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[成果] 1900120022 四川
TE24 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2019
成果简介:海洋深水钻井时由于海底疏松沉积物和海水柱作用,造成深水钻井安全密度窗口变窄,常规钻井技术面临井涌和井漏等系列问题。双梯度钻井技术的出现使深海钻井面临的问题迎刃而解,国外已实现双梯度钻井商业化应用,国内还处于研发初期阶段,且尚无成功应用案例,随着我国深海油气资源开发步伐的加快,双梯度钻井技术及关键装备研发已迫在眉睫。 双层连续管双梯度钻井系统研制:双层连续管双梯度钻井参数和井筒压力控制方法,研制双梯度钻井水驱动举升泵、水上注入返出头、水下接头等关键装备,研制1套双层连续管双梯度钻井系统工程样机。 无隔水管海底泵举升双梯度钻井系统研发:建立泵内流数学模型和全系统流动模型,研发无隔水管海底泵举升双梯度钻井控制软件,研发深水无隔水管双梯度钻井系统原理样机。 隔水管充气双梯度钻井系统研发:研发隔水管充气双梯度钻井工艺及水下注入节点系统以及循环高效分离系统,针对不同地层和钻井工况绘制工艺参数图版,研制相应配套设备与工艺。
[成果] 1800140163 陕西
TF748.5 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:韩国现代制铁唐津制铁厂对高品质、高附加值的汽车用钢板和船用钢板市场进行充分调研和需求分析之后,结合韩国现代集团的实际情况,为了未来的汽车产业发展,在电炉炼钢的基础上将转炉炼钢作为新的成长动力,实现可持续发展,致力于开发新一代钢板。日本Steel Plantech Co.(SPCO)公司作为整个炼钢设备的分包商,委托中国重型机械研究院股份公司成套设计、制造并供货300t RH炉外精炼装置。 该项目的技术创新以全面提高钢液精炼效率为基点,充分满足钢水脱氢、脱氮、吹氧脱碳、合金成分微调、加料升温、去除夹杂的工艺要求为目标,创新研发了高效300t RH真空炉外精炼成套装备及工艺流程,其中包括:创新研发高效的五级水蒸汽喷射真空泵专有技术;创新研发稳定的钢包顶吹氩预精炼技术;创新研发精细化调整成分的真空加料技术;创新研发快速脱碳与升温的三孔顶枪喷吹技术;创新研发准确检测的全自动钢水测温取样技术;创新研发可靠供气的钢包底吹氩技术;创新研发安全的真空槽及热弯管修砌技术;创新研发便捷的废料自动收集技术。 主要技术经济指标: 水蒸汽喷射真空泵抽气能力1200kg/h,极限真空度20Pa,抽气时间 ≤3.5min,钢水终点[C]含量≤15ppm,钢水终点[H]含量≤1.5ppm,年产量600万吨/年。 自投产至2016年12月,冶炼钢种合格率高达100%。韩国现代制铁厂已生产出汽车板所需的高品质、高附加值钢水1810万吨,年均新增利润3620万美元,成为韩国最大的汽车板和船板生产基地,不仅是韩国现代汽车公司主要供应商,而且是韩国最大的汽车板供应商。同时,该项目的多项创新技术已应用于台塑集团越南河静项目。 该项目研制的RH新装备成套技术,实现了中国真空炉外精炼技术走出国门,走向国际的目标;在高效、节能、减小设备投资、降低劳动强度、加强环境保护等方面,该项目都具有显著的借鉴作用,对中国发展自主创新的RH炉外精炼装备技术,增强自主创新意识、加快科技创新和应用具有重大促进作用。该项目对培养后备技术力量有重大促进作用,一批有能力,敢创新的专业技术人才在项目中脱颖而出,为企业的技术和文化传承起到了模范带头用。
[成果] 1900010495 北京
TE931.1 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:目前国内大部分油田已进入开采中后期,采出液含水平均高达90%。每年将数十亿吨的产出液从数千米深的井底提升到地面,再经分离计量、气液分离、高温加热、油水重力沉降、高压静电脱水、污水精细处理,整套系统需要多个大型沉降罐以及相应的计量仪、泵、管汇、阀门等,工艺复杂,占地面积大,运行费用高,能耗大,安全和环保性差。因此,级数少、重量轻、占用空间小的采液高效处理新工艺,已成为油气资源特别是海上油气经济开采的迫切需求。 该项目利用多相流的基本原理,创造性地提出了以管道为结构特征的油田产液处理新理念,研制出管道式油气水分离装置与计量仪器,建立了相应设计理论与方法,为油田的经济高效开发提供了新技术方案,主要技术发明点有: 1)双同向旋流井下油水分离技术:利用轴向启旋的导流片产生双同向对称稳定高速旋流场,通过在管壁切向开设排水孔组,实现了油水稳态分离。该分离器体积小、处理量大、分离效率高、能耗低、无运动部件、易于井下操作维护,可在几千米深的井底分出70%的含水直接回注地层,能大幅节省采液处理费用并增加油井产量和油田采收率。在渤海平台进行了井下油水分离生产实际应用,效果显著。不仅打破了国外技术垄断,性能还优于国外同类产品。 2)往复隔离式油气水三相计量技术:采用滑动活塞将复杂的多相动态流动转化为油气水混合液隔离静止状态,通过测量总流量和油气水分相含率,得到油气水各相流量,避免了传统多相流量计难以解决的多相流分相速度、含率等测量难题。新研制的油气水三相计量仪可代替庞大的计量站和测试分离系统,实现了高精度油气水多相流量的实时在线混相计量。经辽河油田现场中试试验,各相测量误差均小于3%。 3)复合管道式油气水分离技术:利用油气水运动过程中的速度滑移和动态分层与沉降、以及强旋流场的相分离作用,研制出集T型多分岔管道和柱状旋流为一体的小型、高效的油气水管道式分离器。该技术突破了传统的采用大型储罐进行分离的做法,使分离效率成倍提高,特别适用于海上平台作业,且为深海海底油气水分离等领域的拓展应用提供了无可比拟的技术优势。 该项目以油田采液处理为背景,从井下产液预分离到井口采液混相计量,再到油气水三相分离,研制了若干关键技术与装备,形成了管道式油田采液高效处理工艺链,可极大减化工艺流程,减少占地空间,节省设备投资和操作费用,是一场改变油田采出液处理领域的技术变革。 该项目已获国家发明专利16项,申请国际PCT专利I项。井下油水分离器在渤海油田已成功使用三年,油气水三相计量仪在辽河油田产业化中试成功,复合管道式分离器已在我国多个陆上、海上油田进行了推广应用,相关设备由惠博普公司销售至伊拉克、伊朗、哈萨克斯坦等多个国家。近三年,技术服务和设备销售新增销售额超过1亿元,每年在辽河油田三家采油厂和中海油渤海油田由节能增产带来的经济效益超过1亿元。
