BLD系列地热井用高效保温钢管的研制与应用

我国能源行业发展由清洁高效进入了降碳节能的新阶段,作为清洁、零碳能源的地热能,迎来了空前的发展机遇。目前地热开发过程中井下保温管道运用不规范,甚至不适用,大大浪费了地热资源。为科学、高效、高质量利用地热能,研制地热井用高效保温钢管很有必要。借鉴稠油开采保温管和国外温泉井保温管技术,研制的保温管导热系数<0.02;保温管的抗外挤、抗内压、连接强度等指标可以满足地热中深井开采设计要求。实现自主知识产权和国产化制造,保证了地热能的高效利用,为今后开发超深井和干热岩用隔热钻杆积累了有价值的技术数据。     

耐高温高压复合保温管研究

耐高温高压复合保温管主要解决超高温高压环境下钻孔测量问题。为攻克超高温高压环境下真空绝热保温、高压密封等关键技术,研究的耐高温高压复合保温管为“超高温钻孔测量仪”提供一种耐高温承压管,使用环境温度可达270 ℃,压力120 MPa。通过室内测试与现场应用,说明其满足超高温高压要求,可应用于高温地热能钻探工程、干热岩钻探工程、科学钻探工程、深部矿产资源勘探和深部油气资源勘探等工程中,为超高温大深度钻井测量提供技术支撑。     

增强型地热系统在碳酸盐岩型深层地热能开发利用中的应用进展

地热能是一种储量大、分布范围广、清洁环保的可再生能源,其中深层干热岩地热能最具开发潜力。增强型地热系统是开发深层干热岩地热能的有效手段,在碳酸盐岩热储区已广泛应用,取得了良好的经济社会效益。系统总结了国内外增强型地热系统在碳酸盐岩型地热开发中的进展和经验,分析了国内发展现状,认为加强基础理论研究、核心技术攻关和工程示范,尽快形成具有中国特色的深部地热能开采方案,是今后工作的重点方向之一。     

挽近重大构造-热事件及其对深层地热能的潜在影响

地热能是前景可期的清洁能源，深层地热能已被世界各国广泛关注和重点研究.现今地壳热状态是岩石圈热演化的最终结果，主要受最新一期构造-热事件的影响.研究挽近重大构造-热事件对地壳热状态的影响对深入理解及勘探深层地热能具有重要科学意义和应用价值.本文收集整理了国内外大量文献和资料，归纳阐述了挽近时期重大构造-热事件如地幔柱、断层活动、岩石圈伸展及火山活动对深层地热能的潜在影响.结合我国的研究背景，指出了待解决的科学问题，强调深部动力学过程对浅部热结构研究的重要性，为未来深层地热资源勘查开发提供了理论依据.     

山东温石塘地热田回灌补源压裂增注试验

地热田回灌补源是实现地热能资源可持续开发的新技术,用于解决地热能补给,提高地热能利用率。其方法是在距开采井一定距离,施工一眼注水井,通过注水井向地下注入一定比例的水量与热源再交换,提高热能资源量。介绍了对注水井实施压裂、增加对地热井注水量的新工艺。经水力压裂和抽水试验,增注水效果明显,为我国合理开采利用和保护地热能资源提供了一种新的技术方法。     

真空预压处理吹填土的微结构特征试验

首先进行了吹填泥浆沉降柱试验,取得了未经真空预压处理的吹填土土样,并在天津滨海新区临港工业区真空预压处理后吹填场地上获取原状土样。其次,对所取土样进行了微观试验土样制作和电镜扫描,获取了未处理和经过真空预压处理土样的SEM照片,最后运用微结构处理软件,对其微结构进行定量化分析,研究了真空预压过程中吹填土的微结构变化规律。结果显示,经过真空预压作用,颗粒和孔隙等效直径、面积、周长、形态比和圆度明显减小,颗粒和孔隙数量明显增大,其原因是在真空预压处理过程中,吹填土的原始结构被破坏,进而形成了新的结构。      

