井场硫化氢动态监测系统设计及研究

针对石油天然气井场安全生产需求,本文详细阐述了一款井场硫化氢监测系统的设计方案及软、硬件设计过程。监测系统利用成熟的单片机技术及虚拟仪器技术,以混合信号处理器MSP430F149作为现场控制器件,通过扩展外围信号调理电路、Flash数据存储器、RS485接口芯片以及相应的硫化氢监测探头,并将获得的数据传送至上位机进行处理,实现了在井场环境下多路硫化氢浓度实时监测及报警功能,对提高石油天然气生产现场安全保障具有实际意义。     

电泵无线监测系统的研制与应用

电泵井是油田生产中的一种常用设备,由于处于地下,工作状况很难了解,一旦出现异常,很难及时发现。现有的监测设备安装在现场,数据无法传输,只有到井口现场才能查看电泵井的工作状况,在生产中需要专人巡井,在信息技术和电子技术高度发达的今天,这种方式显得很落后,不能满足当前的油田生产管理要求。针对电泵井的监测现状和油田管理需求,研发了电泵井参数监测仪和堵头式压力计,能够实时检测电泵井的电参数和井口压力,安装在现场的设备和无线中转站采用的当前最先进的无线数据传输技术,它们在现场安装到位后无需人工干预,能够自动组建成一个无线网络,现场检测的数据通过无线网络传输到监控终端,数据在监控终端直观显示。设备现场安装方便,维护工作量小,能够实时监测现场设备工作状况,设备工作异常主动报警,大大降低电泵井日常维护工作量,提高油田管理的科学性和效率。     

利用综合录井进行硫化氢的准确监测

油气井钻探过程中硫化氢气体的准确监测是确保安全钻井的重要条件。该文在介绍硫化氢性质与危害的基础上,重点阐述了井场综合录井实时检测硫化氢的方法、原理以及应用实例;就目前井场硫化氢检测所存在的问题进行了探讨,尤其是针对硫化氢的监测与报警提出五种措施;同时提出了现场作好硫化氢气体监测工作的建议。对油气井钻井过程中准确预测与预报硫化氢气体具有一定的促进和指导作用。     

天然气中硫化氢现场监测技术研究

硫化氢为剧毒气体,也是强腐蚀性物质,对天然气井场安全构成威胁,有必要对天然气中硫化氢进行实时监测,为预防硫化氢的毒害提供定量依据。认为选择碘量法作为现场监测硫化氢含量的方法比较好;在实际应用中,对碘量法进行了改进,提出①采用专用恒温箱进行冬天硫化氢现场监测,②低含量硫化氢监测可适时减少取样量,③根据硫化氢含量高低控制取样流速。     

利用综合录井进行硫化氢的准确监测

油气井钻探过程中硫化氢气体的准确监测是确保安全钻井的重要条件。该文在介绍硫化氢性质与危害的基础上，重点阐述了井场综合录井实时检测硫化氢的方法、原理以及应用实例；就目前井场硫化氢检测所存在的问题进行了探讨，尤其是针对硫化氢的监测与报警提出五种措施；同时提出了现场作好硫化氢气体监测工作的建议。对油气井钻井过程中准确预测与预报硫化氢气体具有一定的促进和指导作用。     

钻井现场工程数据自动化采集的设计与实现

井场数据采集系统是智能油田的组成部分,是实现实时监测、作业优化、事故复杂预警、数据分析挖掘等智能油田目标的基础。为上层专业分析处理系统提供全面、稳定、可靠的数据源。然而目前井场数据采集多数情况下仍然只针对录井仪,井场缺乏能够提供统一数据采集和各个专业之间的数据共享的采集系统。本文提出了一个基于分布式架构,分层设计的井场数据采集系统,通过分层设计保证采集系统可以灵活扩展,采用采集适配器(动态库)设计保证通过增加插件的方式新增采集仪器,通过分布式的系统架构实现用户能够通过一个中心系统管理下属井场的系统配置和版本升级,实现远程维护,减轻维护人员上井场的工作量。目前按照本设计方案开发的井场采集软件已经在油田的多个井场实施,在1年多的实际使用中,系统达到了设计的预期效果。     

