气体钻井井下燃爆界限计算模型

为明确气体钻井过程中引发井下燃爆的原因,确定井下混合气的燃爆界限,根据现行气体钻井施工规范及现场从业经验,归纳出气体钻井施工时环空不畅或封闭、钻具与地层岩石的摩擦生热、钻头破岩产生火花是引发燃爆的原因,并结合燃烧与爆炸学理论知识从引燃方式入手,建立了以热自燃、热板点火、热球点火和火花点火为引燃能量表现形式的燃爆界限计算模型。以A井施工为例,该模型可根据钻井参数变化动态计算不同井段的燃爆界限,为及时调整钻井方案,防控井下燃爆事故提供了依托。     

注空气采油油井产出气体燃爆特性

注空气采油工艺过程中存在产出气爆炸等安全问题,在分析产出气-空气混合物爆炸体积分数极限主要影响因素的基础上,利用Le Chatlier公式和图版计算混合物的爆炸体积分数极限,估算临界氧含量,采用圆柱状爆炸容器,在20～90 ℃、0.2～1.2 MPa下对产出气-空气混合物进行燃爆特性试验,确定爆炸体积分数极限范围、临界氧含量及爆炸区域,制定油井氧含量的安全标准.结果表明:可燃产出气的爆炸体积分数极限和临界氧含量受温度、压力、氧含量、点火能量、位置和惰性气体等因素的影响;爆炸范围随温度、压力和氧含量的升高而变宽,危险性增大;临界氧含量随温度、压力的升高而降低;高温高压模拟工况条件下,爆炸范围和氧含量随惰性气体体积分数的增加迅速减小,惰性气体体积分数和氧含量对爆炸体积分数下限影响较小,而对体积分数上限影响很大.     

气体钻井环空携水能力研究

气体钻井在某些方面具有常规钻井液钻井不可比拟的优势,在深层海相地层勘探开发过程中能够提高钻速、降低成本、减小对储层的伤害,具有广阔的应用前景。然而,当钻遇出水地层时,岩屑若遇水水化,黏度增大,容易导致钻头泥包、井眼堵卡等井下复杂问题,影响气体钻井的安全性。依托气体钻井井筒多相流大型实验架,对出水地层气体钻井携水规律进行实验研究。着重分析了井底携水搅动、井壁湿润、液膜形成及回落、液膜波动前进等携水现象,在实验结果分析的基础上,通过对环雾流携水规律的研究,提出了气体钻井极限携水能力计算模型。模型计算结果与实验结果相吻合,表明具有现场实用价值。     

雾化泵在气体钻井中的应用

本文介绍了气体钻井的分类及在气体钻井中，泡沫气雾钻井基液泵又称雾化泵的应用环境，雾化泵系统参数选择,流程与流量控制。     

可燃气体爆炸发生过程研究进展

分别从理论、数值模拟研究两个方面介绍了近年来国内外在气体爆炸方面的研究现状和研究成果,指出了研究中存在的问题,提出了今后研究的发展方向。     

大庆油田深层气体钻井可行性分析方法

气体钻井能够大幅度地提高机械钻速,但气体钻井的事故多情况复杂。大庆油田深层广泛地开展气体钻井配套技术研究与现场试验期间,因地层出水和井壁稳定性的影响,致使气体钻井效率低、效益差。在借鉴气体钻井的相关成果和认识的基础上,提出了钻前出水量预测、井壁稳定预测、经济性评估等进行气体钻井可行性分析的方法,能够为决策是否实施气体钻井提供依据。在可实施纯空气钻井的前提下,按照大庆油田的实际情况,经计算,进尺超过395m,采用空气钻井技术即可获得经济效益。     

气体钻井井底压力影响因素分析

井底压力控制是气体欠平衡钻井技术的核心,该文在Guo模型的基础上,采用微分迭代的方法求解井底压力。考虑气体注入速率、井口回压、井深、机械钻速和井径扩大率对井底压力的影响,并利用编制的计算程序进行模拟。模拟结果表明,随着气体注入速率、井口回压、井深、机械钻速的增大,环空井底压力逐渐升高;随着井径扩大率的增大,环空井底压力逐渐降低。计算为气体钻井设计和井控理论研究提供了一定的依据。     

