应变测试法测试钻井参数的数据采集系统设计

设计了一种基于应变测试法的钻井工程参数随钻数据采集系统.采用四应变片全桥方式,可以对钻压、扭矩、侧向力、环空压力等钻井工程参数进行随钻测试.数据采集系统采用ADμC8xx系列单片机为主控制器,另外设计了相应的外围信号调理模块、数据存储模块、数据通信模块和电源模块等.实验结果说明该数据采集系统用于井下钻井工程参数的测试是可行的.     

SPOTE随钻测井系统的试验研究

为验证SPOTE随钻测井系统功能进行了机械密封室内压力试验、电子硬件及程序室内联调测试。制定了实钻试验方案,确定了循环系统参数、钻进参数、MWD工作参数。分析了SPOTE随钻测井系统获取的数据,与ELIS电缆复测试验数据比较,随钻地层自然伽马和电阻率测井数据与电缆测井数据一致性良好,表明SPOTE系统定向参数测量精确,同时将随钻测井曲线与Trip-log测井曲线对比,也验证了仪器有较好的测量重复性。     

随钻电磁波电阻率测井采集系统研究

随钻测井(LWD)以地层分辨率高、节省时间和成本等优势而有别于电缆测井,在情况复杂、电缆测井难度大、钻杆传输测井风险高的井中,随钻测井具有优越性.针对目前测井技术的发展需求,设计出一种随钻电磁波电阻率测井数据采集系统.重点介绍了随钻测井仪采集系统结构、采集方案、数据处理及各功能模块的设计与实现.该系统基于高性能数字信号处理(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)而设计,实现了对信号的预处理、高速A/D的控制、相敏检波(PSD)的数字化等功能,优化了系统,为随钻测井仪器的研制提供了新的方法和途径.     

墓于小波变换的随钻测试数据降噪方法研究

为消除随钻测试装置采集信号中的噪声,给工程人员提供准确的现场信息,提出了基于小波变换的方法对随钻测试数据进行降噪处理.首先,根据含噪声的随钻测试数据模型建立起小波变换降噪的基本流程.其次,在对含噪信号的小波变换特性分析的基础上,运用自相关函数对其在小波变换尺度空间中进行白噪声检验,确定小波最优分解层数.在分析对比小波降噪阈值的不同选取方式后,采用广义交又确认理论来计算最优降噪阈值,从而在对信号降噪的同时还最大程度地保留了信号的有效特征成分.最后给出了基于该方法小波变换的随钻测试数据降噪的详细步稼,对实侧的钻压和扭矩数据进行了小波降噪,取得了良好的降噪效果,为钻井工程后续分析提供了可靠的数据支撑.证明了本方法的优越性.     

大陆科学深钻井下参数测试系统的进一步研究

井内测斜及井内压力、温度等参数的测试是中国大陆科学深钻工程中极为重要的工作,文章结合中国大陆科学钻探预研项目,对井下仪器设计的技术难点进行了研究,分析了科钻深井的井斜角、井内温度和压力等参数的测试环境和进行参数测试的重要性;运用随钻测量方法和井底贮存信息、地表回放的测试方案,研究设计了配套绳索取芯打捞矛的井内参数测试系统,该系统在初次研制测试系统的基础上,采用高性能、低功耗芯片,工作稳定,能随打捞矛的打捞全程进行孔内顶角、温度、压力等参数的测试。     

小尺度槽道换热器换热性能的实验测试系统

介绍了小尺度槽道换热器换热性能实验系统的构成、测试段的设计与加工、实验台的布置、实验参数测量及数据采集测试方法.该实验测试系统可以对不同内部结构的小尺度换热器,在不同的流量和加热功率下进行测试,实验测试系统采用先进的温度、压力传感器,由高精度、多通道的Agilent数据采集系统实时采集温度及压力信号,保证了实验数据的准确性及可靠性.     

基于切削能密度的岩体强度-裂隙随钻识别方法（英文）

岩体强度与裂隙参数是反映工程岩体质量的基本参数,其准确获取是进行地下工程围岩分级与支护合理设计优化的前提。传统的岩体强度测试方法需要对现场围岩取芯并运至实验室测试,测试结果难以反映工程现场环境下的岩体力学性质,而对于岩体强度与裂隙参数的原位测试方法研究较少。本文基于能量守恒定律,建立了岩石切削能密度与随钻参数的关系式,构建了岩体等效强度随钻反演模型(ES-DP模型),系统开展了岩体数字钻进试验。结果表明,相对于传统测试方法,岩体等效强度随钻测试结果平均差异率为2.4%,验证了ES-DP模型对岩体等效强度测试的有效性。在此基础上,建立了岩体裂隙参数随钻识别模型,与实际测量结果相比,该模型测得的岩体裂隙位置与宽度平均精度分别为1.8和1.6 mm,测试精度较高。基于上述研究,本文提出了一种岩体强度-裂隙随钻识别方法,为实现地下工程围岩强度参数与结构特征的原位实时测试提供了新方法。     