山东省主要矿山排水对地下水系统影响研究

山东省是一个矿业大省、经济大省,是我国重要的能源和黄金生产基地,同时也是水质型缺水省份之一。矿产资源开采过程中,每年都有大量的井下矿坑水向外部环境排放,不但造成了地表水和浅层地下水污染,而且还引发了岩溶塌陷、海水入侵等次生地质灾害。本文重点对山东省煤矿、铁矿、金矿等主要的矿产资源开发引发的地下水系统影响进行了研究,分析了主要开采矿山导致产生地下水疏干漏斗、引起区域地下水位持续下降,降低了地下水的调蓄能力,改变含水层的地球化学环境,地下水水质进一步恶化,致使地下水可利用资源量逐渐减少,该研究为有关政府部门督促矿山企业对矿坑水资源化综合利用及水资源保护、减少矿山开采对地下水环境的影响提供参考。     

浅层地热能适宜性分区结构的分形原理

可再生的新型环保能源浅层地热能开发利用前景广阔。由于区域地质条件复杂,借用分形原理可将原来研究中所采用的还原论方法即线性问题处理方法转换为更符合地质条件本质特征的非线性处理方法。探讨了浅层地热能赋存条件适宜性分区结构的分形维数及标度与分形维数的关系; 简析了面状地形地貌信息几何属性对分维值的影响。研究结果表明,浅层地热能适宜性分区结构存在明显的分形特征,其分形维数较好地反映了适宜性分区轮廓的曲折程度,分形数越大,则轮廓线越不规则。旨在为浅层地热能调查评价工作提供全新的非线性化的处理方法,对分形理论的实际应用和浅层地热能的开发工作都有较强的理论和实际意义。     

汉中市浅层地热能开发利用适宜性及潜力研究

浅层地热能是清洁的绿色能源,合理的开发利用在能源结构调整、强化雾霾治理、应对气候变化等方面有非常重要的意义。以汉中市的浅层地热能资源为研究对象,在野外调查、现场热响应试验及分析整理前人研究成果的基础上,对汉中市浅层地热能资源进行调查评价。查明了浅层地热能赋存条件,对浅层地热能开发利用适宜性评价,可知汉中市全区均适宜或较适宜采用地下水热泵系统开发利用浅层地热能。同时对该市浅层地热能热容量、供暖/制冷潜力进行计算,分析环境效益和经济效益,为政府统一规划利用浅层地热能资源提供科学依据。     

能源地下结构研究及应用进展

能源地下结构是将热交换管埋设在建筑基础构件和地下结构物中,兼具承载及换热功能的结构形式,在有效节省宝贵且不可逆的地下空间资源的同时,还能充分利用非碳基的连续稳定、安全清洁的地热能资源,这比传统的地源热泵更具优势。系统总结了能源地下结构的概念、优势、国内外研究及应用进展,重点阐述了能源隧道、能源桩(能源锚杆)、能源地下连续墙和能源综合管廊4种目前常见能源地下结构的现状。将地源热泵系统与煤矿巷道等矿区建设相结合,既能够对地热能资源进行综合利用,还可有效解决传统深部采矿掘进作业时的高温热害及寒区煤矿巷道的保温防冻难题,具有环保、低碳、节能、高效的显著优势,是实现绿色矿井建设及碳达峰碳中和目标的有效途径,可产生显著的经济效益、环境效益和社会效益。然而,现有能源地下结构的研究模型均有其适用性和局限性、研究结果与实际工况存在较大偏差、能源地下连续墙和能源综合管廊研究较少等是当前存在的主要问题,对于能源地下结构的研究工作应结合工程实际情况,并尽可能考虑所有因素对结构工程的影响,以期提升研究成果的精度和水平;此外,对煤矿巷道等矿区建设中运用能源地下结构的可行性和前景进行了探讨,在能源地下结构的基础上,进一步综合太阳能、风能等非碳基清洁能源构建复合能源利用系统也是值得尝试的思路;同时,还对能源地下结构在抗(减)震、抗爆和防火等方面的防灾减灾设计给出建议,可为能源地下结构及其在绿色矿井建设方面的研究、应用与发展提供参考。      

非开挖定向技术在铺设不同材质污水管中的应用

非开挖技术在市政工程管网建设中已得到成功广泛的应用。传统非开挖定向拉管技术主要针对抗拉强度较好的钢管、PE管施工,且多为电力、电信套管或压力管等,标高要求不严,但在非压力污（雨）水管铺设时,除标高控制严格外,污水管网的材质也是多样化的设计,给传统非开挖施工提出了难题。针对PE管柔性好,HDPE管抗拉、抗压强度差,小口径砼管不适用顶管施工等特点,采用非开挖定向技术新工艺施工,取得了很好的效果。     