空气钻井随钻信息处理方法研究

为了保障空气钻井的正常钻进和井场安全,设计了基于无线通讯和总线技术的空气钻井随钻信息监测系统,建立了井下燃爆检测数学模型。系统采用工业级无线数据发送接收模块实现工业计算机和数据采集模块的数据交互,下位机通过485工业控制总线连接数据检测模块,通过无线传输模块实现现场数据的被动查询;上位机检测软件采用多传感器数据融合技术进行数据处理,有效地消除了信息模糊性和传感器不稳定对系统的影响。现场应用表明,系统能够及时发现油气层和预防可燃、有毒气体的泄漏,可进行井下出水、卡钻等事故的判别。     

硫化氢与可燃气体监测和级联供气系统及其应用展望

在石油勘探钻井生产现场,有毒有害及可燃气体的产生一直伴随着生产的整个过程,硫化氢与可燃气体的监测与防护更是重中之重。为增强行业安全意识、提高监测及防护装备技术水平,针对国外沙特阿美公司、科威特国家石油公司石油勘探生产现场对硫化氢与可燃气体监测和级联供气系统,从装备配置、装备布局、工作原理、校验维护及现场应用优势等方面进行详细介绍;硫化氢(H2S)与可燃气体(LEL)监测系统与级联供气系统已在中东主要石油生产国得到广泛应用,经过多年实践证明,它可在事故前期监测报警,事故处理过程中对人员提供安全保障,对预防、降低事故发生,减小人员及财产损失方面发挥巨大作用。针对国内,建议开展相关技术配套,提升国内钻探行业生产现场硫化氢与可燃气体监测与安全防护水平。     

气藏型储气库微地震监测系统设计及应用

地下储气库（以下简称储气库）设计注采运行30~50年,安全问题是储气库注采运行的重中之重。为保障储气库长期安全平稳运行,除常规监测手段外,微地震实时监测技术是储气库断层、盖层、储层及井筒监测的有效手段。新疆H储气库是国内最大陆相储气库,断裂较多,砂体变化较快,针对不同观测系统,采用微地震实时监测系统可论证监测范围、最小震级、定位精度等,在此基础上优选最优的微地震监测系统设计方案。研究过程中监测井采用“6口浅井、3口半深井”的组合井监测方式,监测能级为-0.6~-0.5级,定位精度为30 m,地面监测系统利用太阳能供电,数据采集系统通过无线传输方式,并应用微地震数据体处理解释和观测系统,实现对储气库高强度注采运行过程中动态密封性的实时监测与分析。经过5年的现场监测实践证明,该监测系统现场应用方便,灵敏度高,监测反馈速度快,能够精确地识别生产活动引起的微地震事件,有效指导了储气库注采运行过程中参数优化调整,保障了安全平稳高效运行。     

WITS实时服务系统组成及优势

基于WITS 0标准的"WITS实时服务系统"较好地解决了综合录井、LWD、钻参仪等井场数据的实时同步传输、显示问题,具备基地与井场同步实时监测功能,使基地技术人员能够远程实时监测现场综合录井数据,及早发现工程、气测及钻井液异常,为科学高效钻井提供支持。WITS实时服务系统由实时数据采集、实时数据发送与传输、基地数据接收与转发、实时监测与参数报警、历史数据回放、网上数据发布6部分组成,系统优势体现数据采集与发布方式、灵活的单位转换、多线程结构3个方面,实现了多种格式的井场仪器数据接口,包括标准WITS 0数据、CPS数据、CMS数据和DEMA数据。该系统采用数据推送方式、多线程结构和单位制的转换管理,因而具有更快的速率、更好的稳定性和理想的灵活性。     

GPRS油井无线网络监测系统的研究与应用

油井监测是保证油井正常生产的重要工作之一，油井无线网络系统由无线一次仪表和GPRS无线中继站组成，它整合了无线功图连续监测、无线电机参数检测、无线温压监测以及GPRS远传等四大模块，形成完整的油井网络系统。它将太阳能供电技术、短距离无线通讯技术和GPRS远距离传输技术融合在一起，实现了重要生产数据采集、处理、远传。     