可燃气体的爆炸极限和最大允许氧含量的测定及影响因素研究

通过实验分析了可燃气体(液体蒸汽)的爆炸极限规律,同时独到地分析了各浓度可燃气体(液体蒸汽)的最大允许氧含量的规律;通过爆炸极限和最大允许氧含量规律的对比研究,分析了两者的影响因素,指出两者从不同角度界定了可燃气体(液体蒸汽)的爆炸范围。     

气体钻井地层出水量理论模型

为了准确预测气体钻井施工过程中出水层位的地层出水量,根据渗流力学的基本原理,并结合气体钻井的实际工作状况,分别分析并建立了钻头钻入水层厚度小于井径、大于井径、完全钻穿水层和钻头已部分钻穿水层但尚未整体脱离水层四种情况下的地层出水量的理论预测模型。在塔里木油田的现场实验表明,理论模型的计算结果和现场实际测量的出水量相比误差在10%左右。该理论模型可以适用于气体钻井过程中出水层位出水量的计算,具有推广价值。     

原油罐区爆炸性气体混合物的爆炸极限计算

对原油罐区形成的爆炸性环境进行了分析,应用 IBM—PC/AT 或兼容机对爆炸性气体混合物的爆炸极限进行计算,为在原油罐区爆炸性环境中确定潜在爆炸的危险程度及安全可靠地使用自动化仪器设备,提供足够安全的数据。     

应用FTA分析瓦斯隧道在建期瓦斯爆炸事故

 道路交通工程中的瓦斯隧道建设存在瓦斯爆炸的重大危险,其影响因素十分复杂.分析国内外典型隧道瓦斯爆炸事故,获得导致隧道瓦斯爆炸的危险源;运用事故树理论,建立隧道瓦斯爆炸事故树模型,计算事故发生的最小割集和最小径集,发现导致瓦斯爆炸有380种途径,预防瓦斯爆炸事故有2个集合;计算事故树结构重要度,认为防止隧道瓦斯爆炸事故的重点应放在机电管理缺陷和瓦斯管理缺陷上;最后制定了瓦斯隧道在建期瓦斯爆炸事故预防措施.分析结果表明,在防治瓦斯隧道瓦斯爆炸事故中应把防止瓦斯积聚放在首位,控制引爆火源其次,以瓦斯隧道安全施工管理为基础.     

煤矿井下瓦斯抽采PVC管道爆炸原因分析及预防

针对煤矿瓦斯抽采PVC管道静电引起的瓦斯爆炸事故,分析了PVC管道中静电产生和静电放电的原因,提出了预防PVC管道中静电灾害的技术.由于瓦斯在PVC抽放管路中流动时产生静电并在管道内壁产生静电积聚,所以在PVC管路和铁质流量计连接处,因两者导电能力不同,致使PVC管路产生静电,恰巧这时的瓦斯浓度达到爆炸范围,静电放电火...     

输送管道内低浓度瓦斯爆炸传播实验研究

为了提高煤矿抽采瓦斯的利用率和抽采系统的安全性,实现低浓度瓦斯的安全抽采和利用,开发可靠、完善、配套的低浓度瓦斯抽放系统设备,对低浓度瓦斯抽放输送管道中瓦斯爆炸传播机理进行了实验研究.研究表明,DN500 mm和DN700 mm管道的全管道瓦斯爆炸最大压力峰值出现在出口附近,在本试验条件下,最大压力峰值在0 7～1 9 MPa之间;瓦斯爆炸压力峰值从爆源点开始逐渐下降,传播一段距离后出现拐点,压力峰值开始上升;火焰速度随着传播距离的加长而依次增大,在靠近出口处,火焰传播速度最快;管道管径的不同明显影响了瓦斯的爆炸过程.这些规律性的结论为低浓度瓦斯输送管道的承压设计、各种隔抑爆设备的承压设计以及输送管道上各种隔抑爆设备的安装距离的确定提供了理论依据.     

