河北省农灌机井“以电折水”计量体系建设与应用

农业灌溉用水计量问题是取用水监管的重要内容之一。为适应北方地区农业灌溉机井“点多、面广、产权分散”的分布特点,河北省积极探索并形成了农灌机井“以电折水”计量体系。介绍了“以电折水”计量的理论基础和河北省“以电折水”计量体系建设历程,提出了河北省“以电折水”计量体系的框架、内涵解读、业务应用场景,以及未来发展建议。

基于改进NSGA-Ⅲ算法的抽油机井群控变频启动技术

为提升抽油机井群控变频启动运行的安全性,增加抽油机井的抽油量,研究基于改进NSGA-Ⅲ算法的抽油机井群控变频启动技术,降低变频启动的电压偏差,通过分析抽油机井群控变频启动条件,明确降低抽油机井群控变频电机与供电管网的电压偏差可以降低变频启动时的冲击电流,提升变频启动运行的安全性。以最小电压偏差与最大抽油量为目标函数,建立抽油机井群控变频电机启动转速确定模型;在NSGA-Ⅲ算法引入参考点选择策略,得到改进的NSGA-Ⅲ算法;用改进NSGA-Ⅲ算法求解转速确定模型,得到最小电压偏差与最大抽油量对应的变频电机启动转速;根据合闸时刻变频电机的相角差,得到变频电机合闸指令,并按照确定的转速启动抽油机井群控变频电机。实验证明:该技术可有效求解抽油机井群控变频电机转速确定模型,且反转世代距离较小、超体积较大,即该技术的收敛性与分布性较优;该技术可有效启动抽油机井群控变频电机,平均抽油量15.8 t/d,最大电压偏差260 V(DC)。

优化工作模式 拓展成果应用 深入推进农灌机井“以电折水”计量体系建设

近年来,河北省深入贯彻习近平生态文明思想,水资源精细化智能化监管能力逐年提升,特别是在2022年度实行最严格水资源管理制度考核中,河北首次进入全国优秀行列,这是对我省水资源管理工作的充分肯定,更是对我省工作的极大鼓舞和鞭策。为进一步推动工作提质增效,我省不断完善计量监测体系,着力突破解决农灌机井“点多、面广、产权分散”带来的计量难题,积极探索推进“以电折水”,并在2023年全面实现业务化应用,得到了各方面肯定。

拖挂钻修机井架设计

针对拖挂钻修机井架顶升时卡顿、顶升液压缸出现“爬行”的问题以及现代钻井工艺对井架净空高的使用要求,提出了两段四节式拖挂钻修机井架设计方案。该方案改变了传统井架主体结构形式,将每节井架均更改为小斜率四棱锥式模块化结构,每两节组合成一个段,采用套装液压起升方式。四节式结构可将井架净空高增大至42 m,满足长立根打井作业,可安装顶驱,解决井架顶升爬升问题。经过旅大海洋修机以及埃及EDC ZJ30拖挂钻机项目的实际应用验证,该井架起升顺畅,满足顶驱钻井需求,证明了该设计的正确性及可靠性,对拖挂钻修机高效钻井作业有十分重要的参考意义。

无储能光-电微网下的抽油机井群间抽混合整数非线性优化方法

多数低渗透油藏丛式井因供液不足而采用间抽采油方式,光伏、风电等绿电引入油田生产后在减少碳排放方面发挥了重要作用。为解决人工制定的错峰开井和间抽制度存在的井群运行能耗高等问题,以各抽油机的启停状态和电源频率,以及各光伏机组和高压电网的出力为决策变量,用直流母线实现抽油机组倒发电电能互馈,根据井群生产需求充分考虑源荷端约束,以系统运行成本最低为目标,建立一种无储能环节光-电微网下的错峰开井和间抽运行的混合整数非线性模型,用Gurobi对该问题求解。案例分析结果表明,所建模型求解结果与高压电网供电下井群常开以及人为制定间抽制度比较,井群耗电量分别降低35.687%和15.219%,系统运行成本分别降低35.471%和23.884%,并且相较于后者井群日产量提高21.620%。研究将光伏引入抽油机间抽系统,建立调度模型,大幅降低井群运行能耗和运行成本,凸显了模型的有效性。