基于钻井模型与人工智能相耦合的实时智能钻井监测技术

钻井过程中钻井复杂监测对于减少事故发生、降低钻井成本意义重大。在实际钻井过程中,钻井复杂的分析和判断主要靠人工完成,难以保证预警效率。为此,将动态钻井物理模型与人工智能、数据挖掘算法相结合,提出基于实时录井数据的实时钻井监测及事故预警技术。该技术以钻井施工过程中的综合录井数据作为输入,利用模型算法来实时准确呈现钻井过程中的井下工况条件,预测即将发生的复杂风险。从实时井眼清洁及水力学监测、实时卡钻预测、实时井涌监测3个方面对实时钻井监测及预警技术进行了详细分析。该技术可以实时准确模拟井下工况条件,识别并降低钻井事故发生概率,帮助钻井工程师提早发现问题,减少钻井事故的发生,并减少对自然环境以及人员安全的影响,为现场施工提供辅助决策,降低非有效生产时间。     

电磁感应式随钻数据传输系统的研究

针对现有钻井液脉冲无线随钻测量技术不能满足钻井新技术发展要求的问题,对基于电磁感应式智能钻杆通信技术进行了理论及试验研究。该技术是一种利用电磁感应原理通过非接触的耦合方式进行信号传递的通信方式,非接触式耦合器是其关键部分。实验室模拟智能钻杆研究表明,对实际电感线圈建立合理的等效电路模型是其技术难点之一,而中继节的电路必须进行适当的信号调理滤除干扰噪声,同时还必须考虑电池供电带来的功率限制问题。实际应用中,还需考虑到外界的电磁干扰、系统所处的高温环境以及震动等影响因素。     

船用润滑油及润滑系统应用与管理

润滑油和润滑系统在船用动力系统中,起到了十分重要的作用,我们可以通过监测船舶在用润滑油获得的信息,来掌握船舶动力系统中各零部件的磨损情况,以判断船舶动力设备的运行状况,但是,船舶长期在海上作业,受到空间、时间、温度、湿度、盐度、技术人员的配置等各方面条件的限制,无法满足一些高科技油液检测设备使用条件的要求。这样,保证远洋货轮在海上长时间航行作业,动力设备管理人员的实际管理经验和便携式监测仪器的使用就显得十分重要。文章总结了设备管理人员长期在海上作业的实际管理经验和便携式监测仪器的作用,汇总了润滑油在具体海上作业中的应急使用技巧,强调船舶动力润滑系统的重要作用,并简单介绍了润滑系统的保养方法。     

井筒微芯片示踪器电源技术及现场试验

微芯片示踪器的工作性能受电源影响较大,有时在井下不能采集到完整的数据,为此,设计了以可充电锂电池为电源,采用无线充电技术给其充电的供电方案。通过充放电试验考察了无线充电过程中充电电压与送电电压、线圈对心距和充电时间的关系,以及高温环境对电池放电特性的影响。结果表明:送电电压和线圈对心距之间相互影响,送电电压较小和充电距离过大,充电电压均达不到充电要求,反之充电电压过大会导致电池被充爆;充电时间越长充电效果越好,但会增长现场作业时间,而充电时间过短又会导致电池充电不充分;锂电池高温下的放电速度比常温下快。现场入井试验结果表明,采用设计供电方案的微芯片示踪器能够采集到整个井筒的温度数据。这表明微芯片示踪器采用设计的供电方案可以解决示踪器工作性能受电源影响的问题。      

