井下无线感应传输装置 HFSS 仿真设计

为了改进特殊有缆钻具制造工艺复杂的现状,提出了一种基于HFSS软件的井下无线感应信号传输装置仿真模型。通过建立感应式和谐振式仿真模型,计算仿真信号传输特性,验证设计模型的关键参数如匝数、螺距、包裹材料等对传输特性的影响。通过分析仿真模型的结果校正设计方案,得出传输衰减小、可实际应用的仿真模型,进而指导实物模型设计,提高研发效率,降低研发成本。测试结果表明,无线感应耦合信号传输模型具有可行性,与实物具有良好的一致性,衰减误差可在-5 dB以内,为实物制作提供了重要依据。     

钻井液脉冲信号自动去噪与识别算法

钻井液脉冲信号是非稳定信号,用小波强制去噪算法完成信号去噪,包括基线漂移修正、帧同步与指令信号的2级去噪处理。通过区分不同特征的信号脉冲,2级去噪处理能够减少基线漂移的影响,同时便于确定信号识别的自动峰值检测阈值量程。在信号识别算法中定义了上、下沿相对突出度阈值用于峰值检测,该算法参数能充分利用信号峰的变化程度,同时满足灵活的上、下沿阈值组合处理。使用帧同步脉冲确定第1个指令脉冲的位置,依次将指令脉冲作为位同步脉冲对后续指令脉冲解码,该同步解码方法可以减少帧同步脉冲位置不确定性带来的影响,并消除时基漂移的误差累积。编制了专用工具软件完成算法的参数整定,对于通用编码信号解码成功率约为95%;对于增加了校验字节的编码信号,使用自动阈值调节算法后的解码成功率高达99%。     

磁耦合有缆钻杆关键技术与发展趋势

作为高速井下网络通讯部件,磁耦合有缆钻杆利用水眼内的同轴电缆实现信号的高速传输,利用钻杆两端的磁耦合线圈实现了钻杆间的无线通讯,磁耦合通讯使磁耦合有缆钻杆不影响常规接单根等钻井工艺。借助数据服务器、无线短节、中继器、井下单元及各种有缆钻具等功能部件的配合,磁耦合有缆钻杆系统能够实现地面及井下数据的组网通讯,具有高速、双向、全天候的传输特性。磁耦合有缆钻杆的关键技术包含:高速调制解调器、井下令牌环网、虚拟串口技术及分布参数测量等(基于高速调制解调器的井下令牌环网是高效的组网技术);虚拟串口技术便于第三方厂家快速利用磁耦合有缆钻杆连接自己的测量工具;分布参数测量以较低的成本实现了全井筒的状态监控,在控压钻井、井控安全、钻井参数优化等方面有重要作用。智能(自动化)钻井是钻井业的发展趋势,磁耦合有缆钻杆的独特特性使其适用于智能(自动化)钻井。在减少应用成本的情况下,磁耦合有缆钻杆能够进一步开拓市场。     

基于TPS2121的井下自动供电装置设计

对于采用一次性高温锂电池供电的随钻测量仪器,为了解决其供电中多路电源无缝切换的问题,进行了井下自动供电装置设计。原有供电方式的分析发现,其二极管电源复用方式的电池利用率低,微控制器的供电技术无法应对电池的瞬间失压并占用微控制器资源,为此,经综合对比,选用了Texas Instruments公司的优先级电源复用器芯片TPS2121,可以实现多路电源之间的无缝切换功能,并使用LM5166同步型降压转换器设计了DC/DC转换器,形成了井下自动供电装置。室内测试和现场试验表明,井下自动供电装置能够完成多路电池组的自动切换,按顺序使用每个电池组可以提高电池利用率,配合DC/DC转换器可以实现随钻测量仪器的无缝供电,具有较高的可靠性和经济性。      

幂律流体中岩屑颗粒沉降速度实验

钻井过程中,任何井型都需要钻井液有效携带岩屑上返,以保持井眼清洁;但由于岩屑颗粒与钻井液存在密度差,遇到接单根、停钻等工况,岩屑颗粒就会在钻井液中沉降。对于大斜度井和水平井,岩屑沉降后会堆积在造斜和水平井段,形成岩屑床,造成恶性井下安全事故,因此,深入研究岩屑颗粒在钻井液中的沉降规律十分重要。文中首先综述了不同形状、不同粒径的固体颗粒在牛顿流体中的阻力系数和沉降速度计算模型,分析了牛顿流体中固体颗粒雷诺数和阻力系数之间的关系;应用与研究固体颗粒在牛顿流体中沉降的相同方法,并通过室内实验,得到了不同粒径岩屑颗粒在幂律流体中的沉降速度模型、颗粒雷诺数与阻力系数之间的关系模型。     

基于HFSS仿真的感应耦合传输装置设计

钻井油基钻井液环境下电信号传输困难是当前研究热点之一。针对此难题,设计高频感应耦合传输装置予以解决,其核心传输部件为感应耦合传输线圈。通过建立高频结构仿真(HFSS)仿真模型及实验室实物模型测试,设计出一种感应磁耦合传输线圈结构,解决井下复杂钻具感应耦合传输问题。仿真模型通过建立多线圈传输模型,研究不同圈数在不同介质条件下感应传输特性规律,据此规律设计了相应的实物模型。该实物模型同比放大10倍后即为实际钻杆传输装置,实测结果表明,实物传输装置与仿真模型传输特性一致性好,传输增益高,在模拟水基钻井液和油基钻井液情况下均可获得-20 dB以上的增益,采用常规调制解调电路可实现信号传输及处理,具备多种介质下感应传输条件。因此,该装置为复杂钻具感应传输及多种介质情况随钻测量信号传输奠定了基础,对于工程应用具有重要意义。     

空气分布管的损坏原因及改进

由于空气分布管中气体线速不合适等原因，引起催化剂磨损严重，造成空气分布管被损坏。在对空气分布管进行改进的基础上，又对分布管的设计进行了探讨，先确定合适的分布管压力降，进而对分布管开孔面积、规格、结构及布置等因素优化组合。     

井眼清洁工具沿全井段分布位置的计算方法

实践表明,应用井眼清洁工具,可以大幅度提高水平井大斜度段和水平段的岩屑床清除效率。但由于井眼清洁工具的有效作用距离有限,需要沿大斜度段和水平段布置多个井眼清洁工具才能达到较好的岩屑床清除效果,而目前对计算井眼清洁工具布置数量的方法研究较少。根据岩屑床休止井斜角实验研究结果,提出了井眼清洁工具沿大斜度井段分布数量的模拟计算方法。现场试验表明,该方法能够满足工程需要。     

就地热再生技术在沥青路面施工中的应用

本文对热再生施工过程中温度、外掺料掺量、路面处理厚度以及路面压实几项主要再生指标进行控制,提出相关控制方法。     

我厂乐果车间硫化合成釜冲料爆炸事故剖析

1988年4月13日和19日,我厂乐果车间硫化合成釜先后两次发生恶性冲料爆炸事故,使40平方米生产厂房被摧毁,直接经济损失达2万余元,影响产品产量近百吨。1 事故经过 五硫化二磷与甲醇在55～58℃时进行合成反应,放出反应热,排出气体硫化氢,反