浅谈预防瓦斯爆炸的措施

介绍了矿井瓦斯的生成、性质、存在状态和涌出形式,探讨了矿井瓦斯的危害及瓦斯爆炸所具备的条件,提出了预防瓦斯爆炸的措施。     

瓦斯爆炸事故风险耦合分析

运用物理学、协同学、灾害学等学科相关概念,对瓦斯爆炸事故的风险耦合的定义及类型进行了界定;其次以复杂系统风险涌现为视角,构建了瓦斯爆炸事故风险耦合层次网络模型,并利用N-K模型分析了各风险因素之间的耦合关系.结果表明:瓦斯爆炸事故是微观风险因素间的非线性耦合导致宏观层级结构状态发生阶跃式突变的结果,该过程中风险因素耦合越多越易引发瓦斯爆炸事故;在控制风险耦合的过程中,客观因素造成的耦合风险比主观因素造成的耦合风险更难控制.     

蒙脱石粉体对瓦斯爆炸特性参数的影响研究

选用天然矿物粉体蒙脱石作为抑爆材料,通过20 L球形爆炸装置和自主设计的5 L管道实验系统,测试了蒙脱石粉体及其浓度对甲烷-空气预混气体的爆炸压力、火焰传播速度等特性参数的影响.结果表明:蒙脱石粉体对甲烷爆炸具有一定的抑制作用,甲烷-空气预混气体的最大爆炸压力和爆炸火焰传播的平均速度随着粉体浓度的增加呈现先降低后上升的趋势.其中,当粉体浓度为0.16 g/L时,爆炸压力下降至最低,比未添加粉体时下降了29.2%;当粉体浓度为0.20 g/L时,火焰传播平均速度最小.此外,结合蒙脱石粉体的元素组成及热解特性分析其瓦斯抑爆机理.      

双层泡沫陶瓷抑制瓦斯爆炸研究

为有效抑制煤矿瓦斯爆炸产生的冲击波,自行设计、搭建了瓦斯爆炸圆形大尺度管道实验系统,对8%浓度的瓦斯预混爆炸过程中多孔泡沫陶瓷对冲击波的抑制特性进行了研究.研究结果表明：泡沫陶瓷的多孔结构通过弹性形变和塑性形变吸收瓦斯预混爆燃的冲击波能量,实现抑制、衰减冲击波的效果.泡沫陶瓷层数、厚度和位置对抑制瓦斯爆炸传播均有一定的影响,其中层数影响尤为显著,双层布置时爆炸冲击最大超压下降速度更快、梯度更大;设置位置距点火端的距离3 m至4 m的范围内可以成功抑制爆炸的发展和演化;泡沫陶瓷厚度对爆炸冲击波趋势影响并不明显,而对最大超压数值有影响,相比50 mm厚,30 mm厚的泡沫陶瓷最大超压衰减率更大,抑爆效果更好.     

煤矿瓦斯爆炸事故的分析及防治

矿井瓦斯爆炸是煤矿五大自然灾害之一，不仅会给煤矿造成巨大的经济损失，而且造成恶劣的社会影响。文章分析了矿井瓦斯爆炸的原因，并提出了相应的防治措施。     

熔融铝液遇水爆炸极限分析

为深入研究熔融铝液遇水爆炸机理,结合铝工业生产实际建立了熔融铝液遇水爆炸实验系统,开展了不同水-铝质量比对爆炸特性影响研究. 实验数据表明铝液遇水产生剧烈爆炸与水-铝质量比关系密切. 应用冲击诱导碎化形成热爆炸的理论,根据冲击波质量与动量守恒方程,得到波后不同介质产生速度差. 利用水量/铝量变化得出水-铝相对速度理论曲线,进一步分析了水-铝质量比与爆炸极限的内在联系. 研究结果表明,水-铝质量比在0.19~2.00区间内易产生剧烈的爆炸,与实验数据吻合性较高,确定了较低水-铝质量比区域的体系爆炸极限.