寒区不同材质垂直埋管测温方式差异性分析

寒区土壤温度场观测多采用垂直埋管方式,常用管材有铁管、PVC管、PPR管、PE管等,在实践中发现同一地点不同材质测管所测温度场存在较大差异.为研究几种常用测温管材测试值的差异性,2014年11月3日至2015年4月29日对四种材质垂直埋管与土壤直埋传感器的测温方式进行了现场比对试验.结果表明：（1）不同材质垂直埋管因其物理性质的差异,在测温过程中对温度场有不同程度的影响,PVC管和PPR管的测温值分别偏高于相应土层温度约0.8℃和0.3℃,而铁管和PE管则分别偏低于相应土层温度约0.4℃和0.6℃.（2）管材中温度场数据与土壤温度场数据相关性由高到低排序为：铁管 > PPR管 > PVC管 > PE管.（3）通过最小二乘法,求得铁管-土壤各层埋深温度场的转换系数,并得到铁管-土壤温度场拟合方程,经证实相关性显著.     

气动夯管法的应用研究

从分析钢管的受力及地层可夯性出发，探讨气动夯管法的施工工艺问题，包括施工过程、气动夯管锤及空压机的选用、铺管精度、注浆润滑以及在其它工程中的应用等。     

原位同管径换管技术及其在煤气管道改造中的应用

结合宜春深燃有限公司城市煤气铸铁管改造工程,详细介绍了原位同管径换管技术施工工艺及技术要点。     

UH-3000型油压夯管锤研制及其工艺试验

分析了油压夯管锤的特点,对其结构型式,配油结构进行了理论分析和研究,建立了冲锤运动过程的数学模型,并开发了仿真电算程序。在此基础上,对油压夯管锤进行结构参数设计。详细介绍了ＵＨ－３０００型油压夯管锤的工作原理及工艺性试验的内容。     

深部钻探复合钻杆的研究与应用

绳索取心钻杆在深孔钻探中占重要的地位。本文分析了目前国内钻杆在深孔钻探中的使用情况,同时还对钻杆柱的失效及绳索取心钻杆在钻井内的受力情况进行了简要的分析。设计出了两种复合钻杆：一种是塔式复合钻杆,另一种是同径复合钻杆。将其应用在“中国岩金勘查第一深钻”山东莱州三山岛矿区ZK96-5孔4000m钻孔中,取得了良好的效果。     

次火山岩筒的特征与成因探讨——兼论山东胜利1号大小金伯利岩筒的成因

在对岩筒实例分析的基础上，确立了次火山岩筒的存在，并探讨了次火山岩筒与火山岩筒之间在特征与成因上的差别。在对山东胜利1号大小金伯利岩筒的特征进行分析后认为，该岩筒并非前人所述的火山岩筒（通道），而具次火山岩筒的特征。     

液压裂管技术在污水管道原位置换中的应用

介绍了液压裂管技术的工作原理、施工步骤,并结合在长春污水管道更换的施工案例,对液压裂管技术应用于污水管道原位置换的施工步骤、施工遇到的问题和处理措施、以及施工注意事项进行了详细的阐述。在该工程中,液压裂管技术体现出了其独特的优势,取得了很好的效果,其中的经验为今后的非开挖换管工程提供借鉴。     

“生物钻杆”—仿竹材料和结构对于提高钻杆韧性的设想

本文首先分析了钻杆的受力情况和失效机理,综述了仿竹材料和结构的发展现状,最后提出了利用仿竹材料(纤维)和螺旋结构来提高钻杆韧性的设想且给出了部分现阶段可实施建议,即对现有钻杆材料进行纤维改性或者碳纤维上面镀钢,同时改变钻杆壁的一些结构(外厚内薄的多层仿竹纤维以不同升角分布)。     

火山岩筒的成因与岩浆作用过程的探讨

在对火山岩筒、火山角砾岩以及火山喷发特征综合分析的基础上，结合有关隐爆角砾岩筒和次火山岩筒的成因研究，从隐爆作用和隐爆角砾岩筒形成模式的角度分析了火山岩筒的成因，提出了火山岩筒是隐爆作用成因的观点；在此基础上初步探讨了岩浆作用的过程，认为隐爆作用应属于岩浆作用过程中的一个重要阶段。