论盘式刹车—自动送钻一体化技术

分析了钻机带刹车自动送钻装置缺点的基础上，指出盘式刹车－自动送钻一体化技术是钻机发展的方向之一，进而讨论了发展该项技术的几个关键问题，同时提出了建议。     

论盘式刹车－自动送钻一体化技术

分析了钻机带刹车自动送钻装置缺，点的基础上，指出盘式刹车－自动送钻一体化技术是钻机发展的方向之一，进而讨论了发展该项技术的几个关键问题，同时提出了建议。     

基于人工智能的自动送钻监控技术

人工智能及其应用已具有潜在的经济价值,将其应用于自动送钻过程的监控中,不失为一种新的途径。提出了把专家系统(ES)和神经网络(ANN)结合起来用于石油钻井自动送钻监控的新方法。这种方法采用预处理结合法,使钻进过程中的特征信号首先被送到BP神经网络进行处理,BP网络的输出值作为专家系统的输入,最后由专家系统通过产生式规则作出监控的结论。以卡钻事故为例的研究结果表明,对专家系统而言,知识的获取可以通过神经网络进行学习得到;对于神经网络纯粹的数值活动,通过专家系统再处理变得更加明确。这种方法可以用于自动送钻过程的在线实时监控,也可用于离线的事故分析与诊断。     

石油钻机智能送钻技术研究

提出一种基于模糊智能技术的石油钻机自动送钻技术。针对最近出现的新型变频钻机,利用工业控制计算机对钻机辅助电动机进行自动送钻控制,将模糊控制技术用于自动送钻系统,根据熟练操作司钻的控制经验建立模糊控制规则,为提高石油钻井的自动化水平打下理论和技术基础。     

自动送钻过程安全监控系统设计与计算机仿真

现有自动送钻装置的可靠性和安全性不足,阻碍了这种装置的推广应用。鉴于此,在以往安全监控理论和研究成果的基础上,提出了自动送钻过程安全监控的原理及实现方法,给出了自动送钻过程安全监控系统的硬件和软件组成、安全监控显示电路、报警电路和无扰切换与紧急刹车原理框图,并设计研制成自动送钻过程安全监控系统。为了验证所论述的方法及硬软件的正确性,对自动送钻安全监控系统做了计算机仿真,仿真结果表明,该安全监控系统的研制是成功的,设计的软硬件可行,达到了预期要求。     

车装钻修井机安全型刹车系统设计

针对目前国内外装备的车装钻机和修井机的绞车主刹车系统刹把打人伤人的情况,开发设计了2种安全型刹车系统,可有效防止刹把打人伤人的事故发生。且该方案具有成本低,结构简单可靠,易于推广的特点。目前已在部分车装钻机和修井机上进行了应用,效果良好,具有很好的推广前景。     

盘式刹车恒钻压自动送钻技术研究

采用自动化测控仪表、电液比例元件和悬重传感器等元器件建立了自动送钻闭环控制系统。以数字ＰＩＤ调节器为控制单元,恒悬重控制代替恒钻压控制,并考虑与现有绞车结构的相容性、液压回路的衔接性、自动送钻与手动送钻的共存性及安全保障性,研制了相应的盘式刹车恒钻压自动送钻装置。现场试验表明,该装置实现了恒钻压自动外事作业,提高了机械钻速,减小了钻压波动。     

钻机数字伺服带刹自动送钻系统设计与应用

介绍了钻机常用自动送钻系统的现状,着重分析了数字伺服带刹自动送钻系统的构成原理、模糊控制理论的应用及在钻机上的应用优势。具有广阔的应用前景。     

变频调速恒钻压自动送钻系统

针对手动送钻和电磁阀控制刹车恒钻压自动送钻的不足,开发了变频调速恒钻压自动送钻系统,该系统采用电动机反拖实现钻进时钻压恒定。在详细讨论送钻过程钻压变化简化数学模型的基础上,给出恒钻压自动送钻系统的数字模型。采用西门子变频器和变频电动机建立了变频调速恒钻压自动送钻系统的配置,现场实际调试达到了设计要求。     

