」! 讓一個有經驗的地質學家輸入解釋性的信息進行建模,是現實和必要的;而軟體只是建模過程中提供便利的一個工具(There is no expectation that some computer software will successfully and automatically「builda model」! The reality is that interpretative input from a skilled geologist is essential to build a model;the software is simply a tool to facilitate the model-building process)。其要求實際上是,地質建模不僅要考慮地質勘探所獲取的確定性數據,還應加入地質工程人員對地質構造的解釋性數據,這就構成多源地質建模的基本思想。
Mallet(2002)針對地質體建模的特殊性和復雜性,以點、線數據為主要數據源,建立以三角形為基本單元的三維曲面,採用離散光滑插值技術(Discrete Smooth Interploate,DSI)使曲面的粗糙度最小,並作為GOCAD的核心技術,得到了許多地球物理公司和石油公司的支持。
相比較國外以石油、礦業工程為主要應用領域的三維地質建模,鍾登華等(2006)則從水利水電工程地質領域,研究多源地質數據建立壩區的三維地質模型。Wu et al.(2005)提出一種逐步細分的多源數據集成地質建模方法,考慮到地質數據大多比較稀疏和低采樣率的特徵,採用逐步細化的方法對初始地質模型不斷修正。
地質構造的復雜性和認識的階段性,使多源地質建模引起越來越多的研究興趣。32屆國際地質大會(International Geological Conference,IGC)於2004年在義大利佛羅倫薩召開,在「地質的復興(The Renaissance of Geology)」(Zanchi et al.,2007)議題上,多名國際知名的地學建模專家共同提到了多源地質建模問題。其中,Zanchi et al.(2008)藉助商業軟體對義大利境內阿爾卑斯山(Alps)利用多源地質建模問題進行研究,並應用於滑坡穩定性分析。西方發達國家主要將地質建模應用於能源與環境領域,這是為數不多的在工程建設領域開辟蹊徑的研究。無獨有偶,Kaufmann et al.(2008)嘗試採用多源地質建模,研究在廢棄煤礦巷道內進行天然氣儲存問題。
總體來看,三維地質建模技術是一個從簡單地層模擬到復雜地質構造模擬的發展過程。從最初基於單一數據建立簡單層狀三維地質模型,到綜合利用多源數據建立復雜地質模型,能夠反映地質構造的空間特徵。
Ⅲ 有沒有介紹石化工業的
一、我國石油和石油化工裝備製造業已具有堅實基礎 石油、石油化工工業是我國的支柱產業之一,在國民經濟中佔有重要地位,2001年,全國生產原油1.65億噸;原油加工量2.10億噸;生產乙烯480.67萬噸;生產化肥3396.52萬噸;生產合成材料1203.84萬噸,主要經濟指標居全國工業各行業之首。石油、石油化工工業的發展帶動了為其提供裝備的石油、石油化工設備製造業的發展。建國五十多年以來,特別是改革開放20多年來,通過研製、開發、合作生產、引進技術,使我國石油、石油化工設備製造業,從無到有、從小到大,建立起一個比較完整的製造體系。據統計,2001年行業中的石油和石油化工專用設備405家規模以上企業,工業總產值(現價)達134億元,利潤總額2.9億元,從業人員12.8萬人。 (1)石油鑽采設備製造體系已經形成 石油鑽采設備製造業是為陸地、沙漠、淺灘和海上石油、天然氣的勘探、開發提供裝備。建國初期,石油基本依賴進口,而石油和石油化工設備製造業更談不上,全國只有幾家小廠生產一些石油設備零配件。