高精度油井测斜系统及校正方法的研究

为提高旋转导向钻井姿态(井斜角、方位角和工具面角)的测量精度,研究了高精度油井测斜系统及校正方法。对该系统的下位机硬件数据采集系统和上位机软件进行设计,根据试验数据确定传感器的性能,设计传感器的标定流程。测试结果表明,传感器工作正常,其输出范围符合标示指标。为避免误差超过设计指标,建立传感器误差补偿模型,提出12参数自动校正算法,据此可以计算出传感器的零位偏差、标度因子和不同心度偏差,从而对传感器输出数据进行误差补偿。应用结果表明,井斜角绝对误差在±0.29°以内,工具面角绝对误差最大为0.484 01°,均满足工业标准要求。说明该校正算法能提高井眼测量精度,从而可以指导钻头钻出更优的井眼轨迹,更有利于旋转导向钻进。     

一种伽马传感器全温度范围补偿方法

为消除温度对伽马传感器产生的非线性影响,提出一种伽马传感器全温度范围补偿方法。确定伽马传感器全温度补偿试验的温度点选取方法;利用数据窗口选取各温度点对应的样本数据段,满足窗口内数据误差最小;对数据段内的伽马传感器测量值进行异常值检测与剔除,使结果符合3σ准则;选取合适的基函数建立伽马传感器测量值全温度补偿模型。提出一种模型评价函数,通过不断迭代找到评价函数值最小值,此时对应的基函数加权系数及基函数个数即为最优的伽马传感器测量值全温度补偿模型参数。实际测试数据表明,所建立的温度补偿模型可以消除伽马传感器的温度漂移造成的误差,实现全温度范围内补偿,从而提高仪器的测量精度。     

垂直姿态位置误差的虚拟正交建模与均衡补偿

垂直钻井工具的姿态测量系统中,轴不正交、不同轴、安装和加工等产生的非线性位置误差显著降低了测量精度。基于各实轴独立的概念,分别以各实轴为中心构造3个虚拟正交仪器坐标系,综合推导出包含9个位置误差参数的姿态测量输出方程。分析补偿校正矩阵的精度影响以及常规校正方法的补偿矩阵数值精度,提出一种校正取值均衡方法,并进行补偿测试。测试结果表明:与常规最大值补偿相比,均衡补偿方法使得垂直姿态的测量精度提高5倍以上,并可消除周期性系统误差。     

基于FBG的自升式平台爬升齿轮扭矩监测系统设计

为实现对自升式平台爬升齿轮扭矩准确的测量,结合光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating, FBG)技术的独特优势,研发一种扭矩测量方法。对爬升齿轮扭矩/负载监测研究现状进行分析,根据扭矩测量原理及FBG传感技术,建立双FBG扭矩传感器数学模型。对爬升齿轮扭矩监测系统进行总体设计,对弹性元件进行设计和优化,并构建弹性元件的标定试验平台,对传感器进行标定试验。结果表明,在线性区间内,FBG扭矩传感器的线性度误差为0.780%FS、迟滞误差为2.650%FS、重复性误差为1.202%FS。利用自升式平台齿轮箱原型试验机对爬升齿轮扭矩传感器和弯曲强度进行测试试验,得到传感器静态灵敏度为0.92 pm/t、动态灵敏度为1.02 pm/t。试验结果基本满足对扭矩测量的稳定可靠、精度高、抗电磁干扰等要求。     

基于SVR的在线热值仪校正算法

针对在线热值仪测量滞后的缺陷,提出一种基于SVR的在线热值仪校正算法,通过SVR的非线性回归能力,得出在线热值仪的补偿因子e,并用e补偿在线热值仪的测量滞后。仿真结果显示该校正算法可以有效地克服在线热值仪的测量滞后。同时,与热值软测量方法相比,经该校正算法补偿的在线热值仪具有更高的热值测量精度。     

在线油液监测技术的进展

介绍了油液在线监测技术和在线监测传感器的研究进展。油液在线监测技术正向集成化、智能化、网络化和远程化方面发展.     

