空气钻井井下燃爆监测系统

UBD气体监测系统是专门为监测井下燃爆现象而开发研制的,其主要原理是通过对返出气体中氧气、一氧化碳和二氧化碳体积分数变化的监测来判断井下是否发生燃爆。该系统具有仪器安装方便,井场布线简单,微型数据采集系统占用井场面积小,全数字信号传输,系统测量参数多,响应快,稳定性好,精度高,维护方便等特点,并已在川东某井成功完成井下燃爆监测任务,捕捉井下燃爆现象的灵敏性和准确性高,为空气钻井的提速快钻提供了安全保障。     

基于LabVIEW平台的空气钻井井下安全分析系统

近年来空气钻井在国内的应用越来越广泛,而井下燃爆问题是使其大规模推广应用受到限制的重要因素之一。国内在井下燃爆方面的监测软件系统目前只实现了实时数据的显示,燃爆判断还需要人工进行。提出了井下气体浓度原始数据标准化原则,用多种聚类分析方法对数据进行分类,结合LabVIEW软件平台设计了一套集数据预处理、数据显示、井下安全报警、数据存储及查询和报表自动生成5个模块于一体的井下燃爆监测软件系统,并分别进行了实例验证。结果表明,5个模块设计合理,结果准确,与现场实例相符合。     

空气钻井综合录井安全监控系统

空气钻井综合录井安全监控系统是以综合录井为监测手段的空气钻井井下燃爆监测与控制系统,其主要特点是充分利用综合录井技术和空气钻井安全监控软件实时监测井口返出烃类气体、氧气、一氧化碳及二氧化碳体积分数变化,及时判断井下是否发生燃爆,同时系统能够通过对环空温度及压力的预测分析,预报井下爆炸极限,为空气钻井安全施工提供依据。     

空气钻井的装备配套技术

空气钻井是目前钻速最快、最经济的欠平衡钻井作业方式之一，是低压低渗漏特别是恶性井漏钻井最实用的技术。随着电磁波MWD、空气钻井马达的普及和各种设备的不断完善，空气钻井技术将发挥越来越重要的作用。但是空气钻井作业的好坏很大程度上取决于空气钻井作业设备配置的优劣，文中在这方面作重点阐述，为引进或配套研制钻井设备提供参考。     

空气钻井随钻信息处理方法研究

为了保障空气钻井的正常钻进和井场安全,设计了基于无线通讯和总线技术的空气钻井随钻信息监测系统,建立了井下燃爆检测数学模型。系统采用工业级无线数据发送接收模块实现工业计算机和数据采集模块的数据交互,下位机通过485工业控制总线连接数据检测模块,通过无线传输模块实现现场数据的被动查询;上位机检测软件采用多传感器数据融合技术进行数据处理,有效地消除了信息模糊性和传感器不稳定对系统的影响。现场应用表明,系统能够及时发现油气层和预防可燃、有毒气体的泄漏,可进行井下出水、卡钻等事故的判别。     

计算空气钻井参数的新方法

以往沿用的空气钻井参数计算方法,因其依据的假设条件带有局限性而存在理论的缺陷。为了解决这一问题,从力学分析入手。通过对环空气中气体举升能力最小的“关键点”处的颗粒受力分析,应用两相流动动力学和气体动力学原理,探讨了空气钻井中携带岩屑的最小排量问题。     

国外空气钻井钻头的研究与应用

介绍了国外空气钻井钻头（牙轮钻头和平底钻头）的研究和应用情况,以及空气钻井钻头的使用经验,对国内空气钻井钻头及震击钻头的研究和现场应用有一定的借鉴意义。     

空气钻井技术难点分析及安全技术措施

通过国内外空气钻井技术对比分析及研究方向,认为空气钻井是继水平钻井技术用于生产的又一项新技术,并详细介绍了空气钻井的技术难点、注意事项、安全技术措施,国外常见的空气钻井事故及其处理措施。同时还对江汉钻井应用空气钻井技术前景进行了分析,并提出了技术性建议。     

气体钻井随钻安全风险识别与监控

气体钻井对地质条件有较为苛刻的要求,地层失稳、产水、钻具失效以及井下燃爆等均有可能导致气体钻井失败,因此随钻井下风险识别及监测对于保障气体钻井安全具有重要意义。为此,提出将理论分析和现场案例相结合,总结气体钻井过程中井壁失稳、产水、产气、井下燃爆、钻柱失效等主要风险发生时的工况参数表征,建立风险发生与对应工况参数变化的关系模型,开发自动化分析平台对工况参数变化进行分析,以判断发生的风险类型。基于已有的地面监测技术,研发了地面—井下参数监测系统,用测量短接实时监测井下温度、压力、湿度以及钻具振动等参数,并通过中继短接传输到地面,可以更快速、准确地获知井下各项参数的变化情况。将关系模型、分析平台以及监测系统相结合,形成了气体钻井随钻安全风险辨识方法。在新疆塔里木盆地开展的现场试验结果表明,该方法能够快速反映出气体钻井各项参数的变化情况,准确判断井下发生的风险类型,可有效降低气体钻井安全风险,提高气体钻井效率。     