低温环境下钻修机的电气设计

通过对低温环境下服役钻修机的电气状况的分析,设计出适合低温环境的钻修机电气设备,确保钻修机及其它钻采设备在低温环境能够安全高效工作;改变电气设备壳体材质,运用自动送钻、盘式刹车、电磁涡流刹车、电子天车防碰及井架自动穿销等一些成熟的技术,提高整套钻修机的自动化水平,增加空间加热器、电伴热、电加热器及自动升温控制手段,提高在-20~-45℃(极地寒冷)恶劣气候条件下服役钻修机的可靠性;改变钢材化学成分、低倍组织、铸造特殊工艺等手段,研制一批满足或接近API标准冲击要求的特制钢,确保出口到极寒冷地区的钻修机运行稳定、可靠。     

钻机自动送钻模似实验系统研究

为了更好地开展自动送钻技术的研究,以ZJ-32钻机1∶8模型为基础,用液压加载装置模拟钻柱载荷,用微机控制的电液伺服装置控制绞车刹车机构,构成钻机自动送钻模拟实验系统.由于系统中存在多种非线性环节,采用模糊控制技术进行送钻控制,编制自动送钻实时控制软件.通过实验对比研究了常规模糊控制、自组织模糊控制和自校正模糊控制3种方法的控制效果.实验结果表明在恒压送钻的条件下,实验系统能够模拟钻机自动送钻过程,系统工作稳定;自校正和自组织模糊控制都可满足自动送钻控制要求;自校正模糊控制的控制效果更好,最大稳态误差3.2%,最大超调9.1%,动态调整时间2.6 s,峰值时间0.86 s.     

石油钻机自动送钻监控技术的现状与发展趋势

研究开放的智能网络化自动送钻监控装置具有十分重要的现实意义。介绍了石油钻机自动送钻监控技术的基本原理、发展过程和应用现状,指出了现有钻井监控装置存在的不足,在提高钻井效率和降低钻井成本的技术要求的推动下,钻井监控技术在自动送钻技术发展的基础上正朝着信息化、智能化、网络化、规模化、开放化和统一化的方向发展。     

钻机自动送钻系统模糊最优控制

为了便于钻机自动送钻系统模糊最优控制的离线仿真寻优，以实际钻井现场测试的送钻过程数据为依据，建立了三层BP神经网络，拟合钻井送钻过程模型。以系统输入与输出之间的误差平方积分最小为优化目标，以模糊逻辑控制的量化因子、比例因子、修正因子、模糊量隶属函数的类型和模糊量论域的界限等参数为优化变量，以送钻过程神经网络模型为被控系统，进行离线仿真寻优，得出模糊控制器的最优参数，并以这些参数为基础进行自动送钻系统控制实验。研究结果表明，用三层BP神经网络构建送钻系统模型，拟合效果好，收敛快；先离线仿真寻求控制参数的最优值，以此为基础再进行在线控制是可行的；对于钻机自动送钻系统，模糊最优控制比常规模糊控制的控制效果更好。     

水平井段钻压施加工具的研究

分析了在水平井段中采用倒装钻铤自重加压，井下水力加压，蠕动钻进等三种加压方法时的力学状态，即针对每种加压方法分析了水平井段中钻柱不同部位的受力及受摩阻影响的情况，指出了各种加压方法时的力学及钻井工艺特点。通过分析对比，认为蠕动钻进在力学状态和控制上都有明显的优势。最后介绍了正在研究的爬行器和液力蠕动加压装置的结构和工作原理。     

浅析绞车盘式刹车与自动送钻系统

阐述了2种典型盘式刹车和2种典型的绞车结构形式;分析了国产绞车、盘式刹车的现状和存在的问题;提出了绞车和自动送钻改进意见和科研攻关重点,对今后钻机更新时绞车和盘式刹车结构改进、提高国产钻机的性能和质量,具有一定的启发和指导作用。     

