基于三维复合冲击的延长气田钻井钻进参数自动控制技术

在钻井过程中受到多方面参数的影响，导致钻机钻速波动，为此提出三维复合冲击下延长气田钻井钻进参数自动控制技术。根据气田地层对钻压的敏感程度选择钻头，计算钻头的扭矩变化、轴承的磨损速度以及钻头磨损系数，利用PID控制算法，获得泥浆的消耗量参数、孔深参数、钻压参数、漏水状态参数、烧钻参数以及岩层的软硬变化参数所对应的电流和电压信号，得到标准的参数数据，自动调整钻速、遇到岩石层增大扭矩、降低钻压以及确认钻井的方向，实现自动控制技术。实验证明技术可有效降低钻速的大幅度波动，提升工作效率。     

基于递归模型的永磁电动修井机扭矩释缓策略

针对石油钻机电动修井机在2 000 m以上的修井机在作业过程中出现变点，传统转盘因难以施加钻压及扭矩过小引起的卡钻、憋钻问题，提出基于递归模型的永磁电动修井机扭矩释缓策略，利用带有永磁电机的电动顶驱系统替代修井机中常用的液压转盘系统，以增加变点处的钻压，通过485串口通讯协议将ACS880变频器、ABB-PM554 PLC、HMI触摸屏和永磁电机的顶驱系统相互串联，而且具备冗余控制方式，运用递归函数作为扭矩释放策略核心模型，设定扭矩释放阈值条件以便自动处理卡钻、憋钻情况。经过现场验证，本控制系统装置适配于多种修井机，扭矩释放动态响应时间更短，具备更好的有效性。     

基于89S51单片机的石油钻井记录仪的设计与实现

石油钻井记录仪是适用于石油钻井队,供地质人员用来测量、记录井深和钻时等参数及提示捞沙的一种基于单片机控制的智能仪器。该仪器安装方便、性能可靠,容易使用。本文主要介绍仪器设计的组成结构、性能指标、相关的计算原理以及仪器的使用方法。     

基于89S51单片机的石油钻井记录仪的设计与实现

石油钻井记录仪是适用于石油钻井队，供地质人员用来测量、记录井深和钻时等参数及提示捞沙的一种基于单片机控制的智能仪器。该仪器安装方便、性能可靠，容易使用。本文主要介绍仪器设计的组成结构、性能指标、相关的计算原理以及仪器的使用方法．     

物探钻机性能参数测试系统设计

根据物探钻机的结构特点和测试需求,设计了一套适用于现有物探钻机的性能参数测试装置,实现了对钻压、空气压力、流量、转速、扭矩、钻井速度6项性能参数的测试,通过数据采集处理器对测试数据自动采集和处理,并开发了一套计算机软件,实现了对测试系统的自动控制和对性能参数的实时监测.现场试验表明,该装置运行稳定、测试精度高、软件运行平稳、存储数据效率高和处理分析准确,对于研究钻机和钻具以及钻井工艺参数优化具有重要作用.     

应变测力技术在石油钻井仪器中的应用

对在石油钻采仪器中应用的几种电阻应变式测力传感器和压力传感器作了简单介绍，重点对顶丝式转盘扭矩传感器、顶盖式转盘扭矩传感器、方瓦扭矩传感器作了介绍与分析。     

钻井平台伺服系统中电液施力系统的设计

钻井综合试验装置是研究井下工具、钻井基础理论和应用的仿真试验设备。在仿真试验中,钻具承受工作压力（钻压）是重要的工艺参数。本文给出针对试验操作要求及钻压伺服系统的非线性、不确定性的钻压伺服控制系统。     

WinCC Flexible在钻机电控系统中的应用

首先简述了钻机发展方向以及项目背景,然后对整个系统结构作一论述,并结合钻机工艺论述了如何用西门子软件WinCC Flexible实现钻机电控系统HMI的组态。重点论述了钻机中自动送钻、大钩高度、钻机起升、转盘、泥浆泵的工艺以及这几幅界面的实现方法。     

多模式协同自动送钻控制方法研究

本文介绍了石油钻机自动送钻系统几种控制模式的基本概念和控制原理,并对使用单模式自动送钻时其它相关钻井参数的保护方案,以及多模式协同自动送钻的控制方法进行了深入的研究.根据钻井工艺要求,结合在钻井现场调试过程中遇到的问题和现场经验,在分析使用单模式自动送钻时对其它工艺参数的保护限制方案的基础上,最终提出了多模式协同自动送...     

