井下
關(guān)注創(chuàng)建者：熱管理博覽會(huì) 創(chuàng)建時(shí)間：2023-08-18
井下的視頻教程
井下套管脈動(dòng)流振動(dòng)屈曲模擬
1熟悉井下套管類結(jié)構(gòu)工作環(huán)境 2掌握井下套管類結(jié)構(gòu)鏈接關(guān)系的構(gòu)建方法 3掌握井下套管類管柱流體的模擬方法 4掌握雙向耦合的設(shè)置方法
￥300 1小時(shí)16分鐘 26播放
查看
Abaqus在石油機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用—基于強(qiáng)度校核的設(shè)計(jì)優(yōu)化
Abaqus在石油機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用—基于強(qiáng)度校核的設(shè)計(jì)優(yōu)化 適用人群：從事石油機(jī)械及井下工具設(shè)計(jì)人員，或者其他行業(yè)從事機(jī)械設(shè)計(jì)的技術(shù)人員。
￥29.9 44分鐘 482播放
查看
Abaqus在石油鉆井領(lǐng)域的應(yīng)用——鉆頭破巖分析
隨著深層、超深層及非常規(guī)油氣資源的開發(fā)，鉆井面臨高溫高壓、復(fù)雜地層應(yīng)力及各向異性巖層等挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)公式和簡化模型難以準(zhǔn)確預(yù)測井下動(dòng)態(tài)行為。Abaqus通過建立鉆柱-井眼-地層系統(tǒng)的三維有限元模型，可模擬鉆柱的渦動(dòng)、屈曲、疲勞損傷過程，分析鉆井液壓力與地應(yīng)力耦合作用下的井壁坍塌風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)化井眼軌跡設(shè)計(jì)。其巖土力學(xué)模塊能再現(xiàn)PDC鉆齒與頁巖/碳酸鹽巖的相互作用，為鉆頭選型與參數(shù)優(yōu)化提供依據(jù)。
￥9.9 1小時(shí)2分鐘 355播放
查看
井下的實(shí)例教程
圖5 礦井F5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
F5G＋5G融合組網(wǎng)架構(gòu)
F5G作為煤礦井下主干網(wǎng)絡(luò)，將井下安全監(jiān)控網(wǎng)、視頻監(jiān)控網(wǎng)、人員定位、5G網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一接入。按照《煤礦安全規(guī)程》要求，安全監(jiān)控網(wǎng)需要和其他網(wǎng)絡(luò)接入到不同光纖芯上，實(shí)現(xiàn)分芯傳輸。F5G作為5G的承載網(wǎng)，其本身可實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)低時(shí)延，并為5G承載專門提供高精度時(shí)鐘同步、業(yè)務(wù)隔離功能，5G的BBU可直接接入到光環(huán)網(wǎng)終端設(shè)備（5G承載光環(huán)網(wǎng)終端設(shè)備一般為10 GE個(gè)光口），實(shí)現(xiàn)井下F5G＋5G一張網(wǎng)傳輸（圖6）。井下F5G＋5G一張網(wǎng)具備以下2點(diǎn)優(yōu)勢：
圖6 F5G+5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
（1）可使整個(gè)井下網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡化，井下多網(wǎng)統(tǒng)一部署。解決井下原來多張環(huán)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)重復(fù)建設(shè)、難以運(yùn)維的問題。