电磁继电器动作时间参数测试与计算研究

为了检测电磁继电器的工作性能,提高其稳定性和可靠性,在不破坏产品的情况下,通过电气参数的采集和时间参数的计算来描述机械参数变化.采用铁路继电器作为试品,设计了继电器参数测试系统,完成了继电器触点电压、线圈电流和线圈电压的高速数据采集,结合继电器动态特性曲线,利用分段曲线拟合、一元线性参数辨识和数据平滑处理的分析方法对数据进行处理,得到了触动时间、超程时间、燃弧时间和开距时间等时间参数.通过与实测数据相对比,该测试系统的精度达到了设计要求.     

基于LabVIEW的电位器线性度性能测量系统的研制

在分析目前测试电位器方法的基础上,设计了一种新的测试系统.该系统在硬件方面,采用马达控制器和马达驱动器来控制马达的运动,保证了转动速度和转动角度的稳定性;在数据采集方面选用数据采集卡DAQ采集编码器的输出数据送入计算机进行处理和最终输出;在系统软件方面,利用LabVIEW开发平台来实现DAQ数据采集和仪器控制,设计了测试系统用户操作界面,编写了相应的测试系统功能模块,实现了测试结果的评价、显示及保存等功能,达到了完成测试任务的目的.对系统的测试与在生产实践中的运行表明,该系统可以实现测试自动化,同时可以避免人为误差,满足量产的需求.     

回转式盾构刀具切削性能测试平台监控系统设计

介绍了回转盾构刀具切削性能测试平台结构及组成,该测试平台用于研究各种因素对盾构刀具切削性能的影响,为分析盾构刀具切削性能提供数据.为了确保测试平台安全、可靠地运行,并获得准确的实验数据,监控系统的设计就显得尤为重要.根据测控方案以及测试平台监控系统的要求,设计了基于PLC和WinCC的监控系统.该监控系统采用PROFIBUS现场总线进行通信,PLC控制器对测试平台进行逻辑控制,上位机为HMI(触摸屏)和安装有WinCC的IPC(工控机).HMI主要负责实验过程中工艺参数的设置,WinCC可对测试平台运行情况进行实时监控和提供报警保护,并记录试验数据.多次的试验结果表明,该监控系统运行稳定,控制灵敏度高,采集的数据精度高,达到了预定的设计要求.     

Similarity identification method on formational interfaces and application in general granite

An instrumented drilling system can be applied for the acquisition of drilling process parameters.The system can provide continuous and huge data for geotechnical engineering.However, due to the complexity of ground strata, the variation in the drilling parameters with stratigraphical characteristics is great and the correlation between likely comparable parameters is not high, which limits the use of conventional correlation approaches in this field.How to use the data for engineering and how to get a reasonable interpretation for the relationships among the drilling parameters, as well as between a drilling parameter and formational character-istics, become a technical choke point for the development and application of the instrumented drilling system.Based on similarity criteria, the extraction of sample data and characteristics, the pretreatment of data and feature matching algorithms have been ana-lyzed and an approach of slope coefficient searching identification has been established.A case study was carried out for the similar-ity between the rotational speed of the drill bit, flushing pressure, and effective thrust force graphics in general weathered granite.The result shows that the similarity coefficients between the rotational speed of the drill bit, flushing pressure, and effective thrust force are 0.72 and 0.83, respectively.Although there are differences between the distances of the graphics, the curves of both rota- tional speed and flushing pressure agree with the effective thrust curve in shape, which provides a possible method for the identifica- tion of various formations by use of the similarity between feature drilling parameters.     

欠平衡钻井多相流模型评价分析

为了给欠平衡钻井工程设计提供切实可行的井底压力预测模型,比较了利用均匀流动方法(Guo Boyun模型)、经验公式方法(Beggs-Brill模型、0rkiszewski模型、韩洪升和陈家琅模型)以及力学方法(Hasan-Kabir模型和修正的Ansari模型)建立的三类欠平衡钻井稳定流动模型.利用FORTRAN90分别对6个模型进行了编程求解,模拟了欠平衡钻井过程的环空气液两相流动规律,预测了充气液欠平衡钻井的井底压力.并把模型预测结果和现场施工数据以及全尺寸试验井试验数据进行了验证,分别指出了6个模型的预测精度.验证结果表明用力学方法建立的修正的Ansari模型的预测精度较高,可以满足欠平衡钻井井底压力设计的工程精度要求.推荐在欠平衡钻井工程设计中使用该方法,保证全过程的欠平衡钻井,实现欠平衡钻井的经济效益.     