[成果] 1800290208 北京
TD421.5 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:竖井井筒,作为矿井的咽喉工程,施工难度大、工期长。需要研究竖井掘进机,形成新的机械破岩凿井新技术、工艺及装备,以应对矿山向深部发展的趋势,为实现矿山井巷掘进向机械化、智能化和无人化方向发展。 课题研究矿山竖井掘进机技术及装备,形成直径5米的竖井掘进机样机1台,完成厂内空载试验和测试检验。攻克一次5米可变径8~10米大直径破岩刀盘空间结构、滚刀在刀盘的合理布置、高效大体积机械破碎岩石机理、迈步式推进、大扭矩旋转驱动系统、掘进方向智能控制等技术关键。形成具有自主知识产权的矿山竖井井筒破岩机械化、控制自动化、利用反井钻机钻孔作为导孔的具有安全防护的大型全断面掘进机综合凿井装备,填补中国矿山竖井掘进机技术领域的空白,使矿山井筒建设向综合机械化自动化方向发展。 课题成果: 从竖井掘进机凿井新工艺、高效滚刀破岩、大直径钻头结构及滚刀布置研究出发,确定了竖井掘进机主要技术参数,竖井掘进机以整体框架架构、多点支撑推进、4台变频电机驱动、电液伺服控制、钻进方向智能控制等总体方案,研制成功钻井直径5.8米,钻井深度800~1,000米,推力6,000千牛,扭矩1,000千牛·米,竖井掘进机总重量约14万公斤的国内首台套竖井掘进机。 形成了竖井掘进机机械破岩凿井新工艺,钻进采用滚刀全断面破岩,以反井钻机钻进导井溜渣,利用多层辅助吊盘,进行锚杆孔钻进和锚杆、金属网的安装及喷浆支护,形成临时井壁。研究了多种结构形式,并进行了对比和优化,形成了四柱式整体框架,径向双排支撑、4油缸推进、4台变频电机行星减速并单级驱动旋转、锥形钻头布置镶齿破岩滚刀。计算机和实验室模拟分析了滚刀破岩,确定了破岩相关参数,按照钻头滚刀布置,研究了竖井掘进机技术参数,在一定岩石条件(抗压强度、抗剪强度)、钻井深度、钻井直径、钻进速度等条件下,确定包括动力头旋转速度、输出扭矩、破岩所需推进力等参数,在分析支撑板和井帮的摩擦阻力的基础上,确定竖井掘进机支撑力。在此基础上,进行钻机结构设计、并对关键受力部件进行了有限元等计算机分析模拟,通过3D设计和模拟组装,完成全部加工图纸设计和加工工艺设计,完成加工制造和场内检验,形成竖井掘进机样机,为实际应用打下基础。 形成的竖井掘进机凿井新工艺,可实现井筒掘进非爆破可控的机械破岩,实现凿井工作的平稳连续,机械破岩减少了对围岩的扰动和破坏,降低了支护成本提高井筒长期稳定,竖井掘进机掘进相对普通凿井,可以减少约50%井下作业人员,预计竖井掘进机破岩钻进速度达到5~8米/天。竖井掘进机在矿山井筒建设推广应用前景广泛,对于水力发电、抽水蓄能电站工程通风井、压力管道调压井及其它地下工程,如人防工程、军事工程、科学实验工程都需要在地下建设不同类型的工程结构,也需要建设大量的井筒。因此,该课题研究的技术、工艺和装备,对地下工程建设领域有重要意义。 主要技术指标: (1)研制出直径5.0米矿山竖井掘进机样机1台,其主要技术参数为:破岩钻头:破岩钻头直径5米;适合导井直径不小于1.0米、掘进岩石抗压强度最高可达140兆帕;驱动系统:输出额定扭矩:1,000千牛·米;转速:0~5转/分钟;推进系统:破岩推力:6,000千牛;单油缸支撑3,000千牛;推进行程0.8~1.0米;移动步距0~4米。 (2)样机经具有资质的检测机构完成厂内检验;进行不小于100小时空载试运转,液压系统、齿轮箱温度小于60度,系统无泄露、噪声不大于80分贝,各执行机构运转达到设计参数; (3)数据处理具备功能:实现相关数据采集、处理与有线传输,实现远程控制距离不小于1,000米,工作面控制台以及地面监控室能够模拟显示竖井掘进机各部位工作状况; (4)偏斜控制具备功能:钻进方向偏差超过150毫米时,实现智能调整; (5)取得自主发明技术5项、实用技术10项;培养硕士研究生3名,发表论文10篇。
[成果] 1800140283 上海
TF341.4 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:中国铁水的物流运输,主要在钢厂的高炉、转炉等各工序之间运输作业,常规的运输方 式有轨道化和无轨轮式两种方式,轨道式由于需要足够的运行空间,对建造相关场地有较大 的需求,二是需要配套的设施,在各工艺节点均需要布置相关固定设备及人员配置,上述的 相关限制,在一些小型钢厂,也采用无轨式的运输转驳方式,即采用轮胎式的专用运输车辆。 但这种方式一般在100吨以下,难以满足中大型规模钢厂的铁水运输需求,并且多采用拖拉 式结构,转弯半径相对较大。基于此,该公司着手研发整体式,载荷200吨的铁水运输车,以提高重工业的生产效率及减少土地占用,减少能源消耗。 PBC-200铁水包运输车采用轮式,有效节约了土地资源,大大简化了钢厂的总体布置,使炼钢工艺布局更加紧凑、合理。整车采用整体式车体结构、静液压驱动行走系统、液压独 立悬挂的多轴线承载,液压独立悬挂还可实现车体的举升和下降、全轮转向技术等,完全能 够满足现场高温铁水转驳运输的需求。 用以实现: 1.整车结构为整体式结构,双驾驶室操作,操作方便。 2. 所有轴线均为转向轴线,绕整车横向中心轴线转向,转弯半径小,转向灵活。前后 液压转向同步,转向矫直功能,应急动力转向技术。 3.静压行驶驱动系统及动力分配,载荷与速度自动识别匹配。 4.轻量化机械设计,有效节能。 5.液压双保险及双管路防爆支撑回路,可靠的液压悬挂支撑,提高正常及异常情况的安 全系数。 6.CAN总线控制技术,各动作关联、联锁识别和控制。
[成果] 1800140011 江苏