（2）F5G網(wǎng)絡(luò)井下有源設(shè)備只有光環(huán)網(wǎng)終端設(shè)備，井下設(shè)備更加安全、簡單。
整體來看，F(xiàn)5G＋5G井下一張網(wǎng)解決了原來井下網(wǎng)絡(luò)分散的問題，讓多條“小路”融合成一條網(wǎng)絡(luò)“高速公路”，使井下網(wǎng)絡(luò)最終實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一、融合，為煤礦智能化建設(shè)提供保障。
展開 井下破巖過程計(jì)算機(jī)仿真分析
實(shí)際油井、氣井開采時(shí)，在幾千米的井下進(jìn)行破巖是一件看不見、摸不著的過程，由于井壁有直井、斜井、分支井、水平井等多種形式，且?guī)r層多種多樣，導(dǎo)致了研發(fā)工程師們需要為不同的油氣井類型制定不同的開采方案，并研制多種多樣的開采工具。一般來講，最常見的是旋進(jìn)式鉆井過程，巖石在鉆頭的旋轉(zhuǎn)切割作用下被粉碎，然后在鉆井液的攜帶作用下被運(yùn)送至數(shù)千米以上的地面。
今天以一種典型的井下造穴刀具為例，和大家探討破巖工具在破巖過程中的受力分析和優(yōu)化的過程。
這個(gè)結(jié)構(gòu)很簡單，刀柄與刀頭通過銷軸連接，不過內(nèi)部有通道，從刀柄一直到刀頭的端部，是走泥漿或水的。初步鉆井完成后，采用此工具將指定部位直徑擴(kuò)大，形成洞穴。
工具下井后，在水力反推作用下，刀頭折疊抵住井壁，刀柄旋轉(zhuǎn)，則刀頭部位的金剛石顆粒對井壁巖石開始切割，可以將直筒形狀的井壁切出一個(gè)很大的直徑，這種刀具適用于比較軟的巖層。
ABAQUS中提供了多種材料失效模式，我們根據(jù)巖石的材料特性定義材料模型，
由于切割過程中巖石不多脫落，刀頭與周邊巖石的表面及內(nèi)部的任何部位都有可能接觸，因此需要定義整體模型的接觸關(guān)系：
計(jì)算時(shí)采用顯式分析方法，對刀柄施加一定的下壓力和轉(zhuǎn)速，便實(shí)現(xiàn)了刀具的旋轉(zhuǎn)和切割：
根據(jù)刀具的受力分布對刀具進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化：
根據(jù)刀具表面的磨損情況在刀具表面焊接防磨涂層：
通過計(jì)算機(jī)仿真分析可以完成的工作有：
1、 判斷刀具的主要磨損區(qū)域，從而在磨損區(qū)域焊接抗磨材料，提高工具壽命；
2、 得到各零部件受力情況，從而控制井上鉆壓及轉(zhuǎn)盤扭矩，避免產(chǎn)生斷裂事故或塑變問題，因?yàn)楣ぞ邤嗔咽切∈拢谴驌撇簧蟻韽U掉的是一口井，是大事故；
3、 對刀具進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化
此方法還可以解決沖擊、金屬切削、巖土爆破等工程問題。
展開 Upwing 能源公司開發(fā)出了一種新的井下壓縮機(jī)系統(tǒng)（SCS）并對其進(jìn)行了測試，該系統(tǒng)可顯著提高天然氣產(chǎn)量和采收率，同時(shí)還可改善井筒積液情況。
編譯 | Laura
人工舉升技術(shù)在石油領(lǐng)域取得了令人矚目的成就，但在常規(guī)和非常規(guī)氣井中其運(yùn)用卻十分有限。這主要是由于目前還沒有人工舉升工具可以直接將能量作用在天然氣上來提高產(chǎn)量和采收率。盡管油田操作人員已經(jīng)能夠使用井口壓縮機(jī)在一定程度上改善氣井產(chǎn)量，但經(jīng)驗(yàn)表明，由于較高的臨界舉升速度和較低的井筒內(nèi)生產(chǎn)液密度，這些設(shè)備會(huì)加快井筒積液，特別是對于非常規(guī)氣井，最終導(dǎo)致產(chǎn)能下降和過早廢棄。Upwing 能源公司開發(fā)出了一種新的井下壓縮機(jī)系統(tǒng)（SCS）并對其進(jìn)行了測試，該系統(tǒng)可顯著提高天然氣產(chǎn)量和采收率，同時(shí)還可改善井筒積液情況。
01. 原理