井下扭矩,钻压的随钻测量系统

井下扭矩、钻压的随钻测量系统ＤｏｗｎｈｏｌｅＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆＴｏｒｑｕｅａｎｄＤｒｉｌｉｎｇＷｅｉｇｈｔｗｈｉｌｅＤｒｉｌｉｎｇ●高蕴熙彭名华段忠南ＧａｏＹｕｎｘｉＰｅｎｇＭｉｎｇｈｕａＤｕａｎＺｈｏｎｇｎａｎ１引言石油钻井中，井下工作状况...     

应变式井下工程参数测量传感器组桥与布片研究

为了实时了解井下钻头的工作情况,提高钻井的安全性和可靠性,设计了一种应变式传感器。该传感器使用4组全桥方式的测量电桥。测量电桥采用科学的布片和组桥方法,能同时测量钻压、扭矩和钻头所受的侧向力,并有效抵消温度对测量参数的影响,从而降低各测量参数之间的耦合影响。针对井下恶劣的工况条件,采用了镍铬铝合金制作的金属箔式应变片。该应变片能够抗高温、抗蠕变和耐腐蚀。现场试验结果表明,各组测量电桥能够满足实际工况需要。     

基于网络化的随钻测井地面采集管理平台设计

设计了一种基于网络化的随钻测井地面采集管理平台,能在钻井过程中实时获取各种井下随钻仪器测量的参数,并根据需要绘制成曲线或者图像;该采集管理平台是基于Windows开发环境,采用Vs2010设计开发,具有高度可靠的数据采集、便捷的仪器挂接等特点,可挂接常规MWD测量仪器、常规LWD测井仪以及随钻成像仪器等;介绍了其主要功能模块,并且该采集管理平台在长庆油区进行了现场应用,结果表明,系统能够准确的对井下仪器的各种测量参数等进行解码,包括井斜、方位、工具面以及伽马、电阻率等,数据计算正确,软件运行稳定可靠、操作方便,能够满足工程的现场需要。     

顺煤层超长定向钻孔钻压传递规律研究

为进一步增加顺煤层定向钻孔深度、提高超长定向钻孔钻进效率,分析了顺煤层超长定向钻孔钻压传递影响因素,包括钻孔轨迹、钻孔深度、孔内沉渣和钻遇地层;以保德煤矿2 570m顺煤层超长定向钻孔为工程背景,对复合定向钻进状态下钻压传递规律进行了研究。研究结果表明:①随着钻孔深度的增加,滑动定向钻进给进压力呈指数型上升,最终达到钻机额定给进压力,钻压传递效率降低;复合钻进状态下,随着钻孔深度的增加,复合钻进给进压力始终保持在较低水平,且远低于钻机额定给进压力,钻机回转压力近似呈线性增长,但低于钻机额定回转压力,钻压传递效率高。②泥浆泵泵压和泵量越高,排渣效率越高,钻具摩擦阻力越小,钻压传递效率越高,反之钻压传递效率越低。     

伊顿刹车自动送钻系统

本文介绍一种新型的自动送钻系统——伊顿刹车自动送钻系统的技术性能、工作原理、结构组成和特点。该系统由软件和硬件两大部分组成,以伊顿刹车的大小气缸为控制对象,采用电控气的原理送钻,形成钻压外环与气缸压力内环组成的双闭环控制,主控钻压、辅控速度,实现了恒压送钻和对设备的安全保护。本文还将该系统与同类自动送钻系统进行了比较,总结该系统的优点和存在的不足,并提出伊顿刹车钻压优化自动送钻的改进方案。     