基于灰色理论和介电常数测量的润滑油监测技术的研究

设计了一种测量介电常数的电容传感器,构建了润滑油在线监测实验系统,并在该实验系统上对不同铁粉含量的润滑油的介电常数进行了监测。运用灰色预测理论建立实验数据模型,计算结果显示该模型可用于在线监测润滑油的品质,为及时更换润滑油提供了依据。     

基于RBF神经网络的自控仪表计量误差校正方法

常规石油化工自控仪表计量误差校正方法，利用最小二乘法解算误差补偿参数进行误差校正，缺少对数据中粗大误差的检测，导致误差校正能力较低。因此，提出基于RBP神经网络的石油化工自控仪表计量误差校正方法。对自控仪表采用通道的运行数据进行采集，确定误差来源，构建误差检定模型，采用罗曼若夫斯基准则检测计量数据中的粗大误差并予以剔除，利用RBF神经网络算法计算检定模型权值，基于完善的误差检定模型，结合最大化概率公式实现自控仪表计量误差校正。采用对比实验的形式测试所提方法的性能，结果表明，设计的校正方法具有较高的误差校正能力。     

车用润滑油液黏度监测方法适应性研究

车用润滑油液的黏度指标是油液监测中的一项关键参数,为判断油品的使用性能提供重要参考信息。国内外现有的黏度测定方法较多,文章主要考察了常用的运动黏度测定方法,从方法的一致性、差异性和局限性方面就这些方法对车用润滑油液黏度监测的适应性做以研究。毛细管黏度计法作为目前应用最为广泛的运动黏度测试方法,仅适用于牛顿流体。从文章所选取的车用润滑油液样品的流变性能测试结果分析,试样均呈现出了一种近似牛顿流体的行为,因此文章所列的黏度测试方法均适用于这类试样的黏度测试。     

电容式传感器的飞机燃油油量测量系统设计

介绍了一种飞机燃油油量测量系统的设计。该系统采用电容式传感器进行油量测量,通过硬件设计和软件算法实现对温度、换油和姿态等误差的补偿。详细阐述了电容式传感器的工作原理和误差分析方法,并介绍了油量测量系统的硬件和软件设计思想。     

光纤陀螺随钻测斜仪井眼轨迹校正方法研究

光纤陀螺随钻测斜仪可测量出油井的井斜角和方位角,为提升井眼轨迹计算精度,从井眼轨迹关键参数出发,提出一种基于光纤陀螺随钻测斜仪的井眼轨迹校正方法。在分析测斜仪间断测量模式的基础上,结合惯性测量原理推导出传感器误差到姿态角误差的传递函数关系,分别利用轨迹发生器及系统级标定方法获得仿真和真实传感器误差,并应用于不同条件下井眼轨迹的校正。校正后的井眼轨迹精度提升一个数量级,井斜角波动范围明显减小,能够有效实现对测斜仪测量结果的事后校正,具有重要的工程应用价值。     

稳态过程在线数据校正技术的工业实施

开发了稳态过程在线数据校正软件DRS ,采用方差检验法进行稳态检测 ,通过两层次变换进行数据分类 ,将数据预处理、逻辑判断与整体检验法和测量数据检验法相结合用于侦破、识别过失误差。DRS软件可以连续判断生产装置操作是否平稳并对处于稳态下的测量数据进行校正 ,还可以对测量数据中含有的过失误差进行正确的侦破和定位。运行结果表明 ,DRS软件对过程的稳态检测结果正确 ,对测量数据中含有的过失误差可以正确侦破并合理地处理 ,校正结果合理、可靠。     

钻井液流变性实时测量方法及系统研究

针对当前钻井液测量中无法实现在线测量、工作量大及存在操作误差等问题,提出一种钻井液流变性在线测量装置。通过测量钻井液在不同管径下的压力损失,结合质量流量计所测得的数据,上传到上位机进行处理,从而得到钻井液的各项流变性能参数。试验研究结果表明:对钻井液流变性测量试验平台进行数据测量精度对比试验,与现阶段的API 2003的钻井液流变性测量结果相差无几,其误差在3%以内;在对钻井液密度及黏度变化情况下的试验平台实时测量中,所得结果与不间断采样的旋转黏度计测量数据几乎相同,其误差在4%以内。该钻井液流变性在线测量装置对钻井完井自动化进程有着较好的推动作用,具有显著的社会效益和经济效益。     

钢管静水压爆破实验应变测试的误差分析及消除

在钢管静水压爆破实验应变测试中，温度对应变测试系统的影响较大，是引起测试误差的主要原因。分析了温度在测量过程中对各测量数据的影响，提出了采用补偿方式即用补偿管作补偿，以减小温度带来的误差，提高测量精度。     