TU642.2 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于机械工业自动化、工业信息化技术领域,借助嵌入式系统(ARM9)技术和物 联网无线射频识别(RFID)技术,来实现对混凝土和建材行业质量的远程监测和智能管理。 系统针对现有混凝土搅拌站质量监管的不足之处,利用嵌入式RFID 技术,对混凝土从生产材料的选择、分析、存放条件、投入使用时状态、配方、生产工艺、运输条件、浇灌条件、施工工艺、维护条件和天气影响等所有影响混凝土质量的因素进行全程取样和监控,适 时与设计标准参数进行比较,并提出调整措施,保证每个批量的混凝土都达到标准。并且,所有数据将通过物联网输送到指定数据分析,储存中心进行分析计算,将从宏观上实现对混凝土质量的科学、主动地控制,排除混凝土从生产到使用过程中外部条件和人为造成的干扰,最终达到设计所要求的质量,最大限度确保建筑质量,体现建设方投资效益。 产品对混凝土搅拌站质量的控制指标符合国标GB 50164-2011《混凝土质量控制标准》, 主要模块性能指标达到GBT 19898-2005《工业过程测量和控制 应用软件文档集》要求,同 时实现了核心部件及模块在各类控制系统中的通用。 主要技术参数如下: (1)RFID 工作频率:高频13.56M; (2)RFID 数据传输方式:无线(包括:3G、GPRS 或WiFi 方式); (3)数据库类型:SQL Server 2005; (4)传输带宽:嵌入式读写器≥225 Kbps,系统总带宽≥10 Mbps。 与传统的混凝土管理过程及国外同类产品相比,该系统具有以下特色: (1)无线数据信息交互具有便捷性和安全性。通过无线传输方式和物联网成组技术,使各RFID电子标签、RFID读写器、终端PC以 及数据库服务器之间数据传输、交换、共享以及远程访问更容易、方便。数据处理速度快,动作响应速度快,数据可加密,信息交互更加安全高效。 (2)对问题混凝土具有全程追溯性。监理方数据库服务器中存储有混凝土从生产、运输到使用及保养的一个全过程监管信息 记录,包括有供应方单位名称、施工方单位名称、工程名称及标段号,一旦出现质量纠纷, 可以迅速追溯到问题源头。 (3)对区域内混凝土生产使用具有智能可控性和决策性。数据库服务器集成一个监理区域内所有混凝土生产、运输、施工和保养的记录,相关部 门可以通过互联网访问数据库服务器,便于进行生产调度和行业数据统计。 该产品于2013年下半年正式投产,迅速在全国范围内的混凝土搅拌站推广使用,合作企业均已成为德国LIEBHERR 的OEM合作伙伴,提供嵌入式混凝土质量智能监管系统成套解 决方案,已经成为了公司拓展新业务的主力产品。
[成果] 1800130428 北京
TE927 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:随着油气勘探开发不断迈向深层,钻井速度随井深呈指数下降,而钻井成本则呈指数上升。通常一口5000-6000m以上深井用于进尺工作的时间约占全井建井时间的一半。这近一半的时间中,起下钻换钻头的时间占了大部分。因此,如何提高深部地层破岩速度,延长每一只钻头的工作进尺,成为需要迫切解决的关键问题。通常的途径有两个,一是研发和使用高性能长寿命钻头,二是提高钻头使用水平,使钻头在同等条件下钻得速度更快,钻得进尺更多。该项目重点研究解决的是后者。 钻头的破岩效率与自身结构,所钻地层软硬程度,施加的钻井参数合适程度有关。通过大量的钻头全尺寸破岩模拟实验数据表明,钻头破岩存在三个破岩效率不同的区域。当钻头钻压、转速等不够时,钻头处于牙齿吃入深度不足的状态,机械钻速低,为钻头低效工作区。当钻头钻压、转速、排量等工作参数配合合理时,此时钻头牙齿吃入深度处于最佳状态,机械钻速与能耗达到最佳匹配,为钻头高效工作区。当钻头工作参数过大时,此时钻头牙齿的吃入深度不再增加,破岩速度不但不增加,甚至会因大量的能耗被钻柱吸收,引发震动,损伤钻头和钻具,这种工作区叫低效挖潜区。即有可能通过运用适当的参数组合优化匹配,规避震动,规避井底不清洁等因素,使得钻头始终在高效区域工作。 在现有的钻机设备条件及钻井工艺条件下,司钻(技术员)对井下钻头的工作状态是无法感知的,也就无法通过工作参数组合优化方法来使钻头处于有利的工作区域,只能凭经验或设计书的给定参数给钻头加压,不论地层如何变化。 该项目技术创新点解决的问题是:利用井下实时上传到地面的信息以及井场参数仪实时数据信息,实时评估井底钻头的能量输入情况和破岩速度对比情况,建立一套钻头工作参数自动寻优算法及测试流程,使钻头工作在获得更快机械钻速的高效区域。基于这套方法,研发了一整套智能软件系统,并将系统输出的优化参数实时传至司钻跟前专门特制的电子显示屏上,司钻根据屏上箭头指示施加钻头工作参数即可,这套软件与硬件集成系统称之为“钻井节能提速司钻导航仪”。已先后在玉门、西南等油田应用50余井次,同比提速22.5%-46.8%,平均单只钻头进尺增加20%以上。已授权发明专利6项,软件著作权6件,创直接经济效益2495.69万元。中国工程院李根生院士指出“钻井节能提速司钻导航仪获第45届美国EP工程创新奖,开创了国内先河,促进了中国自主知识产权产品走向世界”,为提升首都智能化发展水平树立了典范。
[成果] 1800160246 湖北
TG333.26 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:1.项目所属科学技术领域: “智能板料折弯关键技术及装备的研究”属于自动化技术领域。 2.项目主要内容及特点: 板料折弯设备及折弯工艺的发展日新月异,传统板料折弯设备受到工件形状、折弯精度和工件材料的限制已不能满足钣金行业快速发展的需要。项目通过对电磁铁吸盘机构、柔性送料机构、伺服定位机构和人机界面的创新研发,可实现板料折弯高效率、高精度、智能化自动生产,能大幅提高这些行业的生产效率、工艺水平和产品质量,同时也可以降低生产成本,改善劳动强度和生产环境,提高产品市场竞争力。智能板料折弯装备的研发可满足中国在机械设备、车辆船舶、路灯、桥梁、大型钢结构、军工国防、航空等行业迫切的自动化装备需求。 项目2013年被列入湖北省科技支撑计划,2017年8月10日通过由湖北省科技厅组织的专家组验收。项目实施期间共获得授权实用新型专利10项。通过项目成果的转化,研究掌握了柔性送料、板料折弯成形工艺、智能控制等关键核心技术,促进中国自动化板料成形技术向智能化、高精、高效方面迈上一个新的台阶,有力促进中国板料成形技术及装备的升级换代,实现板料折弯技术及装备全套达到国际先进水平。 3.应用推广情况: 项目技术成果在2015年已实行产业化,2017年项目产品新增销售收入1123万元,占全年新增销售收入的20%。部分项目技术成果也已在公司其他数控机床上得到了很好的应用,通过研发生产的产品经黄石邦柯科技股份有限公司、四川中吉科技有限公司、成都中西机电有限责任公司等三十多家企业使用情况良好,对产品质量非常满意,应用前景良好。