SCS是一種具有成本效益的井下系統(tǒng)，利用先進(jìn)的磁性技術(shù)消除了電潛泵人工舉升系統(tǒng)的主要故障點(diǎn)。該系統(tǒng)的關(guān)鍵組件包括由氣密密封的高速永磁電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的高速井下壓縮機(jī)，以及無需機(jī)械軸或密封件即可將扭矩從電動(dòng)機(jī)傳遞到壓縮機(jī)的磁耦合器。這種結(jié)構(gòu)無需使用保護(hù)罩，便可將電動(dòng)機(jī)與井下流體隔離；該系統(tǒng)還包括一個(gè)位于地上的無傳感器寬頻變速驅(qū)動(dòng)器，該驅(qū)動(dòng)器以高達(dá)50000 r/min分的速度控制井下電動(dòng)機(jī)。
02. 應(yīng)用
在印第安納州的一口由Riverside石油公司運(yùn)營的存在井筒積液問題的頁巖氣井上，進(jìn)行了首次全面的商業(yè)化SCS現(xiàn)場試驗(yàn)。此前，這口氣井采用有桿泵開采，在安裝SCS并達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)之后，該井的天然氣產(chǎn)量提高62%，液體產(chǎn)量提高50%。
展開 對于特定儀器，測井儀內(nèi)部的井下電子設(shè)備的溫度在工作期間需要限制在 100 °C 以下。如果沒有熱保護(hù)，由于高溫環(huán)境和自生熱量的雙重影響，電子設(shè)備的溫度將很快超過溫度極限。因此，對普通電子設(shè)備實(shí)施有效的熱管理以確保其安全穩(wěn)定運(yùn)行變得非常重要。
02
成果掠影
近期，華中科技大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院羅小兵教授團(tuán)隊(duì)提出了一種使用液體冷卻和相變材料（PCM）用于井下電子設(shè)備的混合熱管理系統(tǒng)，以延長工作時(shí)間。在該系統(tǒng)中，PCM和冷板內(nèi)部分別布置螺旋管和S形管以加強(qiáng)熱交換。為了研究該系統(tǒng)的性能，研究團(tuán)隊(duì)使用有限元方法進(jìn)行瞬態(tài)流動(dòng)和傳熱模擬。結(jié)果表明，歸因于液體冷卻的引入，混合熱管理系統(tǒng)將電子設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間從 230 分鐘增加到 450 分鐘。電子器件和 PCM 之間的最大溫差從 30 °C 降至 2 °C。此外，該研究還探討了流量、螺旋管間距、加熱功率和環(huán)境溫度對溫度控制性能的影響，為測井儀器的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供了指導(dǎo)，對于縮短測井儀器的研發(fā)周期具有重要意義。相關(guān)研究成果以“A hybrid thermal management system combining liquid cooling and phase change material for downhole electronics”為題發(fā)表于《Journal of Energy Storage》。
03
圖文導(dǎo)讀
圖1 關(guān)于井下電子學(xué)的HTMS的物理模型。
圖2 所選LMPA的DSC測試曲線。
展開 二、日常巡檢井下空氣檢測解決方案
在日常井下施工作業(yè)還是瓦檢員日常巡檢時(shí)，都需要隨時(shí)注意空氣變化，對于空氣成分，工采網(wǎng)提供了一系列可供選擇的便攜式氣體檢測儀中使用的傳感器，對空氣中的氧氣、甲烷、一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、硫化氫都能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確靈敏的動(dòng)態(tài)監(jiān)測，確保施工安全和礦井安全。 工采網(wǎng)提供監(jiān)測氧氣、甲烷、一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、硫化氫氣體的傳感器：
