连续管检测监控技术

目前国内连续管检测监控技术一直依赖进口,与国产设备配套性差,严重影响现场作业的安全性与作业效率,故加速连续管检测监控技术的国产化势在必行。在进行大量文献调研的基础上,首先介绍了国内外不同连续管检测监控技术的功能及其特点;并从作业参数实时采集系统、连续管在线检测系统、实时监控与处置系统和井下测控系统4个方面对比分析了国内外连续管检测监控技术,最后针对该技术的发展方向给出了建议:国内作业参数实时采集系统应实现数据的采集、显示和存储,并能规范管理数据;连续管在线检测系统需实现连续管缺陷、变形与壁厚减薄数据的采集、显示和存储,并能实现连续管缺陷的连续跟踪与分析;国内连续管软件技术应初步集成上述两方面,并建立可视化界面,实时监测作业过程并给出报警提示;井下测控系统方面应先加快相关基础技术的研究,再初步实现该系统的国产化。研究成果对国内连续管检测监控技术的完善和发展有一定的借鉴意义。     

国产连续管作业机的研究现状及应用

连续管作业技术及装备是我国油气田勘探开发、提质增效不可或缺的工程利器。介绍了我国连续管作业技术的发展历程，以及连续管作业机的技术现状，对连续管作业机关键部件的技术发展情况进行了分析，总结了我国典型连续管作业机的分类、作业参数、使用场景、适应工艺以及现场应用效果，结合我国油气开发和连续管作业技术的实际情况，提出了连续管作业机的发展方向，为我国连续管作业机的研究和应用提供参考。     

连续管卷绕破坏分析

连续管在滚筒上反复卷绕和矫直过程中产生的塑性应变,会引起连续管的累积残余变形和低周疲劳,最终导致连续管的形变疲劳或疲劳破坏。对连续管的试验载荷与现场载荷进行分析,并用有限元模拟连续管在卷绕矫直中的变形和疲劳,探寻了目前试验中连续管弯曲椭圆度等参数与现场数据不吻合的原因,分析了连续管卷绕时在不同工况下各参数变化情况和连续管破坏形式。研究结果可为高效使用连续管和设计性能优良的连续管作业机提供理论基础。     

连续管作业机自动控制系统研究

为了改进连续管作业机液控或电控液的传统手动操作模式,提升连续管作业机的自动化水平,提出连续管作业机自动控制系统。分析了操作与工况之间的关联性,在电液控制基础上引入逻辑判断和程序控制,并以气化采煤连续管装备为控制对象设计开发了一套应用样机。样机在模拟试验和现场应用中均取得了良好的效果。研究结果表明:连续管作业机自动控制系统可体现连续管作业机的自动化和信息化水平,解放劳动力的同时,操控更便捷。该系统的成功开发为复合连续管钻机控制系统的研发打下了基础。     

连续油管专家系统设计及应用

随着连续油管使用频率的提高和规模的扩充，现场施工难度的增加，仅依靠专家、现场技术人员实时观察施工过程各项参数指标，难以满足更高的质量管控需求，开发了连续油管专家系统。该系统具有工程预警、管材寿命预警功能，能基于作业实时数据诊断故障复杂趋势，积累经验并逐步提高预警准确率。阐述了该系统的架构和功能，采用信息化手段获取并分析连续油管工程数据进行动态跟踪以及各类提示。现场应用表明，该专家系统能有效降低现场施工风险，提高连续油管使用效率，提升连续油管作业管理水平。     

煤炭地下气化装备自动控制模拟系统研制

为促进煤炭地下气化技术系列成果从实验室、现场试验向产业化应用转变，依据煤炭地下气化技术现场应用需求，将连续管技术与煤炭地下气化技术进行了结合。建立了煤炭地下气化稳定燃烧控制物理模型，分析了煤炭地下气化过程同心连续管受力状况，形成基于温度的模糊PID随动控制方案，研制了煤炭地下气化装备自动控制模拟系统；同时基于Unity 3D开发连续管控制仿真模拟软件，形成了对煤炭地下气化过程中作业数据实时监测，以及连续管不同速度起出、下入的自动控制，实现了丛式井气化采煤远程集中控制，形成了基于温度的煤炭地下气化超低速拖动控制技术，并验证了其合理性。该自动控制系统的研制为煤炭地下气化技术的现场应用奠定了设备基础，为实现集中无人化气化采煤提供了技术方向。     