[成果] 1800180496 上海
TF806.1 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于冶金工程领域。 烧结工程是钢铁生产过程中的高能耗和高污染单元。随着国家对环保和能耗的要求日益严格,烧结工程逐步向大型化、低能耗、低污染方向发展。烧结设备的大型化、配套节能环保装置发展的快速化,给建造技术带来了新的挑战:特大型烧结机(≥500m2)设备布置紧凑、安装空间受限,冷态安装、高温运行的热膨胀严重影响设备性能;液密封式环冷机轨道直径大(>50m),轨道安装精度要求高,密封液槽焊接变形量大,严重制约降低环冷机漏风率;活性炭脱硫脱硝装置系统庞大复杂,设备重量超过10000t、安装高度超过50m,高空焊接量大,系统气密性试验和调试难度大;直联炉罩式余热锅炉模块超重(>100t)、余热发电系统结构复杂,精密安装调整难度大。 该项目历经近十年的研究,以节能环保、高效建造为原则,攻克了特大型烧结机、液密封式环冷机、活性炭脱硫脱硝装置、新型余热回收利用装置的施工技术难题,并形成了四大新技术。创新技术如下: 1.特大型烧结机建造新技术:研发了烧结机立体测量与头轮组合吊装技术,实现了受限空间下核心部件的精确就位;总结了烧结机安装预留间隙经验公式,并纳入国家标准GB50402的修编中;发明了重型混凝土柱和烟道的装配式建造技术,建造过程安全、高效。 2.液密封式环冷机节能安装技术:创新了液密封式环冷机的轨道综合测量技术,克服了障碍物的影响,轨道安装精度允许偏差仅为国家标准10%-25%;研发了回转框架、密封液槽等核心部件安装新技术,解决了密封液槽焊接变形的技术难题,环冷机漏风率仅为3%-5%,节能、环保。 3.活性炭烟气净化装置模块化安装技术:首创了基于BIM技术的吸附塔模块化安装和解析塔的综合安装技术,创新了系统气密性试验和调试技术,形成了科学、经济、高效的吸附解析系统安装调试工艺,实现了中国首套具有自主知识产权活性炭烟气净化装置的高效建造。 4.新型余热回收利用装置精密安装技术:开发了热风罩快速对接、直联炉罩式余热锅炉模块化安装、余热发电设备的专用夹具辅助激光对中等技术,实现了新型余热回收利用装置的精密安装。 该项目共获得国家标准2部,国家级工法1篇,省部级鉴定成果3项(其中达到“国际先进”水平1项),省部级工法5篇,授权发明专利11件,授权实用新型专利18件,在审查发明专利14件,获行业协会科学技术一等奖3项,并获上海市人才发展资金、上海市青年拔尖人才开发计划资助。 该项目填补了该领域的技术空白,为国内外同类工程的建造提供了安全环保、经济高效的成套解决方案。先后在太钢烧结、宝钢湛江烧结等国内外80多项同期在建最大、技术水平最高的烧结工程中成功应用,多次获中国安装之星、冶金行业优质工程、上海市申安杯等质量奖,累计产生直接经济效益5.2亿元,间接经济效益108亿元,对推动钢铁工业的绿色、节能、环保发展具有重要意义。
[成果] 1800180441 上海
TE972.2 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:一、项目背景:该研究成果来源于中石油集团公司重大专项以及西气东输配套地下储气库工程等多个项目。项目针对中国陆源湖相多夹层、中深度等复杂盐层建库难度大,国内外缺乏可借鉴技术与手段等技术难题,进行多专业联合攻关,形成了盐穴地下储气库建库关键技术系列,有力地支撑了中国盐穴地下储气库的设计、建设和运行,具有重大战略意义,总体技术达到了国际先进水平。 二、主要内容:针对盐穴储气库建设主体工程技术难点,开展理论与实验攻关研究,形成以下三大关键技术: 1)造腔形态控制技术针对夹层导致造腔形态不易控制的难题,自主研制了造腔可视化物理模拟实验装置、数值模拟预测软件各1套,建立了多夹层盐穴储气库造腔形态控制技术、厚夹层垮塌控制技术。 2)造腔稳定性控制技术完成高温与多级加卸载力学试验、长期岩石蠕变试验等,引入声发射三维可视化测试技术,形成腔体稳定性评价预测技术流程,建立了多夹层、中深层盐穴储气库稳定性控制技术。 3)造腔工艺控制技术针对建腔速度慢、单腔形态不规则等技术难题,建立了精细化建槽控制、造腔形态控制工艺、造腔过程跟踪调整优化等三项核心技术,解决了造腔速度与质量控制的问题,有效地指导了现场施工建设。 三、关键创新点: 创新点1:研发了多夹层造腔可视化物理模拟实验技术,实现了大尺寸岩心造腔数据实时监测,在此基础上研发的造腔数值模拟软件,使造腔预测的准确度从70-80%提高到90%以上。 创新点2:研发了65℃以上盐层多级加卸载岩石力学特性与长期蠕变特征测试技术,揭示了中深层高温盐层岩石力学特性与长期蠕变规律,形成中深层盐穴储气库稳定性控制技术。 创新点3:采用水浸力学特性测试技术,建立了厚夹层水浸垮塌预测力学模型,形成了以二次建槽造腔为核心的盐穴储气库厚隔层垮塌造腔技术,解决了过泥岩隔层连续建腔的技术难题。 创新点4:基于声发射三维可视化的非均质岩石力学稳定测试技术,结合数值模拟方法,形成非均质岩层多夹层腔体稳定性设计技术,技术应用8-10年证实腔体稳定。 四、专利、论文及推广应用:项目形成1项发明专利、5项实用新型专利,19篇论文(6篇EI),1部专著。项目成果已推广至平顶山、淮安、楚州等多个储气库的研究、设计与建设中。 五、社会经济效益: 1)经济效益。研究成果全面应用于金坛盐穴储气库的建设及运行,截止2017年底,累计采气19亿方。2015-2017年累计新增产值268026万元,新增利润108400万元,新增税收34843万元。 2)社会效益。利用该成果自主研发形成的盐穴储气库设计建设技术系列,成功建成金坛储气库,向长三角地区累计调峰19亿方,尤其是去冬今春全国天然气供应紧张的局面下,为保障上海民生用气发挥了重要作用。同时,成果将进一步应用于平顶山等储气库,预计新增工作气量28亿方,进一步提高长三角地区未来调峰能力。
[成果] 1800140297 湖北