钻井过程中硫化氢侵入井筒后的赋存状态研究

当钻遇高含硫气藏时,如果不及时检测硫化氢,极易因硫化氢侵入地面而带来井控风险,造成财产损失甚至危及人身安全。针对该问题,结合普光气田的工程实际,通过数值计算,对硫化氢侵入井筒后与钻井液之间的物理化学作用进行分析,得到了硫化氢与钻井液之间溶解和化学反应的影响规律。分析表明:进入井筒后,一部分硫化氢以气态形式滑脱上升,另一部分溶于钻井液中与钻井液反应、溶解;温度升高硫化氢的溶解度降低,压力增大硫化氢的溶解度变大,且压力对溶解度的影响程度远大于温度对溶解度的影响;由于温度和压力变化对溶解度的影响,上部井段钻井液中的硫化氢浓度比下部井段高;H2S与钻井液发生化学反应并发生化学溶解,钻井液的pH值对H2S的吸收有很大影响;在硫化氢检测中,同时对钻井液里的S2-和H2S进行测量会取得更好的效果。      

页岩气生产动态井下无线监测系统研制与应用

目前页岩气生产过程中井下动态资料的获取途径主要采用生产测井或钢丝下压力计试井等方式,其存在井口装备多、工序复杂、井下数据获取不及时、监测覆盖时间短等不足,为此,开发了一套页岩气井生产动态井下无线监测系统。该系统采用“井下数据无线采集”+“井口物联网终端”+“基地数据中心”的技术架构,将井下数据无线采集工具随油管一起送到储层中,采集井筒中流体温度、压力、流量及含水率等生产动态数据,并直接通过电磁波发射器上传到地面,地面天线接收后再由井口物联网传输到基地监测中心,实现在基地即可远程实时观察页岩气井的井下生产动态情况,根据生产需要及时调整井口生产制度,以便提升生产井的产能。本系统适用井深3500m左右;在设定数据量为4组/d（可调）时,工作时长可达2～3年。系统在威204H36-6井及威202H22-7井进行了现场应用,获取的生产动态数据准确、及时。其中,威204H36-6井根据监控数据开展了控压调产,明显减缓了地层能量衰减速度,提高采收率2~3%;威202H22-7井在邻井的压裂液进入井筒时进行了及时的报警,防止了气井被压裂液淹死情况的发生。页岩气井生产动态井下无线监测系统的开发实现了页岩气井在生产阶段的长期实时监测功能,应用效果良好,具有推广应用的良好前景。     

螺杆泵采油系统自动测控仪

螺杆泵是近几年在我国石油生产出现的一种新型采油机械。由于在石油生产过程中,地下情况复杂并难以检测,因此有时会发生传动杆扭断的恶性生产事故,研制开发的以８０Ｃ５５２为核心的螺杆泵采油系统自动测控仪,采用非接触式传感器和霍尔元件以及设计的仪器软件,可对螺杆泵工作时的电流,传动杆的扭矩,电机转速,泵杆转速及井口产液量进行实时测量,并实时监测螺杆泵的工作状态,对可能发生的危险情况及时发出报警信号或自动关断     

井喷失控预警的远距离自动调焦控制研究

井喷失控是石油及天然气钻井、完井过程可能出现的灾难性事故，给人类生命财产造成严重伤害，污染环境，破坏地下资源以及在城市火灾、森林火灾、环境变化等监测工作中常需要远距离目标监测，为了获得高清晰的实时图像数据，需要实时自动调焦。通过系统分析远距离相机离焦的原因，建立了一个实时调焦数学模型，并以此为基础研制了一种新的对应距离和温度变化的离焦补偿控制系统。该系统采用微型步进电机实现智能控制，通过监测目标距离确定监测相机的初始焦距，以及环境温度变化的实时反馈实现焦距的实时控制，使相机可以在－40～125 ℃范围内获得清晰、稳定的远距离图像。该系统适用于井喷失控石油及天然气火灾、城市火灾、森林火灾、环境变化等远距离目标的实时监测。     

二催化机组的在线状态监测与分析系统

介绍了深圳创为实公司的S80 0 0网络化大型旋转机械在线状态监测与分析系统在北京燕山石化股份集团炼油事业部二催化装置机组控制系统中的应用。该系统应用以后 ,加强了机组的管理和维护 ,实现了机组的实时监测、分析 ,并使机组运行数据在网上共享 ,保证了装置连续生产和高负荷发电。