英國alphasense 氧氣傳感器（O2傳感器）（O2-M2）是電化學(xué)氧氣傳感器，俗稱氧電池，4系大小，2年使用壽命，主要用于測量環(huán)境中氧氣氣體濃度，應(yīng)用廣泛在煤礦，鋼鐵，石油化工，醫(yī)療，隧道等，典型應(yīng)用于氧氣報(bào)警器，氧氣分析儀 。
日本KOMYO 低功耗型可燃?xì)怏w傳感器 FC-8P：檢測0-100%LEL可燃?xì)怏w甲烷，低功耗,良好的靈敏度，輸出與氣體濃度成正比，幾乎呈直線，達(dá)到 LEL。精度高，可重復(fù)性好。溫度和濕度的影響很小。與傳統(tǒng)的接觸式燃燒相比，小功率型的功耗約為1/3
英國alphasense 催化燃燒式 甲烷傳感器 CH4傳感器 CH-D3：CH-D3是利用催化燃燒的熱效應(yīng)原理，由檢測元件和補(bǔ)償元件配對構(gòu)成測量電橋，當(dāng)遇到可燃性氣體時(shí)，可燃?xì)怏w在檢測元件載體表面及催化劑的作用下發(fā)生燃燒，載體溫度就升高，通過它內(nèi)部的鉑絲電阻也相應(yīng)升高，從而使平衡電橋失去平衡，輸出一個(gè)與可燃?xì)怏w濃度成正比的電信號(hào)。廣泛應(yīng)用于石化、煤礦井下等惡劣場合
英國Alphasense 一氧化碳傳感器CO-AM使用成熟的燃料電池技術(shù)，一氧化碳傳感器 (CO傳感器)CO-AM主要特性：測量范圍：5000ppm ,靈敏度：55～90nA/ppm ，主要用在石油化工，煤礦，工業(yè)等領(lǐng)域。
二氧化硫傳感器SO2-AF主要應(yīng)用于二氧化硫便攜報(bào)警器和各種二氧化硫檢測場合。
展開 
井下的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
井下的最新內(nèi)容
四、典型應(yīng)用場景
場景一：煤礦井下吊軌巡檢機(jī)器人
某大型煤礦在輸煤廊道部署了吊軌式巡檢機(jī)器人，用于監(jiān)測皮帶機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。原采用拖纜供電，電纜磨損頻繁、故障率高。引入魯渝能源600W無線充電系統(tǒng)，將發(fā)射器嵌入軌道端部停靠點(diǎn)，機(jī)器人完成任務(wù)后自動(dòng)駛?cè)氤潆妳^(qū)，停靠即充。拖纜故障歸零，維護(hù)人員減少2人/班，機(jī)器人可用率達(dá)99.5%。
礦山爆破作業(yè)會(huì)釋放大量氮氧化物氣體，實(shí)時(shí)監(jiān)測爆破作業(yè)后二氧化氮濃度，防止有毒氣體聚集；還可以實(shí)時(shí)檢測井下柴油設(shè)備排放，保障有限空間作業(yè)安全；構(gòu)建多參數(shù)空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)全天候、全方位的安全保障。
3. 智慧市政
二氧化氮作為氮氧化物的關(guān)鍵組分，是衡量城市大氣污染水平的重要指標(biāo)之一。在市政管理領(lǐng)域，NO2傳感器的部署已從傳統(tǒng)的固定監(jiān)測點(diǎn)擴(kuò)展到了大規(guī)模、動(dòng)態(tài)化、智能化的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。
四足機(jī)器人最大的價(jià)值，在于替代人類進(jìn)入危險(xiǎn)或偏遠(yuǎn)區(qū)域——化工廠泄漏現(xiàn)場、煤礦井下巷道、高原變電站——這些場景恰恰是人工難以頻繁進(jìn)出的地方。然而，傳統(tǒng)充電方式要求運(yùn)維人員定期前往機(jī)器人停靠點(diǎn)，手動(dòng)插拔充電線纜。這意味著，哪怕機(jī)器人跑得再遠(yuǎn)，每隔幾小時(shí)就必須“回到人間”。
這些痛點(diǎn)疊加在一起，形成了一個(gè)尷尬的局面：四足機(jī)器人跑得再遠(yuǎn)、跳得再高，一旦沒電，就只是一堆昂貴的“廢鐵”。
