随钻地层压力测量装置数字样机建立与模拟

随钻地层压力测量(FPWD)技术可为高效安全钻井提供有力保障。由于钻井过程中存在高温、高压和大载荷等极端情况,因此其关键技术是设计性能可靠的随钻地层压力测量装置,保证测试过程的稳定性与测试数据可靠性。利用SolidWorks软件构建FPWD装置的数字样机,在虚拟环境中进行优化设计、运动模拟、力学性能测试,检测潜在设计缺陷,为FPWD装置设计的可行性、力学稳定性提供预先检验及互动调整的良好平台,避免了FPWD装置实际加工与测试中出现的问题。     

国外随钻地层压力测量系统及其应用

近几年,国外公司开发了自己的随钻地层压力测试工具,可提供实时地层压力数据,作业者可以据此确定压力梯度和流体界面以及实时调整钻井液密度和有效循环密度以优化钻井,有效提高机械钻速,保证井下作业安全。国内在该方面起步较晚,目前还没有研制出真正的随钻地层压力测试工具。详细介绍了最具代表性的国外随钻地层压力测量工具的基本结构、工作原理及现场应用与试验情况,包括Schlumberger公司的Stetho Scope系统、Halliburton公司的Geo-Tap系统及Baker Hughes公司(Inteq)的TesTrak系统,指出国内必须在跟踪研究国外随钻测量技术发展的基础上,开展具有自主知识产权的随钻压力测量工具的研制,以提高我国石油工程技术水平,缩小与国外先进技术水平的差距。     

随钻压力测量系统的研制与现场试验

井底环空压力与地层压力的平衡关系是影响钻井作业安全的重要因素。由于井下工况复杂多变,而目前通过水力模型理论计算所得的井底压力与实际压力值存在较大的误差。文中介绍了一种可以测量近钻头处钻压、扭矩、环空压力、环空温度及钻柱内压力等参数并将测量数据实时传输至地面的随钻压力测量系统（PWD）。依靠PWD的实时测量数据,可以实时修正井筒水力模型,解释井底工况,预测钻井事故。现场试验证明,该测量系统测量参数准确、工作稳定可靠。通过与存储式PWD测量数值对比,该测量系统有较高的测量精度,具有实时传输测量数据功能,可为钻井作业提供有力的技术支持。     

一种光纤F-P腔压力与温度测量系统

与光纤光栅传感器相比,光纤F-P传感器具有长期稳定性好、应变-温度交叉灵敏度极小且制作工艺相对简单,设备造价低等优点。与传统的电-机械类传感器相比,光纤传感测量具有长期稳定性好、抗电磁干扰、耐高温、耐腐蚀、重量轻、体积小以及较高的灵敏度和分辨率等优点。     

随钻压力温度测量系统的研究与应用

本介绍的新型测量系统用以测量深层气探井井底压力、温度，起钻后对数据进行分析处理，能够解决井底压力精确控制问题，为大庆深层钻井完井设计施工提供准确的井下数据，同时建立了一种新的随钻气层解释方法。该系统结构简单，成本低，应用该系统完成了外围两口深层气探井的钻井作业，其中一口深井完井压裂后获得工业气流。     

随钻地层压力测量系统下传指令接收装置研制

为了从地面控制随钻地层压力测量系统,研制了一套基于钻井液脉冲的下传指令接收装置。该装置通过测量管柱压力和钻铤转速,采用互相关算法提取压力脉冲信号的上升沿和下降沿位置,实现了对钻井液脉冲的指令接收和解码。数值试验表明,互相关算法是提取钻井液脉冲压力信号上升沿和下降沿的有效算法,通过将钻铤零转速作为接收下传指令的前置条件,软件自动调用解码算法,降低了误码风险。室内试验和现场试验结果表明,所研制的装置解码算法简单实用,具有高可靠性、低误码率的特点,能够满足随钻地层压力测量系统的实际需求。     

用于辽河潜山的随钻地层压力测量系统探头研究

随钻地层压力测量系统作为重要的随钻工具,在特殊井和欠平衡钻井过程中起着非常重要的作用。探头作为系统的重要组成部分,对整个测量系统工作可靠性与数据的精确性起着重要的作用,探头伸出和压入地层是一个探头的受压过程,其强度直接关系着系统的有效性。对探头结构和强度进行研究和计算,得到探头在工作过程中的应力分布和变形情况,对优化设计探头机构和保证井下作业安全具有指导意义。     

基于单总线数字温度传感器的油罐多点温度测量系统

为解决油库库区油罐油品温度测量点多、距离远、易受干扰、测量精度低等问题,设计了一种基于单总线数字温度传感器DS18B20和单片机AT89C51的油罐多点温度测量系统,给出了数字温度传感器的特性分析、系统温度测量的电路硬件和软件设计。通过实验室试验和油罐现场温度测量试验表明,该系统抗干扰能力强、传输距离远、精度高、性价比高,安装维护方便,在油罐油品温度测量方面具有广阔的应用前景。     