TE931.2 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:科学技术领域该成果属于机械工程和油气田井开发工程的交叉领域。 主要将机械工程、石油管杆柱力学等学科的基础理论,应用于井下工况复杂、环境参数恶劣的石油开采过程中管杆系统的优化设计、动态性能分析、运行状态的综合诊断,以提高整机系统的效率。 主要内容:重点研究: (1)井下杆柱三维力学性能分析的模型与数值求解方法; (2)多层分注等特殊管柱在三维井眼中通过性和安全性等问题的分析模型与判定准则; (3)井下机泵系统综合效率的定量计算模型与工艺参数的优选; (4)基于神经网络的井下机泵系统的故障诊断模型及软件开发。 3.成果特点及创新性: (1)建立了三维抽油管杆载荷的力学模型和多级抽油杆的评估分析系统,形成了抽油杆管系统的优化设计方法,提高了石油开采管杆整体使用寿命,平均每口井延长50天以上。 (2)开发了三维石油管柱下入和井下管柱动态检测系统,提出了定向井分注管柱通过性分析方法,解决了管柱在特殊工况下的强度和安全性问题。 (3)建立了机泵的优化模型和机泵特征参数的修正模型,提出了机泵系统综合效率的定量分析方法,优化了机泵系统的工艺参数,提高了抽油机井整机效率15%以上,降低了油田开发中的用电量。 (4)基于井下机泵系统电流卡片特征参数的提取和知识库的建立,形成了井下机泵系统的神经网络故障诊断方法,开发了相应的应用系统,降低了机泵系统的维修工作量。 该成果融石油开发杆管系统和机泵系统的力学行为分析、安全性评价、综合效率提高以及增寿节能中的核心技术于一体,拥有多项自主知识产权。 该成果获已授权发明专利5项,获已授权实用新型专利7项,软件著作权3项。在国内外公开发表论文19篇,EI/CPCI收录5篇。 4.应用推广情况:该项目已在中国石化江汉油田江汉采油厂等多个单位的4375口井进行了应用,平均每年减少维修工作量617井次,节电2.0亿度,已获利润、产值和税收为7.25亿元,创造了良好的经济效益。
[成果] 1800140162 河南
[TD421.5, TU621.5, U455.31] 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:国内Ⅲ级及以上稳定围岩(允许少量Ⅳ级围岩)的铁路、公路隧道、地铁、矿山以及引水工程隧道的施工,大量使用国外进口全断面硬岩掘进机(TBM),核心技术都是国外公司如罗宾斯、维尔特、海瑞克等掌握,进口掘进机价格非常昂贵,而且备件购买不便,交货周期长,非常不利于中国的基础建设发展。 随着近年来的技术攻关,中信重工在机械结构设计、系统集成等方面取得关键技术突破,应用项目研究成果填补了国内全断面敞开式硬岩掘进机的空白,整体性能达到国际先进水平。项目经国家矿山机械质量监督检验中心检测,项目指标符合国家标准,各项指标满足设计要求。经同行专家鉴定:出渣效率高、转弯半径小、刀盘功率密度大、施工效率高、操作方便,可靠性高。 项目主要创新点: 1、创新设计的大功率密度刀盘,显著提升了施工效率,有助于设备脱困,保证了设备安全。 2、创新设计的连续皮带出渣及辅料无轨运输技术,大幅度提高了出渣效率和辅料运输效率。 3、创新设计的小转弯半径技术,大幅度提高了设备的工程适应能力,拓宽了施工应用范围。 4、发明的摩擦传动式钢拱梁拼装机,操作简单,自动化程度高,能满足快速掘进的要求,解决了传统齿轮传动拼装机中在隧道环境中容易产生点蚀、磨损及断齿的问题。 整套设备为企业新增产值10200万元,利税3734万元,年产5台套可为企业新增销售收入5.1亿元,利税18670万元。以故县水库工程为例,为天津亨通利铁道工程机械配件有限公司新增产值3836.3万元,利税728.9万元;为洛阳北控原水新增产值4200万元,利税798万元。与传统钻爆法相比,有效减小了施工扬尘和噪声,对周围土壤扰动小,有利于环境保护。与开挖法相比,有效减少了工程占地,对工程周围的交通和居民生活影响较小,可应用于城市战争防御和抗震救灾工程的建设,为公司培养技术人才,提供就业岗位,带动相关产业发展,提高中国重大装备在国际上的影响力,经济和社会效益显著。
[成果] 1800180188 上海
TE931.2 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于海洋技术领域,与力学、钻井工程等学科关联。 深水油气占全球油气资源储量的三分之一以上,开发深水油气资源事关中国能源安全和海洋强国战略。深水钻井隔水管是连接钻井平台和水下井口的“咽喉”,直接面对恶劣海洋环境。其中,洋流极易诱发隔水管涡激振动(VIV),严重影响隔水管结构安全和深水钻井作业,是制约深水油气开发的重要因素。隔水管VIV的流固耦合机理复杂,高精度的数值预报和实验模拟难度极大,学术和工程界对其认识十分有限,难以满足工程需求。该项目围绕隔水管VIV高精度与快速预报、水池模型实验、海上实时监测及高效抑振,开展了十六年联合攻关,取得了重大科技创新与突破: 1)创新研发了单元速度向量转化CFD高精度预报方法和求解器,实现了实际深水隔水管VIV的高精度三维预报,计算精度和效率较现有数值方法显著提高;率先建立了实尺度雷诺数和双向耦合条件下的涡激振动流体力系数数据库,开发了考虑双向耦合和斯特劳哈尔数自适应的隔水管涡激振动快速预报方法和软件。成果经模型实验和实测数据验证,并在实际工程中得到应用。 2)国际上首次开发了同时模拟平台运动和背景洋流联合作用的深水隔水管VIV实验技术和装置,实现了基于平台与隔水管耦合效应的时变三维流场实验模拟,突破了国际上仅能模拟均匀简单流场的局限;首次提出了隔水管VIV水动力载荷分布的逆向识别理论,建立了柔性隔水管VIV水动力特性实验数据分析系统。实验为数值方法提供了基础数据和验证依据。 3)提出了三维振动-光纤应力联合监测、多元数据融合的隔水管VIV实时监测新思路,突破了3000米水深多路分频水声信号传输、低功率供电、测点布局优化、实时预警等关键技术,率先在国内开发了隔水管VIV监测预警技术和装置,成功实现了多口井的海上实时监测。 4)在国际上首次提出了仿鱼尾柔性结构的VIV控制方法,为更高效抑制VIV提供了全新思路。确证了隔水管螺旋列板VIV抑制装置的最佳结构和设计参数,研制了国内首套螺旋列板式VIV抑制装置,现场应用的抑振效率达90%以上。 该项目已获授权国家发明专利32项,实用新型专利8项,软件著作权2项;发表学术论文84篇,其中SCI/EI论文61篇,他引595次(含SCI他引274次)。项目成果在南海和西非等全球深水区41口井中得到成功应用,累计经济效益约9亿元人民币。部分成果已被纳入DNV-GL国际规范,并作为“VIV最佳实践”向工业界推荐,同时也被Statoil和SBM Offshore等国际知名公司应用于隔水管、立管设计。 项目成果为提升国内外安全高效深水钻井作业水平提供了重要技术支撑,有力推动了深水油气田开发,产生了显著的经济和社会效益,并有着广泛的应用前景。 经中国海洋工程咨询协会组织专家组鉴定:“该项目成果总体达到国际先进水平,在涡激振动高精度CFD预报技术和模型实验技术方面达到了国际领先水平”。