钻井过程一种小型化信息监测系统的研制

针对钻井生产过程的特殊性,开发了钻井过程一种小型化信息监测系统。该系统集成了总线技术和红外气体检测技术,实现了数据采集的小型化,并开发了用于现场的信息评价和故障诊断的专家系统。利用数据远程联网技术,实现了钻井现场与基地的数据信息共享。系统不仅能够随钻监测钻井过程、录取准确齐全的钻井参数,还能够及时准确地对钻井过程进行状态判断;作为钻井现场的一个信息平台,可以实现钻井现场的信息交流,对数字化油田建设起着重要作用。     

海底孔内水合物观测系统与钻井实施

通过耦合布设海底表面和孔内水合物观测系统获取物理、化学、微生物等数据是了解掌握海洋水合物环境动态变化、碳循环规律和资源开发技术的有效手段,据此初步提出了一套海底孔内水合物观测系统,并指出了系统的关键技术难点。而在钻井布设该孔内观测系统时,要注意防止井内安全事故的发生,充分评估安放位置处含水合物地层的地质力学稳定性并采取适当的钻井和完井方式稳定或强化含水合物地层以支撑孔内观察仪器,实现孔内长期监测。最后讨论了在我国南海实施孔内水合物观测系统的必要性,并提出了初步想法。     

钻井事故危险源分析与安全监控系统研究

钻井作业经常会发生复杂和事故。为降低风险,减少事故发生,依照安全工程领域三类危险源理论,分析了钻井作业过程中的危险源,将其划分为静态和动态两大类。针对其中绝大多数可观测和可控的危险源,提出了钻井作业单危险源监控多Agent组示意性模型,并以此为基础构建了包括井场、基地两级的钻井安全分布式监控系统,该系统是一套较实用有效的安全监控系统。     

Critical condition study of borehole stablity during air drilling

The purpose of this paper is to establish the existence of the critical condition of borehole stability during air drilling. Rock Failure Process Analysis Code 20 was used to set up a damage model of the borehole excavated in strain-softening rock. Damage evolution around the borehole was studied by tracking acoustic emission. The study indicates that excavation damaged zone （EDZ） is formed around borehole because of stress concentration after the borehole is excavated. There is a critical condition for borehole stability; the borehole will collapse when the critical damage condition is reached. The critical condition of underground excavation exists not only in elastic and ideal plastic material but in strainsoftening material as well. The research is helpful to developing an evaluation method of borehole stability during air drilling.     

Critical condition study of borehole stability during air drilling

The purpose of this paper is to establish the existence of the critical condition of borehole stability during air drilling.Rock Failure Process Analysis Code2D was used to set up a damage model of the borehole excavated in strain-softening rock.Damage evolution around the borehole was studied by tracking acoustic emission.The study indicates that excavation damaged zone (EDZ) is formed around borehole because of stress concentration after the borehole is excavated.There is a critical condition for borehole stability; the borehole will collapse when the critical damage condition is reached.The critical condition of underground excavation exists not only in elastic and ideal plastic material but in strain-softening material as well.The research is helpful to developing an evaluation method of borehole stability during air drilling.     

油气田生产井全过程钻井监测系统

随着钻井生产由粗放钻井向精细钻井的发展和油气开发的决策需要,必须配备生产井全过程钻井监测系统,以便对生产井的钻井过程进行全过程监测和对录井信息进行评价.针对生产井钻井过程的特点,设计研制了小型化、配置灵活、功能开放,成本较低的油气田生产井全过程钻井监测系统.现场应用表明,研制开发的软、硬件系统不仅能够为精细钻井和录井信息评价提供准确齐全的钻井参数,同时设计开发的录井专家系统还能够实时准确地对钻井过程进行状态判断,实现了实时指导钻井的目的.     

空气钻井钻柱波动响应规律研究

空气锤钻井具有提高机械钻速、减少储层伤害以及降低钻井成本等优势,因而在国内外各大油田得到广泛应用。而高速冲击的空气锤产生的应力波既有破岩作用．又对钻柱产生了一定程度的损伤．极易导致钻柱失效。文中根据应力波传播理论,对高速冲击工况下产生的应力波进行了模拟研究,求解出了波动响应随时问变量在钻柱中的传播规律,为研究应力波的破坏机理奠定了基础：