盘式刹车自动送钻技术

９９６年石油大学（北京）研制的ＰＺＳ—１型盘式刹车自动送钻装置,是恒钻压自动送钻装置,采用ＰＩＤ调节器控制,控制性能良好,但无法直接设置钻压,无法实现手动与自动操作间的无扰切换,可操作性、可靠性和安全性较差。据此,又研制了盘式刹车微机控制自动送钻装置,其特点是用微机代替了ＰＩＤ调节器,并增设了速度负反馈回路,钻压调节、安全监控、无扰切换由微机控制,解决了现场确定ＰＩＤ系数难的问题,自动送钻过程平稳,可防止溜钻和井斜。提出了盘式刹车钻压优化自动送钻的观点,其原理与恒钻压送钻装置基本相同,不同之处是预期钻压参考值随一定的条件变化。恒钻压自动送钻是钻压优化自动送钻的特例     

自动送钻技术研究进展

自动送钻技术以其无可比拟的优越性取代了手动送钻方法,引导了钻机的发展趋势。分析对比了盘式刹车自动送钻、主电机自动送钻和辅助电机自动送钻的优劣,认为应重点推广交流变频辅助电机自动送钻系统。指出交流变频自动送钻系统应在结构方面做改进,并提出了人工智能的模式识别技术在自动送钻控制中的应用前景。     

基于遗传算法的自动送钻钻压动态优化

针对目标函数的钻压优化和BP神经网络的钻压优化方法存在的不足,建立了动态成本目标函数,并利用遗传算法对动态成本目标函数进行优化,最后应用实例对优化送钻在成本上的优势进行了验证。根据建立的动态成本目标函数和钻井采集的实时数据,利用非线性回归理论完成待优化的成本目标函数参数的求取。优化结果表明,优化钻压钻井方式有效延长了钻头寿命,缩短了起下钻时间,节省了钻井成本;与恒钻压钻井方式相比,优化钻压钻井方式每米成本上升较慢。     

可控硅控制送钻可使小井眼实钻取心率达100%

做为多年来在委内瑞拉进行的小井眼钻井工程的一部分,钻井与取心工艺已实现了自动化,并完善了一套以SCR为基础的连续进给控制系统。该系统经实践证明比常规的钻压控制有明显的优越性,因在常规的钻压控制中,为保持钻压稳定而采用的突然进给,将产生每秒一次的下放钻具带来的振动频率,经钻柱传播导致岩心破碎而使岩心筒堵塞。 为避免产生这些纵向振动,该系统被改进成具有连续进给、司钻定速,当接近预设最大钻压时逐渐从该速值减速的控制系统,这样钻柱可以平衡地“随”取心钻共钻进,进而允许岩心在内岩心筒内不断向上移动。实践证明即使是对层状地层,在钻速变化范围为<10 ft/h(3.05 m/h)和>40 ft/h(12.2 m/h)取心钻进都非常成功,无卡堵连续取心率为100％。使用该系统,司钻可以在降低钻头损耗和给定转速的情况下使钻头与地层特性相匹配,进而获得最优的钻速。     

LIFTBOAT钻修机的研发和应用

针对我国对可快速移动、自带资源、既能钻井又能修井的钻修机需求越来越迫切的现象,宝鸡石油机械有限责任公司结合中海油田服务公司的要求,研制了LIFTBOAT钻修机。该钻修机是集钻井、完井、修井3项功能于一体的3000m模块移动式钻修井机。在该钻修机的研制过程中,采用三维仿真技术开展安装、拆搬模拟仿真,最大限度地满足了模块化设计要求。运输技术和模块化技术结合在一起,使LIFTBOAT钻修机能够迅速、经济地运输,实现近距离快速搬迁、快速工作,具有很高的经济效益。厂内试验表明,绞车、井架等各种模块的各项性能指标符合设计要求。