石化企业环保监测系统的应用与管理

针对石油化工企业生产废水和烟气排放的在线监测与管理问题,介绍了在线环保监测系统的工作原理和选型设置。环保在线监测系统通过现场在线分析和测量仪表对各装置废水和锅炉烟气的各项监测参数进行在线动态检测,将检测数据连续、实时地传输到监控平台,实现了对外排放监测点的自动连续数据监控和报警,达到规范和加强石化企业环保在线监测系统的依法运行和监管目的。     

LG450/73连续管作业机的研制

根据国内油田用户的实际需求及特殊地域环境特点,开发了LG450/73大管径连续管作业机。这种作业机适应连续管管径50.8～73.0 mm,注入头设计最大提升力450 kN。它采用两车装自走方案、全液压驱动、智能电液闭环控制。其控制系统同时具备监控、预警及故障诊断功能,确保各部件协调、稳定、安全工作。另外作业机还配有引管绞车和连续管内孔吹扫空气系统,整车提升能力强,适应管径大、滚筒容量大、移运性能好、工况适应性强、作业安全可靠。该型作业机的研制成功将有助于推动国内连续管作业技术的快速发展。     

钻井实时数据采集系统的建立及应用

钻井实时数据采集系统是实现钻井现场或远程实时监控的前提,它为数据管理、处理、分析系统提供数据源。文章主要对钻井实时数据采集系统的基本概况、系统层次、数据采集接口、实时数据库和系统的安全等方面进行了分析,并介绍了钻井实时数据采集系统的应用情况。     

国外连续管作业软件架构分析

国内连续管作业机虽然已经有了较大的发展,但是国内开发的相关软件功能模块比较单一,大部分连续管作业配套软件基本依靠国外公司开发的相关产品。介绍了4种国外连续管作业软件现状,并对其软件架构进行深入分析,认为一个完整的综合作业软件应该有几个应用模块:1数据采集模块。采集并监控作业关键参数,为力学模拟、流体模拟和疲劳评估提供基础数据。2力学模拟模块。对连续管管柱的力和应力进行综合模拟,并由此模拟作业过程中各种因素对作业的影响,可以进行作业前设计或实时监控作业过程。3流体模拟模块。对连续管及井筒内的流体进行模拟,并由此模拟各种与流体相关的作业。4疲劳寿命评估模块。能够对连续管寿命进行优化设计,并能实时评估每一根连续管的使用寿命。     

油井远程自动化监控系统设计

油田自动化信息系统建设主要包括油井远程监控、配电线路自动化系统、输油管线泄露监测、集输站库自动化监控等四个部分,其目的是利用现场监控系统,实现数据源头自动采集,借助油田现有网络资源自动加载到厂级实时数据库,为各级管理部门应用提供开放的数据平台,使生产和管理人员及时控制和掌握生产动态,从而实现整个生产过程的自动化;并可以对取得的实时数据进行统计、分析、优化,从而为保证生产设备正常运转、降低生产成本提供重要依据。     

油井远程自动化监控系统设计

油田自动化信息系统建设主要包括油井远程监控、配电线路自动化系统、输油管线泄露监测、集输站库自动化监控等四个部分,其目的是利用现场监控系统,实现数据源头自动采集,借助油田现有网络资源自动加载到厂级实时数据库,为各级管理部门应用提供开放的数据平台,使生产和管理人员及时控制和掌握生产动态,从而实现整个生产过程的自动化;并可以对取得的实时数据进行统计、分析、优化,从而为保证生产设备正常运转、降低生产成本提供重要依据。     

川渝地区页岩气专用连续管作业机的研制

现有的连续管作业机中,超过?50.8 mm-5 000 m的作业机均为拖装结构,受山区多陡坡、急转弯等道路条件限制,底盘动力和转弯半径等不满足要求;同时,研制的?50.8 mm-6000 m连续管作业机作业时须两车并排放置,操作员只能依靠摄像头监测滚筒排管情况,不符合作业习惯。为此,研制了两车一橇结构的车载式连续管作业机。该作业机采用主车+辅车+操作橇的结构形式,将控制室、控制室软管滚筒和发电机等部件安装在一个可升降的运输橇中,形成操作橇,作业机主车底盘安装连续管滚筒处采用框架式结构,可实现滚筒下沉1.05 m,确保滚筒具有?50.8 mm-6 000 m连续管的缠绕能力。现场应用结果表明,该作业机可实现通井作业,最大下井深度达5 075 m,满足川渝地区页岩气井的各类作业要求。     