[成果] 1800180493 上海
TF341.9 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:该项目历经20多年,通过工艺创新、设备技术创新,紧跟国内炼钢工艺发展步伐,与时俱进,先后推出了整体式抱罐车、铰接式抱罐车(A/B/C/三类)、渣罐专用运输车等多类别、多载重等级(35-100吨)的无轨化运输用抱罐车装备。以改变原有冶炼厂使用轨道台车进行渣运输的工艺。这些装备能够满足不同类别、不同需求冶炼厂对热态渣处理的需要。其相比较传统轨道式热态钢渣处理工艺而言,具有投资少、节能环保降耗特点,是一种满足冶金工厂工艺改造和升级而实现热态渣处理灵活性要求的有效解决方案。 无轨化运输装备主要为抱罐车,根据项目的市场需求以及技术发展状况,项目单位从1996年起,多次进行相应的新技术技研发及升级,丰富了产品系列、增加了产品的技术含量等。形成多项创新技术: (1)为热态渣实现无轨化运输提供了多种的运输工艺模式。 (2)开发了多种抱罐车设备形式,深入研究了不同设备的特点,并实现了35吨-110吨运输设备的系列化。 (3)抱罐车工作装置动作联锁及控制方法;液压双管路防爆,防冲击的液压工作系统;应急操纵控制技术;应急渣罐回位与卸罐控制和抱罐车工作机构无线遥控与整车无线遥控技术等抱罐车专有技术。 (4)新型的铰接式U形抱罐车。 该项目获得国家专利25项,其中发明专利5项。另受理发明专利3项公示中;发表论文10篇,其中核心期刊1篇;获得省部级工法2项;获得中冶集团成果鉴定4项;获得五矿集团、中冶集团、中国机械工业协会、中国循环经济协会科学技术奖,上海市发明选拔赛,宝山区科技奖等多项殊荣。 该项目开发的不同系列产品,先后在国内外多家黑色和有色冶炼企业进行了推广和应用,如:宝钢、鞍钢、太钢、马钢、邯钢、兴澄特钢;江铜、中原黄金、大冶有色、广西金川、豫光金铅;台塑福欣、台湾丰兴钢铁、菲律宾pasar铜业等冶金企业;受到了市场广泛认可。累计销售额近3亿。该项目成果的推广应用,有效的改变了热态渣无轨化运输的模式,降低了企业的投资成本、使用成本以及节能环保降耗,取得了良好的经济效益和社会效益。
[成果] 1800140369 河南
[TD453, TD406] 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:自磨机、半自磨机作为关键设备用于矿石的细碎和铁精粉球团制备等生产线上,具有显著的节能、增产、改善环境等优点。至今,全世界冶金矿山工业已投产使用了数百台套自磨机、半自磨机。该类设备已成为粉碎作业的发展方向,尤其是在冶金、矿山工业的应用,引起了该行业在粉碎领域方面的又一次重大技术革命。中信重工主营产品之一正是磨机。其典型重要关键部件齿圈、端盖及筒体,每年大量生产,但相关加工方法较为固定,加工效率不尽相同。为使公司生产效益得到最大化,质量进一步提升,典型零部件加工方法研究及其操作法推广成为一个契机。 结合质量问题发生点,经过梳理、讨论、研究,对典型零部件进行优化加工工艺及流程,制定推广加工规范,实施规范验证效果,推广规范,提高磨机产品的整体加工效率及质量,对今后加工同类产品提供借鉴。 通过对整圆筒体、1/2筒体、1/3筒体、1/4筒体、整圆端盖、1/2端盖、1/4 端盖、1/2齿圈、1/4齿圈加工方法研究及其先进操作法等零部件的工艺优化创新,多半端盖划线方法创新、以及其铣削平面切削用量,镗孔切削用量数值研究规整,总结出一整套科学有效的操作法。 通过此操作法的制定与实施,使工件占用机床的时间大为缩减,产品质量得以保证的前提下,生产劳动效率得到了极大的提升。 其优化加工加工方法,减少了机床工作时间,工人劳动时间,实现了效益、收入、产品质量的同步提升。 此操作法的推广,使产品生产效率得到放大,不仅节能降耗,节约大量资金,更提升了公司主打产品的社会竞争力。 规范化制定和推广,使机床操作者对各典型零部件增进更深刻的认识,促进加工水平及操作性的进一步提高,也为典型产品关键件的整体加工质量得到提升,特别是对一些刚加入工作岗位的年轻人,有了一本易理解、易掌握的操作规范,减少失误率,更快更好的掌握常规产品的加工方法及要点,有着建设性的作用。
[成果] 1800140296 甘肃
TE922 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:项目的重要性及意义:直流电驱动超深井钻机的研制成功,提升了中国此类产品的自主创新 能力,对未来延伸开发系列的适用于超深井钻井工况条件下的钻机具有深远的意义,对公司 的技术和市场发展具有积极的作用。 立项背景: 2012年3月底,巴州派特罗尔石油钻井技术服务公司与兰州兰石石油装备工程 有限公司签订了ZJ90D钻机技术协议及供货合同,且要求交货时间很短。为确保该项目顺利 实施并按期交付用户,公司成立了ZJ90D 钻机项目组,严格按照塔指的配置标准制定钻机技 术方案,满足塔里木油田指挥部及巴州派特罗尔公司的特殊要求。 主要科技内容: 1.钻机是国内首台9000米直流电驱动超深井钻机,采用模块化设计, 整机 制造、运行、维修费用低,满足超深井钻井对钻机的特殊殊需求。 2.电控系统采用AC-SCR-DC传动,应用先进的网电拖动和效率补偿技术,功率因数可达到0.95以上,可节约燃油30%以上,节能环保效果显著。 3.绞车驱动功率大,其传动比及扭矩满足提起最大钩载6750kN的要求,作业效率高。 4.采用全新研制的最大勾载为6750kN新型旋升式井架、底座,可在低位一次穿绳,一次安装到位,节约了人工,提高了效率。 5.采用先进的交流变频自动送 钻系统,自动化程度高。 技术经济指标:钻井深度(5 1/2"钻杆) 9000m;最大钩载6750KN;提升系统绳系14 ;钻井 钢丝绳直径φ45mm;转盘开口直径φ952.5mm;钻井泵型号P-2200 型、 F-1600H 高压型;井架型式为K 型,有效高度48m;钻台高度12m;柴油发电机组CAT1310kWx5台。 