水资源税改革背景下农灌机井取水计量方法--以河北省为例

结合河北省农业灌溉的实际特点,介绍农灌机井取水计量模式、工作原理和适用性分析,制定农业取水计量总体工作目标,有效支撑农业水资源税水量核定,以期为同类型工作提供参考与借鉴。

沧县灌溉机井水电转换系数影响因素分析

“以电折水”是河北省计量农业地下水开采量的主要管理措施,科学利用机井水电转换系数并分析其变化规律对于优化水资源配置、节约能源、提高效率等具有重要意义。依据河北省沧县境内177眼农用灌溉机井相关监测资料,对影响机井水电转换系数的地下水埋深、水泵效率、管道压力、输水管道长度等因素进行单因素分析并建立回归模型,同时采用通径分析法筛选出主要因素,并对其进行精度验证。研究结果表明:机井水电转换系数受地下水位埋深影响程度较大,通径系数为-0.882;水泵效率和管道输水长度,其直接通径系数和间接通径系数均较小,对水电转换系数的改变影响较小。不同地下水埋深下的浅层井和深层井出水量计算值与实测值拟合结果较好,浅井拟合精度高于深井,R2分别为0.88和0.85。研究成果对于加快“以电折水”计量管理措施的推广具有重要现实意义。

农业灌溉机井“以电折水”管理系统架构设计

长期以来,农业用水监测计量工作是取用水管理的薄弱环节,从全国范围来看,农业用水取水口数量和水量占比均为最高,同时绝大多数是农业灌溉机井。因此,积极探索利用信息系统建设方式加强农业用水监管,研究农业灌溉机井监测计量能力提升技术具有较高的必要性和迫切性。本文在调查研究2021年收集的全国550多万个取水口数据的基础上,针对需要重点提升的农业灌溉机井监测计量工作,对比不同监测计量方式优缺点,研究“以电折水”信息化台账建立和管理系统框架设计等关键技术环节,提出科学提升农业用水监测计量能力的方法。研究表明:农业灌溉机井“以电折水”是目前提升农业用水监测计量能力的有效方式,建议依托水利部政务服务平台,开发农业灌溉机井“以电折水”管理系统,该系统架构应包含终端系统、小程序系统、SaaS系统和对接系统四部分,实现对农业灌溉机井基本信息的管理、查询以及用水量统计分析等功能。研究成果为建立农业灌溉机井信息化台账和开发管理系统等工作提供技术指导,为加强农业用水监管工作提供技术参考,为全面提升我国水资源管理能力和构建智慧水利工作提供技术支撑。

基于GIS的煤矿区农用机井依赖度的计算与分析

中国北方水资源日益紧缺,作为重要的农田水利基础设施,农用机井对灌溉农业发展的作用越来越大。本文通过对南屯煤矿区机井作用的研究,定量分析各种土地利用类型受机井的影响程度,提出了机井依赖度的概念和计算方法。根据研究区各种土地利用类型对机井的依赖度和机井缓冲区的影响范围,对本区机井的建设和布局提出了建设性的意见,对其他区域的机井建设也有参考价值。

昌平区灌溉机井智能计量运维管理的探讨

灌溉机井是一种现代化的农业灌溉方式,在机电设备的支撑下,从水井中提水并完成农作物灌溉。现代农业生产中,建设灌溉机井智能计量运维管理系统,并实施灌溉机井使用过程的监督和运维管理,能有效满足农业灌溉要求,遏制地下水超采问题。以昌平区灌溉机井应用实际为例,就灌溉机井智能计量运维管理的内容与实施要点展开分析,期望能为农业灌溉机井的计量和运维管理提供参考,促进农业的现代化发展。

长安区建设高标准农田中机井建造质量控制要点

为保证国家粮食安全,提高耕地单产量,近年来,农业农村部在全国各地持续推进高标准农田建设,长安区也连续两年进行高标准农田建设。长安区位于西安市南部,原来毗连西安市的连片耕地大都被开发征用,现在长安区连片平整耕地主要在东部塬区。因此,高标准农田建设工程也主要在东部塬区,工程内容主要是打机井、埋管网。

以机井折旧制为突破口确保井灌面积稳定增长

以机井折旧制为突破口确保井灌面积稳定增长唐山市水利局王连云，肖洪斌机井是唐山市农田灌溉的主要水利设施，对改善农业生产条件，确保粮食产量稳定增长至关重要。为加强机井管理，市、县水利局首先采取各种措施，不断探索新的管理体制，保证了机井建设稳定发展。但随着...