海陆两用模块化橇装式连续管作业机的研制

为了加快连续管技术在我国的发展与应用,研制了海陆两用模块化橇装式连续管作业机。该作业机按功能分为4个橇装模块,分别是操作控制橇、动力控制橇、盘管滚筒橇和井口装置橇,防喷系统适用70 MPa的井口高压,一套防喷系统可以密封多种管径的连续管,配备了多种形式的井口连接转换装置,注入头的提升力充足,在作业遇阻时解卡能力强。现场试验和应用结果表明,该连续管作业机运行平稳,控制准确方便,最大走管速度达60 m/min,注入头与滚筒动作协调一致,达到了作业要求。     

连续管在注入头多种夹持方式下的受力分析

连续管作业机在现场作业时,连续管在传送过程中受到的压紧力会使管体形成一定的椭圆度,影响了连续管的工作性能。研究了连续管在双向夹持、3向夹持和4向夹持等3种夹持状态下的受力和变形,并应用Pro/Mechanica对连续管的应力大小及分布进行了分析,计算了连续管的变形量,指出采用4向夹持方式连续管产生的椭圆度仅为0.26%,最大应力为330.3 MPa,远小于其他2种夹持方式,因此连续管的性能可以得到更大程度地发挥。     

一体化连续管作业机的研制及应用

为了解决连续管作业机安装和拆卸耗时较长的问题,研制了LG180/38-2600一体化连续管作业机。该作业机主车由底盘车、控制室、滚筒、软管滚筒、液压传动与控制系统、注入头、导向器和防喷盒等组成,采用双车一体化设计,适合通井、洗井一体化快速作业,具备良好的运移性能和现场作业适应性能。现场应用结果表明,该作业机连续管起下的最低速度稳定在0.1 m/min以内,最大解卡拉力达到300 kN,不仅实现了单车年作业次数第一,而且创造了良好的经济效益,达到了降本增效,降低劳动强度的目的。     

现场钻井录井实时分析系统在麦6井的应用

现场钻井录井实时分析系统在麦６井的应用张建龙，高炳堂，刘建立（山东德州２５３００５）一、引言现场钻井录井实时分析系统是具有实时采集钻井数据、实时分析处理钻井信息、实时监控并指导钻井施工等功能的软硬件集合体。它由实时数据采集、数据实时分析处理等部分组成...     

连续管作业机滚筒液压传动系统方案设计

为进一步提高连续管作业机滚筒的性能,使滚筒能更好地与注入头进行协同工作,满足各种作业工况要求(尤其对于橇装设备及超深井复杂作业),对滚筒液压传动系统方案进行研究。通过分析滚筒工况,对3种滚筒液压传动系统方案进行对比分析,得出最优方案并进行试验验证。现场应用情况表明,所采用的方案能满足作业时的多种控制要求及各种作业工况,操作简单、安全可靠,进一步提升连续管作业机性能。     

基于物联网的油田井场安全监控预警系统

物联网是数字化油田迈向智慧化油田的基础。结合延长油田物联网智慧化油田建设项目,开发基于物联网的油田井场安全监控预警系统,确立安全监控预警系统物联网架构,分析井场安全要素与预警监测因素集,提出基于模糊层次分析法(AHP)的安全监控预警模型以及安全智能决策流程。系统由安全信息采集、传输、预警与决策三部分构成,对井场生产工艺参数、设备状态信息、泄漏、防盗等实时监测,通过无线与有线网络进行井场安全数据与状态信息集成,实现安全监控预警与智能决策。该系统在数字化油田安全生产与安全管理中发挥了重要作用,具有一定的应用推广价值。     

海上导管架平台结构健康监测技术研究及应用北大核心CSCD

目的通过研究适合在役导管架平台结构的健康监测技术,梳理1套能够实现平台结构全生命周期风险管控的实时监测系统开发方案。方法对比了实际监测数据与数值分析结果,结合实际管理风险需求和实际监测效果对评估和预警指标确定方法进行研究。结果设计了集成监测系统与独立远程监控系统,采用C++程序、LabView工具及北斗通信技术,实现对不同类型数据的同步采集、存储和远程传输。找到了通过特征提取和模式识别对监测数据进行处理的方法,实现对平台状态模式和健康状况的实时评估和预警。结论该系统和方法能够有效地反馈平台结构的健康状况,并辅助设施完整性管理人员对异常情况进行科学决策,为今后开展导管架结构监测、数字化、智能化提供了良好的工程实践经验。