深井钻进井底参数测量系统用传感器的分析研究

深井、超深井钻探工程中,钻进工艺和操作技术非常重要,直接影响钻井技术经济指标,目前主要依靠地面仪表显示的读数指标来指导钻进.但是,地面仪表显示的读数与井底钻进工艺参数实际数值有一定差异,而且孔越深,差异越大,据俄罗斯超深井钻井研究结果,这个差异可达20%~30%.为此俄罗斯成功研发出了井底参数测量系统,取得了很好的效果,其中传感器是关键器具.本文将俄罗斯深井钻进测量系统中使用的多种传感器进行了综合整理,包括井底钻井液压力传感器、井底温度传感器、井斜顶角传感器、井斜方位角传感器、井底钻头轴载传感器,介绍了这些井底参数传感器的结构组成及工作原理,并分析了传感器与井底-井口联系通道的配合问题.以期对我国13000 m的特深地质井钻进提供参考.     

深井钻进时井底参数自动遥控系统用传感器的设计研究

我国正在计划打一口13000 m的特深地质井,以超过目前世界上最深的俄罗斯12262 m科拉超深井,意义重大。深井、特别是超深井钻进中,除了钻井设备、钻具(含钻头)之外,钻井工艺和操作规程也非常重要,后者实施与优化有赖于操作规程地面仪表显示的井底参数数据。但是这些井底数据与实际情况可能有较大差异,导致相应的钻井操作出现偏差和失误,直接影响钻进技术经济指标的提高。俄罗斯阿斯特拉罕国立技术大学ЕсауленкоВ.Н.教授等人,设计出了井底参数自动测量控制系统以实现高精度井底监测。其中传感器设计是该测量控制系统实施的关键,本文以方位角传感器设计计算为例对其测量原理进行讨论和分析,以期为未来我国特深地质井井底参数测控设计提供参考。     

基于模糊数学方法优化煤层气井底流压下降制度

合理的煤层气井井底流压初期下降制度是决定煤层气井高产和稳产的重要因素,应用模糊数学的基本方法分析柿庄南区块煤层气排采初期高产井井底流压下降制度,将影响煤层气排采初期井底流压下降制度的因素记作一个模糊集合,确定其权重分配并构造隶属函数,为调整煤层气低产井的井底流压压降制度或为未投入运行井制定合理的井底流压下降制度提供依据.通过某高产井L-1的验证,该方法确定的压降制度在区域7内与实际压降制度符合较好,压降特征参数的相对误差均小于20％,说明模糊数学方法能够用以优化煤层气排采初期井底初期流压下降制度.     

正交各向异性储层煤层气井合理井底压力研究

井底压力是影响煤层气井井周围岩应力状态的关键因素,在煤层气排采过程中将其控制在合理范围是保持煤层气井稳定的要求。根据各向异性材料力学理论,导出了平面应变条件下正交各向异性储层的本构关系,构造了井周围岩在不同受力状态下的应力函数;采用应力变分法,导出了井周围岩在井底压力与地应力共同作用下的应力分量表达式;基于莫尔-库伦准则,推导出保持井周围岩不发生剪切破坏的井底压力区间。研究结果表明：正交各向异性储层中,井周围岩应力是极径和极角的函数,井壁在特定的点最先发生屈服;只有在井底压力处于合理范围时,煤层气井才能保持安全稳定。所得结果可被应用于裂隙储层煤层气井定量化排采控制中。     

贵州省矿产资源大精查高地锰矿深孔钻探技术

找矿深度不断加大是矿产勘查的显著特征,贵州省松桃县高地锰矿最深钻孔2001.68 m,最浅1486 m。施工主要难点为孔内事故预防、孔斜控制等。从钻孔设计、设备配置、钻进工艺、钻进参数及泥浆配置等方面着手,为项目的推进提供保障措施,总结出了贵州省高地锰矿深孔钻的偏斜规律、防斜措施及最有效的施工方案,为今后贵州省锰矿深孔钻探施工提出技术意见。     

煤矿压风机自动控制系统的应用研究

以杉木树煤矿为例,针对煤矿压风机人工就地操作存在的一些问题,介绍了一种基于PLC的压风机集中监测、控制方式及通信方式。实践证明,基于PLC的压风机自动控制系统实现了压风机参数采集、数据处理、故障报警、远程集中控制、运行时间设定等各种功能,还实现了压风机房无人值守,为实现数字化矿井打下了良好的基础。     

软破难采矿体深孔凿岩控制技术

某铜矿属沉积型矿床,其矿岩硬度系数f=2~5,节理裂隙发育属软破难采岩体,且具有显著遇水泥化特征。为实现对资源的高效回采,矿山改用大直径深孔落矿,但受限于矿山没有联通地表的斜坡道,且地下巷道变形严重有效断面小,只能选用小型深孔凿岩设备。在现场深孔凿岩试验过程中,应用钻孔测斜技术绘制钻孔轨迹,深孔凿岩其钻孔偏斜严重,极大地影响了落矿效果。通过对钻头受力分析,建立钻头受力作用模型,揭示钻孔轨迹偏斜机理,提出了提高钻孔精度技术措施,通过增大导向杆直径及增设稳杆器等措施,使得钻孔合格率从40%提高至93.3%,应用效果显著,有效地解决了该矿山深孔凿岩技术难题。     

井底参数新型检测手段设计研究

绝缘硅（SOI）是一种新型电子材料。俄罗斯利用SOI技术设计研究出了一种新型井底参数检测手段,包括顶角测量仪和井底钻井液压力测量仪。这种手段具有热稳定性好、抗辐射能力强、精度高、灵敏度好和可靠性高的特点。建议引起重视并对此进行讨论和研究。     

煤矿智能打钻造穴一体化技术应用

为了进一步提高煤矿安全生产效率,改进防突治理工艺,保障作业人员的身体健康,释放人力资源,研究了煤矿智能打钻造穴一体化技术。以某煤矿具体巷道为例,分析了智能钻冲一体化成套装备,主要为自动化控制打钻车和自动化控制钻杆车,并对比分析了智能打钻造穴一体化装备与普通打钻造穴设备的平均钻进速度、平均扩充速度等指标。研究表明,引入自动化施工设备来代替原始设备,配套使用智能水力冲孔造穴来提高防突治理效率,保障煤矿安全生产,降低人力资源输出和工人的劳动强度,保障工人作业安全。     

圆锥破碎机润滑部分自动控制系统的应用

通过AI人工智能工业调节器、流量开关、压力开关、温度开关提供接点信号与TI565主机联系控制润滑油油量、油温、油压在一定范围之内,以保证圆锥破碎机高效运转.     

分层-分布式凿岩机器人控制系统的设计与实现

采用分层-分布式结构,设计了由规划层、协调层和分布式执行层构成的3层-分布式双臂凿岩机器人控制系统,有效地降低了系统的复杂程度,使系统的可维护性、可靠性及可扩展性得到提高。给出了控制系统的基本构成和软、硬件的实现,分析了工作原理及工作过程。