钻机及配套部机合同额共计: 3490.23 万(不含用户自备采购件)。 经济效益及社会效益: 1.该项目新增利润265万,新增税收39.75万,累计新增利润265万,累计新增利税39.75万。 2.该产品的研制成功对于中国超深井石油钻机研发具有积极的 推动作用,使中国自主研发、自主建造、自主成套模块化超深井钻机的技术水平和能力得到 了提升,缩短了与国外同类型石油钻机的技术差距,大大促进了企业技术进步,扩大了产品 供应链,初步具备了今后在国际市场上竞争超深井钻机的实力,为今后积极寻找国际用户、 做延伸开发、完善系列奠定了基础。近几年中原油 田、江苏油田都有采购该钻机的意向,正在技术沟通和报价,国外伊朗石油公司通过北京中 宏兴公司准备采购该钻机。 促进行业科技进步作用:钻机应用全数字直流调速驱动技术、网电拖动及功率补偿技术、自 动送钻控制技术、智能化故障诊断及报警系统,超深、造高压、超高温沙漠环境条件下使用 的设计技术等。在自主研发的过程中,积累了宝贵的经验,使企业的 整体技水水平得到大 幅提升。该项目的研制成功填补了国内该类钻机的空白,整体技术水平达到国际先进水平。
[成果] 1800130272 北京
TE931.2 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于石油与天然气科学技术领域。 中国致密油气、煤层气等非常规油气资源占中国总的可采油气资源量的60%,但存在开发难度大、开发成本高的问题,严重制约了对该类资源的有效利用。国际上普遍采用分段压裂桥塞(国外主流产品耐温120℃,耐压70MPa,钻除时间30-40min/个)技术对非常规油气资源进行开发,但关健技术主要掌握在贝克休斯、哈里伯顿等国外公司手里,并对相关技术进行了垄断。中国不掌握分段压裂桥塞制造及相关的配套工艺,是制约中国非常规油气资源有效开发的瓶颈。项目组经过七年的持续攻关,作为国内首家,发明了一种可用于桥塞制造的复合材料和一种分段压裂用桥塞,配套研发了桥塞座封工具及相应的座封方法,创建了全新的现场施工工艺。 项目取得了五项创新: (1)首次发明了一种利用桥塞进行分段压裂的水平井完井方法,打破了国外公司对该技术的垄断,为非常规油藏的高效开发技术支撑。 (2)发明了分段压裂用全复合材料桥塞,耐温120℃,耐压70MPa,钻除时间低于30min/个,达到国际领先水平。 (3)创新发明了一种复合材料压裂用桥塞的加工工艺,攻克了复合材料桥塞工业化加工困难的问题。 (4)发明了无火药座封桥塞的座封工具及相应的座封方法。创新了一种利用压差进行桥塞座封的方法,研发了无火药桥塞座封工具。攻克了国外技术中利用火药爆燃对工具进行座封时因爆燃产生震动而损坏桥塞及射孔器材,以及火药在运输及使用过程中会对人员产生危害性的难题,保证了施工过程中人财物的安全。该项技术达到国际领先水平。 (5)发明了用油管进行桥塞座封与喷砂射孔联作的现场施工工艺。攻克了国外现场施工工艺动用的设备多、工序多、人工多、需要动用火药等难题。为页岩气等非常规油藏压裂提供了一种安全的压裂方法,保证了在电缆无法下入时的安全施工。 获国家发明专利共15件,实用新型10件,发表论文5篇,形成行业标准3项,一级企业标准1项。专家评审:项目整体技术处于国际先进水平,部分技术达国际领先。成果已在中国石化华北油气分公司、江汉油田等单位应用三年以上,现场推广1700多段,为油田降低开发成本达4.6亿多元。该技术还可推广到中国其他油气田的开发中,预计可增加可采储量10亿吨,确保中国的油气安全。
[成果] 1900010070 江苏
TE952 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于“石油天然气开采装备”领域。 深海油气是能源结构和“蓝色经济”的重要组成部分。作为贫油大国,深海开发刻不容缓,国家已将深海能源开发提高到事关国家安全的战略高度。海洋石油981平台的成功研制,彰显了中国具备深海资源开发的装备和能力。项目围绕深海油气开采平台井口装备需要,解决原有井口装备平台适应性弱、承载力小、可操作性差、一体化服务能力差和智能化程度低等瓶颈问题,对超大吨位井口智能成套装备结构设计、新材料、制造工艺和设备、全功能智能集成方面进行设计与制造技术的研发。主要科技内容与创新点如下: 可靠稳态轻量化结构设计:针对传统井口装备结构承载力低和安全性低的突出问题,创新设计出阶梯卸载等稳态结构,实现了超大吨位井口成套装备轻量化(减重10%)和可靠作业(井口装备服役寿命从1年提高至3年),破解了轻量化和承载力之间的矛盾。为油气开采一体化增值服务提供了技术支持,是国际上最大的井口成套装备,成功在981等深海钻井平台上应用。 高强初海洋装备用钢制备及应用:开发了超纯冶炼、微合金化和热处理协同的组织精控技术,实现了多相微观组织的精确调控,制备出高洁净、均匀的高强韧海洋装备用钢,成功解决了井口成套装备的材料自给需求;采用超短程热处理工艺的关键部件性能超过国外同类产品水平,抗拉强度达900MPa(高出国际标准31%),屈服强度达780MPa(高出44%),断面收缩率40%(高出60%);自主研发的性能测试系统为井口装备提供了安全保障。 先进成形制造工艺和设备:发明了智能液压模锻和工艺优化、井口装备功效表面(无损式牙板、密封件和模具等)的形貌主动设计方法和工艺、模具“分区异构”的可控制造技术、模锻工艺优化、自创“单脉冲同点间隔多次”工艺、首台激光表面宏/微织构制造和强化装备等先进制造技术。该技术的应用可以实现模具延寿(从8000次提高至16103次)和油管服役寿命提升(1年提升至5年)。为中国重大海工配套装备一体化建造提供了关键技术支撑。 动态监测技术与智能控制:系统集成视觉监测、液压控制、健康监控、故障识别和无线传感技术,研发了井口成套装备动态监测技术与智能控制系统,实现了井口装备的智能化及与主系统的有机集成。通过微型传感和无线收发技术,实现了与钻井平台主系统的无缝对接和井口装备的智能化无人作业。 授权发明专利46件,实用新型专利21件,发表论文5篇,制订行业标准5件,企标15件。研究成果在加拿大、里海、美国及中东国家等第五代、第六代钻井平台上的井口成套装备中应用,并成功配套中国981深海钻井平台。项目产品不仅在陆地(中原、川庆等油田)和近海油气平台上广泛应用,而且将海洋作业深度从500m提高到3000m以上,显著提高了中国油气开采配套装备的自主化水平,标志着中国深海油气开采成套装备设计制造水平的重大突破,有力助推了国家深海能源开发战略和国家能源安全战略。2010年以来进行了系列化研发与推广,国际市场占有率大于15%,国内占有率大于50%,整体技术水平居于国际先进水平。项目实施近3年新增销售50.46亿,利润3.25亿元。