用压力灌浆对钻孔桩底沉渣进行补强处理

通过一个工程实例,介绍了用压力灌浆对桩底沉渣过厚的钻孔灌注桩进行补强施工的方法,通过处理,提高了桩的承载力,达到了补强目的。     

空气雾化钻井环空携岩流动试验研究

在空气雾化钻井中,井眼环空携岩流动是一种典型的气,液,固多相流动,其机理和规律十分复杂,在空气雾化钻井实践中,经常出现钻井生产无法顺利进行的情况,轻则带屑不好,钻井效率低,重则井眼段塞,井壁垮塌,引发卡钻,井下爆炸等事故,显然,井眼环空携岩问题 空气雾化钻井必须解决的基础理论问题,根据满足工程精度的原则,利用空气雾化钻井环空流动试验研究对一维高载荷流动模型进行了验证,研究结果对空气雾化钻井生产实践有重要的指导作用。     

浅层反射地震技术在查找隐伏小断层中的应用

隐伏活动断裂对工程建设的危害是巨大的,隐伏活动断裂的勘察与防治是工程建设和运行安全的关键.本文以某大型油库为工程实例,针对隐伏活动断裂勘察技术手段和技术方法进行了系统的探讨,并对隐伏活动断裂勘察采用的浅层地震技术线路、数据采集、数据处理、结果解译以及工程地质钻探方案制定等方面进行了深入细致的研究,切合实际地提出了隐伏活...     

动画仿真技术在海洋钻井平台改造工程中的应用

介绍了在海洋钻井平台改造过程中用规模较小的修井机替代模块钻机的海上施工过程的计算机动画仿真.应用UG软件进行各施工对象和设备的实体造型,应用3DSMAX软件按时间顺序对施工过程进行动画形态仿真.UG和3DSMAX相结合的关键技术是解决两个软件之间数据交换问题.利用UG将PRT文件以合适的精确度转换为STL格式文件;在3DSMAX导入STL文件时,表面缝合参量根据图形几何尺寸和试验而定.仿真结果表明,在工程设计阶段就可以展示工作时的真实场景,使抽象的技术问题形象化.从而经济、灵活地组织施工,使工程的设计与布局更合理、更有效.     

低压及欠平衡钻井中注气量对井内压力的影响

以多相瞬变流理论为基础,建立了井筒内气液两相流动模型,并对低压欠平衡钻井中注气量对井内压力的影响关系和规律进行计算和分析。计算分析结果表明,注气量对井内压力的影响除与注气量本身大小有关外,还与井深、井眼与钻柱结构尺寸、井内液相流量和性质等因素密切相关。单纯增大注气量并不一定就必然会导致井内压力的降低,这取决于所给条件下构成井筒内气液两相流体的静液压力和流阻间的平衡关系。介绍的模型及方法对确定低压欠平衡钻井过程中各相关参数、地面压缩机组的配置、以及设计方案等有一定指导意义。     

基于LabVIEW的轨道垂向振动实验系统测控软件设计

基于LabVIEW设计了轨道垂向振动实验系统测控软件,主要包括实验小车手动、自动运行控制和激振机构激振控制程序模块、数据采集和信号处理程序模块,以及数据存储程序模块.利用该软件进行实验测试,采集数据与仿真结果相互对比验证,结果表明该软件能够实现数据采集功能.     

考虑接头的钻柱摩阻扭矩分析

钻柱接头的直径大于管体直径,在通常情况下钻柱与井壁间的接触发生在接头上.建立考虑接头钻柱的力学模型,并用迭代法进行求解,成功地分析了考虑接头钻柱在钻进、起钻、下钻、空转及倒划眼时与井壁的接触力、摩阻扭矩,并能预测各接头处接触力的大小、方向.通过与现场试验数据相比较,对钩载的预测误差小于5%,对扭矩的预测误差小于7%.该模型为预测钻柱摩阻扭矩提供了一个快捷准确的方法.     

通用型汽车胎压胎温监测系统研究

汽车轮胎压力监测系统(TPMS)是行车安全的关键,是汽车安全课题中的热点。基于无线胎压监测系统无需对现有车辆进行任何改造,安装调试方便快捷的需求,研究了基于无线传输的通用型汽车胎压胎温监测系统。设计了一种高灵敏度的无线传输方案,使得系统工作在ISM频段发射模块和接收模块相距35米时误包率低于1‰,且数据采集发射模块的温度压力测量精度不低于±2%FS,实现了远距离、高精度的无线传输。重点解决了卡车等大型车远距离无线数据有效传输问题,并提出了一种纯软件的轮胎定位方法,方便了系统的初装和更换。有效地防止轮胎爆胎,节省轮胎磨损,有良好的应用前景。