深水表层钻井随钻压力与温度监测装置设计

深水表层钻井随钻压力与温度监测装置是监测深水表层钻井过程中井底当量循环密度（ECD）和循环温度的重要工具。通过深水表层钻井随钻压力与温度监测装置,现场技术人员可以实时掌握井下环空压力、钻柱内压和温度等工程参数,进而了解和分析井下工况,为深水表层钻井作业和动态压井钻井技术提供指导。设计的深水表层钻井随钻压力与温度监测装置以ARM为核心,利用数据采集技术和通信技术,实现了随钻压力与温度的采集传输。完成的深水表层钻井随钻压力与温度监测装置具有体积小、功耗低、抗振动和抗高温和低温的优点。监测装置已经在我国南海第一口深水井LW6—1—1井的领眼井中成功进行应用试验,验证了其在深水无隔水管钻井条件下的机械强度、稳定性、可靠性,测量得的数据能真实反映钻井工况。     

基于电阻式应变片的近钻头工程参数测量技术研究

近钻头工程参数的随钻测量对安全、高效钻井具有重要意义。在分析近钻头处钻铤的受力与运动形式基础上,基于钻铤应力与应变的关系,建立了钻压、扭矩、弯矩等井下工程参数的测量模型与实验模型。通过传感器的优化布局,测量模型较好地解决了三个被测参数之间的耦合问题,实验模型给出了相对准确的测量结果和合理可行的井下工程参数测量解决方案。最后,分析讨论了测量装置的温度补偿、测量模型简化等问题,为近钻头工程参数随钻测量装置的研制奠定了基础。     

一种滑动导向钻井工具面自适应控制方法

滑动导向钻井过程中，由于钻柱滑动摩擦阻力较大，工具面角的调整速度较为缓慢，且大多依赖司钻的经验，大大降低了钻井工作效率.论文建立了滑动导向钻井系统工具面控制对象的简化传递函数模型，并针对该模型提出一种具有自适应性的工具面动态控制方法.该方法采用微分正反馈控制律以提高工具面角的调整速度，并利用自适应方法对模型参数进行在线辨识，实时修正控制参数.最后通过动力学仿真验证了该方法能实现工具面角无超调无稳态误差的快速响应，且能根据参数辨识结果自动调整控制参数，无需依赖司钻经验，从而有效提高滑动导向钻井的工具面调整效率.     

基于CAN总线的钻参仪设计

为实时监测煤矿用全液压钻机的钻进过程参数,实现钻机故障的快速诊断,设计了一种基于CAN总线的钻参仪,详细介绍了该仪器硬件、软件设计以及特点。该仪器采用分布式控制,通过CAN总线交换数据,不仅可实时监测并显示泵压、转速、泵量、油箱温度、油位和瓦斯体积分数等参数,还可通过计算机实现数据传输,满足了现场施工要求。     

基于CAN总线的钻参仪设计

为实时监测煤矿用全液压钻机的钻进过程参数,实现钻机故障的快速诊断,设计了一种基于CAN总线的钻参仪,详细介绍了该仪器硬件、软件设计以及特点。该仪器采用分布式控制,通过CAN总线交换数据,不仅可实时监测并显示泵压、转速、泵量、油箱温度、油位和瓦斯体积分数等参数,还可通过计算机实现数据传输,满足了现场施工要求。     

基于S7—300 PLC的自动送钻模拟系统

本文是在石油天然气装备教育部重点实验室建设项目基础上设计了一套基于S7—300 PLC的自动送钻模拟系统对真实钻井过程进行模拟,模拟系统通过液压缸内液体压力变化来进行钻压模拟,以工控机为上位机PLC为下位机,以S7-300 PLC为控制系统的核心,设计PROFIBUS_DP网络控制方案。通过变频器MM440对交流电机的控制完成对液压系统供油速度和滚筒送绳速度的控制最终实现钻压控制,达到模拟自动送钻过程的目的。为提高教学质量和科学研究提供了基础平台。