化工廠泄漏現(xiàn)場、煤礦井下巷道、高原變電站……這些場景恰恰是人工難以頻繁進(jìn)出的地方。然而，傳統(tǒng)充電方式要求運(yùn)維人員定期前往機(jī)器人停靠點(diǎn)，手動(dòng)插拔充電線纜。這意味著，哪怕機(jī)器人跑得再遠(yuǎn)，每隔幾個(gè)小時(shí)就必須“回到人間”。無人化的優(yōu)勢，在充電環(huán)節(jié)被徹底抵消。
痛點(diǎn)二：裸露觸點(diǎn)的環(huán)境“死穴”
部分自動(dòng)充電方案嘗試采用金屬觸點(diǎn)對接，但在四足機(jī)器人的典型工況下，這幾乎是一條死路。
</p><p>- 賦能場景：讓石油化工、煤礦井下、戶外清掃等極端環(huán)境中的設(shè)備獲得安全、可靠的能源補(bǔ)給。</p><p>- 賦能客戶：讓企業(yè)從充電維護(hù)的繁瑣事務(wù)中解放出來，聚焦核心生產(chǎn)，提升全生命周期投資回報(bào)。
拖纜VS蓄電池：礦山罐籠供電的“兩條老路”為何都走不通1個(gè)月前
全密封高防護(hù)，適應(yīng)井下惡劣環(huán)境。 礦井環(huán)境潮濕、多粉塵、存在淋水，對電子設(shè)備的防護(hù)等級(jí)提出極高要求。魯渝能源罐籠無線充電器接收器防護(hù)等級(jí)達(dá)IP67，發(fā)射器達(dá)IP65，可完全防止粉塵侵入，并承受短時(shí)浸水。工作溫度范圍覆蓋-40℃至+60℃，適應(yīng)井下極端溫度變化。
多重智能保護(hù)，確保絕對安全。 系統(tǒng)內(nèi)置過溫、過流、過壓三重保護(hù)機(jī)制，當(dāng)溫度達(dá)到82℃時(shí)自動(dòng)降功率或停機(jī)。
在井下潮濕、粉塵彌漫的惡劣環(huán)境中，拖纜的可靠性更是雪上加霜。
有沒有一種方式，能讓罐籠徹底剪掉這條危險(xiǎn)的“尾巴”？
魯渝能源給出的答案是：罐籠無線充電技術(shù)。
一、從拖纜到無線：一場關(guān)乎生命的供電革命
礦井提升機(jī)罐籠的運(yùn)行特點(diǎn)是間歇性、往復(fù)性——每次停靠井口或井底，都有短暫的停留窗口。
1200W系列可滿足常規(guī)巡檢機(jī)器人長時(shí)間、大負(fù)荷巡檢后的快速回充需求；而3000W系列則為那些需要更大自重、更長續(xù)航或執(zhí)行重載搬運(yùn)任務(wù)的機(jī)器人提供了更高效的能量補(bǔ)給速度，確保其在廠區(qū)、罐區(qū)、井下等核心作業(yè)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)7x24小時(shí)不間斷運(yùn)行，真正將“無人化”落地為現(xiàn)實(shí)。
不止于安全：集成式設(shè)計(jì)帶來的全維度優(yōu)勢
魯渝能源選擇全系列采用集成式設(shè)計(jì)，背后是對危險(xiǎn)場景應(yīng)用痛點(diǎn)的深刻洞察。
1.
伽安科技GMJA003-N-V免維護(hù)便攜式單一氣體檢測儀4個(gè)月前
</p><p>?防護(hù)等級(jí)IP66，惡劣環(huán)境適配性強(qiáng)：嚴(yán)格按照IP66防護(hù)等級(jí)設(shè)計(jì)，具備極強(qiáng)的防水濺、防塵性能，可耐受多塵、潮濕的作業(yè)環(huán)境；同時(shí)采用本安型電路設(shè)計(jì)，通過防爆認(rèn)證，兼具防震、抗跌落（≥1.5米）特性，可穩(wěn)定運(yùn)行于石油煉化、礦山井下、化工車間等復(fù)雜惡劣場景。
KiK-net 臺(tái)站有 6 個(gè)通道的強(qiáng)震數(shù)據(jù)，第 1 組 3 通道數(shù)據(jù)對應(yīng)的是井下傳感器獲取的數(shù)據(jù)，而另外 3 通道數(shù)據(jù)對應(yīng)的地表傳感器獲取的數(shù)據(jù)。序號(hào) 1 至 6 分別對應(yīng)井下 NS、井下 EW、井下 UD、地表 NS、地表 EW 和地表 UD 方向的記錄。數(shù)據(jù)記錄文件包括頭段和數(shù)據(jù)區(qū)兩部分，均以 ASCII 碼的格式給出。