原油压力光纤布拉格光栅测量

原油压力是油气工业一个很重要的物理量 ,压力的表示方法有绝对压力、大气压力、表压或真空度等形式。为了避免传统测量压力方法中压力响应速度慢、滞后较大、灵敏度低、测量范围较窄等缺点 ,满足石油工矿测量中防爆、防燃的要求 ,实现油气安全储运 ,本文介绍一种利用光纤布拉格光栅作为传感器测量压力的方法。该方法以光波作为信号载体 ,以光纤光栅作为传感探头 ,用光纤传输信息 ,是一种安全无污染的测量方法 ,具有抗电磁干扰能力强、电绝缘性好、耐腐蚀、灵敏度高、体积小、柔软可绕等优点 ,而且不存在电火花等不安全因素 ,从根本上消除了…     

存储式数字压力检测仪的电路设计

随着石油生产技术的进步及其复杂程度的提高，井场科学计量是十分必要的。常规的压力检测仪表不适合井场的安装应用条件，经常遭到破坏，因而设计新型的井口压力检测仪有其它实用价值。     

智能型井口温度压力自动数字记录仪

文章介绍一种新研制开发的智能井口温度压力自动数字记录仪，集训吧ＭＣＳ－５１系列单片机为核心，具有功能强大，硬件结构和软件系统，能以设置方式自动测量井口温度压力，并自动存储，实时显示和打印。此外还可以与ＩＢＭ－ＰＣ系列计算机通讯。是各种井场温度，压力参数测量的必不可少的工具。     

地层压力模拟测量短节研制

地层压力随钻测量仪器由机械、电子、液压等部分组成,内部安装空间小,结构复杂,集成难度大。为降低仪器研发风险,开展了地层压力模拟测量短节的研制,通过三维可视化技术建立了模拟测量短节虚拟数字样机,使用液压阀插装技术对输出压力20 MPa微型液压系统等关键模块进行了攻关研究。同时研制了地层压力模拟试验装置,作为模拟测量短节室内高温高压试验及测试原理验证平台。经实测,模拟测量短节在120℃、60 MPa环境下运行稳定。选取1×10-3和320×10-3μm 2两种渗透率岩心考察了测量短节测试原理,得到了地层压力测试曲线,测量准确率达到96%。室内试验验证了模拟测量短节测量原理的正确性及测量数据的准确性,该短节的研制成功为地层压力随钻测量工程样机的研制打下了坚实基础。     

钻高温高压井时的压力测量

位于北海中央地堑断块23／26b的Erskine油田是英国北海第一个开发的高温高压油田。过去在Erskine油田钻探井和评价井很困难,平均每口井井涌两次,至少一口井有一次井涌。异常高温高压段孔隙压力和破裂压力差值很小;这对钻井是一个挑战。钻井要求膨胀页岩地层的得失水有良好的平衡。     

井下随钻压力测量技术研究

井下随钻压力测量系统是实现欠平衡钻井和控制压力钻井的一项关键技术,在油气勘探开发中具有重要的作用。文章主要对随钻压力测量系统进行了系统地研究,从基本结构、工作原理和现场试验应用等方面进行了分析说明。在存储式环空压力测量工具基础上,完成了系统优化设计和试验研究,成功研制出一种新型实时井下随钻压力测量系统。实时井下随钻压力测量系统由压力测量短节、MWD和地面系统组成,可实时测量环空/柱内压力、温度、定向参数和地层自然伽马参数,能监测钻井全过程井下压力变化。此外,建议开展175℃高温PWD的研制,以更好地满足现场应用需求。     

随钻地层压力测量模拟实验研究

与传统技术相比,随钻地层压力测试工具测量的地层压力数据能更好地反映地层的真实压力状况,据此可优化钻井工艺、提高钻井效率。根据地层压力数据确定的压力梯度和流体界面等信息进行井眼导向,实时调整钻井液密度,及时识别和发现一些复杂的钻井地质环境因素。文章从FRA理论分析入手,利用地面模拟实验平台(地层液体抽汲组合测量装置)对4块不同尺寸、不同孔隙度和渗透率的砂岩岩心进行模拟地层液体抽汲实验,通过解释程序得出4块岩心的压力—时间关系图并预测地层压力。     

压力管道裂纹的J积分测量

简述了二维贴片云纹干涉法光学系统的构成和云纹干涉法求J积分的基本原理，提出了用二维贴片云纹干涉法测量J积分的技术，并由此实测了管道轴向裂纹尖端位移场和J积分值，给出了测试结果，并针对测试结果进行了分析，得出的结论认为，采用二维贴片云纹干涉法测试管道裂纹J积分有灵敏度高、光路简单、操作方便等优点。