浅谈PBS类熔体黏度测量中黏度仪的选型

常用的黏度有动力黏度、特性黏度、运动黏度、条件黏度四种。对于连续化PBS类树脂生产中,通常采用在线黏度仪进行黏度测量。介绍了黏度的测定方法、影响因素以及在线黏度仪选型原则,并针对PBS类树脂生产过程中熔体黏度的特性,主要从测量原理、组成架构、现场应用等几方面进行毛细管和振动式两种黏度仪简要对比分析。     

基于压力的马氏漏斗黏度在线检测方法

针对马氏漏斗黏度手动测量方法存在的工作量大、测量精度低、监测不连续等问题,从马氏漏斗黏度检测的原理、结构、算法等方面研究钻井液的在线检测过程,基于液位高度与液柱压力的关系,提出了一种钻井液马氏漏斗黏度的在线检测方法,并研制了一套实验装置。通过仿真模拟和中原油田钻井现场试验,验证了测试系统的准确性,系统精度达到±1 s。综合分析钻井液马氏漏斗黏度的影响因素,从溢流口形状、漏斗改造工艺和液位检测精度等方面优化在线检测方法,实验装置的钻井液密度测量误差低于3%,黏度测量误差低于2%。提出的马氏漏斗黏度在线检测方法及其实验装置可较好完成对常规钻井液的密度和马氏漏斗黏度的在线检测,具有较好的适应性和较高的自动化程度。在满足检测精度的前提下,在线检测方法和实验样机可较好代替现场人工检测,提高了油田的智能化水平。      

气体钻井条件下迟到时间的计算与校正

传统的钻井液条件下迟到时间计算方法无法适应气体钻井的需要,为了满足生产的需求,采用实验校正的方法尝试建立了气体钻井条件下迟到时间计算模型。通过选取不同的计算模型,改进和完善综合录井仪软件,配套安装相关的传感器,测量计算迟到时间所需参数,实现了气体钻井条件下迟到时间的实时计算。为了验证综合录井仪计算的迟到时间的准确性,并对存在的误差进行校正,探索了气体钻井条件下迟到时间的4种校正方法,现场应用表明,该模型简便可行。     

含气原油油包水乳状液黏度测试试验研究及相关验证

描述一种在加压(1-100bar)和控温流动条件下利用一个空轮形流动模拟器测量乳状液黏度的方法。当模拟器轮子旋转时,其中的液体以旋转相反的方向运动,作用在轮轴上的扭矩通过校正模型转换成流体的黏度而被测量出来。这个方法已应用到北海油田压力100bar、含水率0-90%的一些含气原油油包水乳状液的黏度测试中。测试表明,该方法对较小仪器中含气原油体系油包水乳状液黏度测试非常有效。尽管所研究的原油很不相同,黏度差异也很大,但相对黏度作为含水率至少达60%的函数,所显示出的变化并不大,通常可用典型曲线来表示。实验中得到的相对黏度与一个随温变化的Richardson型关系式进行了对比。另外三个关系式分别由Mooney、Pal和Rhodes(P&R)及Pal提出。通常,若偏重测量数据,P&R的关系式给出了最佳拟合,与Mooney关系式很接近,但对于低介质含水率来说,Ronningsen关系式与以上相当,这个关系式测量不需作任何校正。在实际作业设计目标中,虽然在低介质含水率时可能有点保守,但在高含水率时比较乐观它提供了一个相当精确有效的测量流体黏度的方法。所发现的Pal最新关系式对校正点的选择非常敏感,因此,对低含水率或高含水率都很不准确。     

利用逐点分层法提高自然伽马测井分辨率

井眼条件及围岩环境不统一导致测量的自然伽马值出现不同程度的失真,对失真产生的误差进行补偿可以提高曲线纵向分辨率。介绍自然伽马测井的基本原理,建立模型,求取仪器探测范围的解析表达式,并按照采样间隔对探测范围进行分层处理。通过计算各层对测井值的贡献权值实现对自然伽马测井值的校正。实际测井资料应用表明,校正前孔隙度相对误差16.2%,校正后孔隙度相对误差4.1%,校正后的孔隙度计算更为精确。     

在线黏度分析仪在常减压装置中的应用

利用在线黏度分析仪直接对产品的黏度进行自动连续分析,取代原来人工化验分析的方式,减少了人工化验的滞后和误差,实现了对常减压减二线抽出油黏度的实时监测,缩短产品调整控制周期,充分提高馏出口合格率,提高了产品收率,增加了经济效益.