农用机井配套情况调查分析

农用机井配套情况调查分析唐山市水利局张庆宽，肖洪斌，武尚文唐山市农用机井建设从１９６５年开始进入全面发展阶段，到１９７６年地震前，全市已有机井６７９１０从震毁恢复以来，机井逐年发展，据普查统计，到１９９２年底全市已有农用机井１００９７６眼，其中配套机...

陕西省“九五”机井建设管理工作的探讨

据统计,截止1993年底,陕西省共有机井约14.37万眼,总装机容量101.3万kW,年提取地下水20.42亿m^3,其中直接为农业提供水量14.27亿m^3,发展井灌面积703.3万亩。然而,目前的机井工作中还存在不少问题,诸如投资短缺,基础工作薄弱,行业管理不善等。为此,本文似就全省“九五”机井建设管理工作,提出几点建议,以供探讨。

提高抽油机井系统效率的方法

主要论述提高抽油机系统效率的重要性和必要性 ,介绍中原油田目前抽油机井系统效率的概况 ,分析油田抽油机井系统效率低的原因和影响系统效率的主要因素及系统效率的分布规律。最后 ,指出提高抽油机系统效率的措施和方法。

从聊城机井普查谈“八五”机井建设

聊城地区是我省重要的机井灌区,井灌面积540.7万亩,占全省井灌面积的12％。1989年聊城地区组织各县水利局和有关乡镇对全区的机井进行了全面细致的普查。笔者就其机井现状部分的普查情况,结合目前我省机井建设的实际和“八五”机井规划谈几点粗浅的看法。

基于供需水量平衡分析的灌区机井布局模式

针对机井布局缺乏合理科学规划,造成的北方灌区地下水采补失调问题,以宝鸡峡灌区为研究区,在灌区地下水资源综合评价的基础上,划分地下水开发利用类型区;以充分灌溉和非充分灌溉条件下的灌区供需水量平衡分析为依据,拟定不同的井灌地下水开采规模方案,并通过地下水数值模拟计算,确定合理的地下水开采规模;运用传统计算方法和基于遗传算法的优化方法计算灌区规划机井数,单井灌溉面积及井距,确定灌区机井合理布局模式.计算结果表明:开采方案Ⅱ(采补平衡)条件下,灌区地下水位埋深年内变幅最小,且呈微小上升趋势,地下水采补基本平衡,缺水率可控制在1%左右,利于涵养地下水源.针对现有机井数量,灌区需做如下调整:塬上灌区需新建机井53眼,塬下灌区需减少机井242眼,以利于灌区合理开发利用地下水资源.

红崖山灌区机井空间布局适宜性评价

灌区机井空间布局的适宜性评价对于地下水的合理开采与机井的布局优化具有重要作用。该文选择石羊河流域红崖山灌区为研究区,提取土地资源利用类型、地下水埋深、含水层厚度、单井出水量和地下水矿化度等影响因素作为机井空间布局的适宜性评价指标,根据影响因子属性的空间变异性,将灌区划分为366个评价单元,并采用熵权法确定各指标的权值和区域的综合评价值。结果表明,红崖山灌区机井的空间布局受地下水埋深和单井出水量的影响较大;研究区不适宜、不太适宜、一般、较适宜和适宜布井的面积比例分别为19.33%、24.33%、46.61%、7.33%和2.40%,较适宜和适宜布井的面积比例较小。研究结果为灌区机井空间布局提供了一定的理论依据。

海洋钻修机井架安全承载实时监测预警系统研发与应用

为保障海洋钻修机井架作业过程中的结构安全性,建立了一套钻修机井架安全承载实时监测及预警系统,并以南海文昌平台修井机井架为对象开展了工程应用研究。按照方案设计、硬件集成、信息化系统开发等3个过程要素,设计了监测体系的整体方案。为确保系统方案布置及实时分析的精确性,采用联合静动力学参数反演方法进行了精细有限元模型修正,结合BP神经网络和井架模型数据库对井架初始应力进行了预测。在监测硬件系统基础上开发了信息化系统,实现了数据库管理、监测方案制定、井架安全等级评定及作业全过程实时监测及预警功能,并将该系统成功应用于实际工程监测中。本文研发成果可进一步为井架的安全作业以及检修策略的制定提供良好的指导。