經過五十年來的努力,已建成幾個比較集中的製造基地:以寶雞、蘭州、南陽等為主的鑽井設備基地;以上海、江蘇為主的石油工具基地;以江漢、四川為主的石油鑽頭基地;以西安為主的地球物理勘探設備基地;以濟南為主的石油鑽機專用柴油機製造基地。採油設備的製造分散在全國各地,東北地區較為集中。 全世界具有生產成套石油鑽機能力的國家不多,只有英國、俄羅斯、羅馬尼亞、英國、挪威等國家。我國是發展中國家唯一能生產成套石油鑽機的國家,且已具備年生產1000-9000米系列成套鑽機120套左右能力。目前,生產成套石油鑽機企業已發展到八家。其中,國企四家:寶雞石油機械廠、南陽石油機械廠、江漢第四石油機械廠、勝利油田動力機廠;中外合資企業二家:蘭石國民油井石油工程有限公司、上海三高石油設備有限公司;民營企業二家:成都瑜宏石化工程有限責任公司、川油廣漢機械有限公司。2001年共生產銷售石油鑽機106台,無論在數量和質量上均是歷來最好水平。 採油采氣井口裝置已是我國的成熟產品,單油管採油井口裝置最高壓力可達105mpa,雙油管採油井口裝置最高壓力可達70mpa;機械採油設備已達到國際水平;生產適用於井筒直徑51/2〃-7〃,溫度為50℃-150℃,壓力為10mpa及以上各種規格成套電動潛油泵;鉤載60-120噸、修井深度為3600-7200米修井機;江漢石油鑽頭股份有限公司是亞洲最大的石油鑽頭生產企業,其能力為年產108個品種、23萬只鑽頭。 國內製造的油氣集輸設備規格齊全、質量過硬,如流量為750-3000米3/時、揚程90-550米的ks型離心輸油泵,pcl長輸管線壓縮機,800-1100mm口徑、4-10mpa球閥,直徑325-1420mm、壁厚6-16mm油氣集輸鋼管生產能力達上百萬噸,以及生產製造海洋油氣集輸單點系泊系統、浮式生產貯油船、穿梭油輪海底管道輸送系統和加壓設備等。 (2)石油化工設備製造業有了歷史性突破 五十年來,我國石油煉制工業一直走自主發展的道路,因而,帶動了煉油技術裝備的發展。目前,已可以製造500萬噸/年以上煉油廠成套設備、800萬噸/年常減壓蒸餾裝置、200萬噸/年以上重油催化裂化裝置、150萬噸/年加氫裂化裝置、200萬噸/年渣油加氫脫硫裝置、100萬噸/年延遲焦化裝置等。一些高難度設備,如加氫裂化和加氫精製裝置用的加氫反應器、高壓換熱器、高壓空冷器;加氫和重整裝置用的離心式循環氫壓縮機、50及80噸活塞力的往復式新氫壓縮機;催化裂化和延遲焦化裝置用的主風機、富氧壓縮機、高效旋風分離器、外取熱器、煙機以及重要的流程泵等都能製造。 曾幾何時,我國製造的小型化肥、中型化肥設備遍布全國各地,解決了當時對化肥的急需。這些化肥設備,由於其技術經濟指標已落後,逐漸被大型化肥設備淘汰。以30萬噸/年合成氨、52萬噸/年尿素為代表的大型化肥裝置的設備,包括關鍵設備:直徑2.8米的快活素合成塔、co2汽提塔、原料氣壓縮機、氨壓縮機、合成氣壓縮機、co2壓縮機等都已研製成功。 因此,我國的石油和石油化工裝備行業從滿足國內市場為主,到走出國門、融入國際市場,進入發展新階段的條件已經成熟,一定會大有可為。
Ⅳ 全國石油工程設計大賽是干什麼的具體怎麼做
你說的石工設計大賽應該是指方案設計類吧。方案設計類分為綜合組合單項組。不知道你是哪個專業的,主要都是研究生參加,為了鼓勵本科生參與,所以不同的學歷組成最終的得分會乘以一個不同的系數。博士最低,其次碩士,本科最高。
研一可以報一個單項組練手,有興趣研二可以組一個綜合組,第四屆現在正在進行中。單項組分為油藏工程、鑽完井工程、採油氣工程和地面工程。油藏工程主要是儲量計算,區塊地質建模,開發方案優化等,鑽完井主要是設計井身結構(直井、水平井等),鑽頭鑽具,固井等,採油氣組組要是管柱校核、舉升方式優選、注水注氣開發、壓裂設計等,地面工程不是特別了解,大致就是管道、集輸等。
綜合組是4個隊員從上到下4個方向做出一套整體的方案。也就是4個單項組的累加和結合。
手打辛苦,希望能夠採納,謝謝!