[成果] 1900010505 北京
TD527 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:我国作为矿业大国,由于矿山开采引发的岩体大变形灾害始终高居不下,造成大量的生命、财产损失,严重制约矿产资源的安全高效开发。研究表明,大多岩体灾害都是由小变形发展到非线性大变形,进而导致灾害发生。现有工程性控制钢铁材料为具有泊松比效应的材料(Poisson Ratio材料,简称PR材料),即受拉时发生颈缩变形从而破断的小变形材料,不适应致灾岩体的大变形特性而破断和功能失效,无法有效控制灾害的发生。因此,研究能够忍受岩体大变形的控制材料、技术和方法,对于岩体大变形灾害控制至关重要。为此,该项成果在国家973计划和国家自然基金重大项目支持下,开展了具有负泊松比效应(Negative Poisson Ratio效应,简称NPR效应)的NPR新型锚索的研制,突破了一系列技术难题,取得以下重要技术发明: 1、发明了具有特殊结构的NPR新型锚索复合材料,突破了岩体大变形灾害控制受制于传统PR材料抵抗变形能力不足的技术瓶颈。NPR新型锚索通过具有特殊结构的恒阻装置在拉伸过程中产生的NPR结构效应(受拉时发生恒阻大变形颈胀现象),实现了恒定阻力下拉而不断的材料变形目标,结合建立的恒阻结构力学和数学模型,推导了恒阻力的设计公式,研发了适应不同岩体变形特性的系列化NPR新型锚索材料。 2、发明了配套力学特性测试系统及实验方法,验证了NPR新型锚索材料具备高恒阻下忍受岩体大变形的超常力学特性。静力拉伸和动力冲击室内与现场实验表明,NPR新型锚索恒阻值达850kN,恒阻行程达到2000mm,能承受多次冲击而不断,各项指标均优于现有大变形控制材料。 3、发明了以NPR锚杆/索为主体的综合技术,解决了矿山岩体大变形灾害控制难题。以NPR锚索为主体的滑坡灾害防治-加固-监测-预报一体化控制技术,实现了露采滑坡短临预报,解决了世界难题;以NPR锚杆/索为主体的煤矿井下巷道支护技术,解决了软岩大变形以及冲击地压、岩爆大变形等工程灾害控制难题,为矿山安全高效开釆提供了有效的技术保障。 NPR新型锚索及其配套技术已在吉林、辽宁、黑龙江、内蒙古、河南、山西、陕西、新疆、甘肃、河北等16个省份的露天煤矿,金属矿开采以及煤矿地下井工开采等工程进行了应用。其中,共设置342个滑坡灾害监测点,先后成功预报滑坡11次,撤出人员220名、设备79台套。近三年累计新增销售额12.5651亿元,新增利润7.9277亿元,经济和社会效益显著。 该项成果授权发明专利、软件著作权18件,其中,国家专利10件、国外专利5件,软件著作权3件;发表学术论文70余篇(SCI收录10篇、EI收录31篇),先后获中国岩石力学与工程学会技术发明奖特等奖(2015年)、教育部高等学校科学研究优秀成果技术发明奖一等奖(2012年)。 本项成果突破了岩体非线性大变形灾害控制受制于材料变形能力不足的技术瓶颈,在矿山岩体大变形灾害控制及预测预报技术方面取得了跨越式发展,整体达到了国际领先水平。对于矿山、冶金、交通、国防、水利等工程岩体大变形灾害控制,具有重要的实际意义和广阔的推广应用前景。
[成果] 1800130237 北京
TE92 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:油气勘探开发对高效安全特色工程技术的渴求和依赖日益强烈。连续管钻井技术是国际公认高难度前沿技术,以一根能连续盘卷数千米钢制管替代钻杆,具有钻柱连续、带压作业、不间断循环等显著特征,避免常规钻柱的数千次反复连接与拆卸。如此革命性转变,可显著提高效率30%以上,而且更加安全、便捷与环保。国外技术发展迅速,但核心技术实行封锁,尤其是作为该技术的重中之重,适应中国苛刻道路、井场条件和复杂工况的连续管钻井装备,面临诸多技术瓶颈。为此,国家和中石油将该技术列为重大科技专项课题组织攻关,经过7年努力,攻克并形成了自主知识产权的连续管钻井成套装备,现场试验应用取得重大突破,为油气增产和降本增效提供了全新的钻井模式和装备保障。 1.发明了国际上首套双向动态加载综合实验装置。攻克了连续管装备全真工况多参数综合模拟加载难题,建立了单元、整机、检测评估等系列实验方法,实现了连续管钻机速度的精确控制及控制方式无差别模拟,为核心部件的发明和成套装备的集成创新提供了理论和试验支撑。 2.发明了注入头驱动、安装和检测装置,创建了注入头夹持系统接触力学模型,揭示了夹持块曲面形状对摩擦力影响的内在规律,形成了固液多变曲面啮合高夹持力夹持系统设计方法,攻克了国外技术容易出现的咬管、伤管、变形、挤毁等重大技术难题,研制了最低稳定速度和夹持系统优于国外的核心部件-580KN连续管钻井专用注入头。 3.发明了连续管穿电缆密封装置,解决了连续管和滚筒集流穿缆的关键技术难题;研发了集支撑、传动和排管离合功能于一体的液压离合内置式传动轴,形成了快捷、可靠、精确的连续管主动排管技术,研制了连续管钻机的关键部件-双通道动力信息滚筒。 4.基于整机动力控制系统设计与优化、整机机-电-液系统集中自动控制、注入头与滚筒动力、数据、控制一体联动等关键技术,以及重载框架式底盘和连续管钻井数据采集等软件的突破,集成创新研制了高效安全的LZ580/73T连续管成套钻井装备。 该成果累计攻克了15项关键瓶颈技术,获发明专利11件,其中美国专利1件,欧亚专利1件;实用新型专利12件,省部级技术秘密3项;软件著作权3项;发表论文17篇。现场应用11井次,填补了多项国内空白,整体达到国际先进水平,随着不断发展与完善,将为转变钻井模式,推动钻井技术升级换代做出重要贡献,成为智能钻井、超临界CO2钻井、激光钻井、粒子钻井、透明地球探测等新技术和生态绿色开发不可或缺的装备利器。
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