Ⅳ 國內外石油和地質部門常用軟體簡介
(一)石油和地理信息系統常用軟體
國內外石油和地理信息系統現有的相關軟體如表8-1所示。其中,Geo Map適用於製作各種地質平面圖、剖面圖、統計圖、三角圖、地理圖和工程平面圖,是廣泛應用於石油勘探與開發、地質、煤炭、林業、農業等領域的CAD軟體之一;MapGIS是工具型地理信息系統軟體,可對數字、文字、地圖遙感圖像等多源地學數據進行採集、管理、綜合空間分析及可視化表示,可製作具有出版精度的復雜地質圖,進行海量無縫地圖資料庫管理,具有強大的圖形編輯功能;SDI CGM Editor是CGM繪圖工具,包括圖形轉換及拼圖;SDI CGM Office是顯示、轉換CGM文件格式、復制/粘貼CGM圖形到 Microsoft Office、批量和交互進行各種圖形格式間相互轉化的功能軟體;Larson CGM Studio是強有力的CGM製作、編輯、組合工具;CARBON包括Intell Explore(井分析工具)和BendLinkEx(油藏分析工具)兩部分;Surfer是一個十分流行的功能強大的基於 Windows的三維繪圖軟體;蘭德馬克(LandMark)屬於大型地震綜合解釋軟體;Discovery是基於 Windows,方便研究人員桌面使用的一體化油藏描述、解釋軟體;EarthVision是當今用途廣泛的三維地質建模及三維可視化軟體系統。
表8-1 國內外石油和地理信息系統現有的相關軟體及其功能
續表
(二)服務於地質鑽探設計計算的軟體現狀
20世紀80年代以來,隨著計算機技術的迅猛發展,國外首先開發的鑽探設計計算軟體是為定向井設計、計算提供輔助分析手段的軟體。我國也於1982年初,由地質礦產部組織勘探技術研究所、探礦工程研究所、探礦工藝研究所、無錫鑽探工具廠和電子工業部49所以及重點地質隊(安徽省地礦局337隊、江西省地礦局912隊)對重點項目「螺桿鑽受控定向配套器具與施工工藝」開展攻關研究。經3年多的努力,在鑽孔彎曲規律與防治,定向鑽孔設計、計算、微機應用、造斜工具、定向儀器、造斜金剛石鑽頭,以及一整套施工工藝等方面都取得了突破性進展和多項科研成果,使受控定向鑽探進入實用階段。當前,我國地質定向鑽探技術水平已進入先進國家行列。在定向井設計、計算軟體研發方面也取得了顯著進展。其中北京怡恆陽光科技發展有限公司研發的「Navigator定向井水平井軌跡設計及計算分析軟體」在國內石油鑽井工程中應用廣泛,它可以幫助定向井工程師合理地設計井眼軌道,並可在鑽井施工過程中進行實鑽計算和軌跡分析,其主界面如圖8-1。
圖8-1 Navigator定向井水平井軌跡設計及計算分析軟體主界面
煤炭科學研究總院西安研究院與北京合康公司合作研發了一套適合水平孔設計計算的隨鑽測量軟體系統,其主界面如圖8-2。
圖8-2 煤炭科學研究總院西安研究院與北京合康公司研發的隨鑽測量系統軟體主界面
考慮到國內外現有的定向井設計計算軟體絕大多數是根據石油行業規范進行研發的,石油鑽井設計原則及方法與地質鑽孔設計有著顯著差異,在地礦行業難以直接推廣應用。而西安煤炭研究院與北京合康公司合作研發的軟體只有軌跡計算功能,沒有涉及自然彎曲規律分析、柱狀圖的生成以及受控定向軌跡的設計等問題,因此該軟體的應用有一定的局限性。安徽省地礦局313地質隊根據國內地礦行業的自身特點及定向鑽探施工工藝,與中國地質大學(武漢)合作研發了適合我國地質礦產行業的鑽孔設計與軌跡動態監控系統,使計算機軟體技術更好地為深部鑽探優化設計、鑽孔軌跡動態監控、數據處理、鑽孔質量控制和鑽探資料檔案管理服務,為探礦工作者提供技術支持。