基于经验小波变换的旋转导向钻井工具故障检测技术

为实现对钻井工具故障的精准检测,引进经验小波变换技术,设计旋转导向钻井工具故障检测方法。根据钻井工具的现场作业条件与实际工况,在其钻头安装传感器,用于实时采集旋转导向钻井工具的作业信号,将信号划分为高频与低频两种信号,按照规范对信号去噪处理;引进经验小波变换法,根据信号在空间中的频谱特点,采用自适应划分的方式,构建一组与旋转导向钻井工具作业适配度较高的正交小波滤波器,通过对原始信号调幅、调频的处理,提取钻井工具故障信号特征;采用建立旋转导向钻井工具作业面组合测量模型的方式,辨识钻井工具在作业中的故障状态。设计对比实验证明：设计的检测方法实际应用效果良好,该方法可以精准检测到旋转导向钻井工具在作业中的故障信号。     

推靠式旋转导向钻井工具导向能力测试系统

基于导向翼肋作用下模拟井筒应变的分析和导向翼肋作用下模拟井筒的有限元分析,模拟井筒应变传感器的优化布局,设计具有自主知识产权的推靠式旋转导向钻井工具导向能力测试系统,并给出其硬件组成与软件工作流程。     

捷联式旋转导向钻井工具数据存储研究

大容量井下数据实时存储是捷联式旋转导向钻井工具的关键技术之一,是获取工具的井下工作状态信息、分析工作井段施工效果以及绘制全井工程参数曲线的唯一手段。论文在分析捷联式旋转导向钻井工具井下数据存储基本要求的基础上,提出并实现了一套基于NAND FLASH的大容量井下数据实时存储系统。以K9F8G08UOM作为FLASH存储介质,以DSP作为控制核心,完成了硬件系统和软件系统的设计实现。经过长时间的测试,验证了在频繁掉电的干扰下数据存储的完整性和可靠性。目前已成熟应用于现场施工中,累计存储时间超过3000小时。从数据回放结果来看,完全满足捷联式旋转导向钻井工具对井下数据存储的要求。     

国产LWD与旋转导向工具互联互通及在新疆油田区块的应用

Schlumberger的旋转导向工具以其“所有部件全旋转”的优点得到了广泛应用。国内钻井公司由于采购的成套工具数量有限,且维修保养周期长,旋转导向工具无法及时满足现场的技术服务需求,制约了高端业务的服务保障能力。中国石油西部钻探工程有限公司将其与国产随钻测斜、测井工具配合使用,通过互联互通短节构建了国产LWD与Schlumberger旋转导向工具组成的互联互通系统。新系统集合了国产LWD的测量功能和Schlumberger旋转导向工具的井眼轨迹控制优势。该系统操作更灵活,仪器维修和保养成本低,周期短,同时提高了旋导工具使用率,具有广阔的应用前景。结合该系统在新疆区块的钻井作业实例,对其他不同类型的钻井工具之间互联互通的研究提供思路和借鉴。     

旋转导向钻井技术方法研究

旋转导向钻井技术随着油气田开发过程中人们对于钻井井眼轨迹的新要求应运而生。我国对该项技术的研究始于"九五"期间,到"十一五"期间便完成了旋转导向钻井系统工程化的研究,最终形成了一套旋转导向钻井工具系统。2009—2012年,进行了20余次不同类型的井眼轨迹控制实钻试验,该系统已基本实现了地层参数测量、工程参数测量、定向井井眼轨迹测量和控制、信号脉冲反馈及收发等4个功能,试验最大造斜能力为6.73°/30m,达到了预期的目标和设计要求。在3大关键技术方面取得了突破:①从井下工具的测控原理到方法上取得了突破;②在定位总成的设计原理和技术上取得突破;③在偏心稳定器获得尽可能大的侧向力的研究和设计上取得突破。今后还将把工具的长期稳定运行和轨迹控制精度作为重点试验内容,以期尽快实现其在钻井工程中的实用化目标。     

导向钻井工具双加速度计姿态测量方法研究

在导向钻井工具的井下姿态实时测量过程中,导向钻井工具井眼轨迹的可靠控制十分重要.针对导向钻井工具姿态测量的可靠性问题提出了一种双三轴加速度计姿态测量方法,通过理论分析及推导,给出了姿态参数求解和信号有效性判断公式,进行实验验证可行性及正确性,并建立了系统重构方案.可通过对两个加速度计的数据进行计算得出井斜角和方位角,提...     

可控弯接头偏心环旋转振动分析

可控弯接头偏心环振动情况直接关系到旋转导向钻井系统的稳定性。本文以全旋转指向式旋转导向钻井工具的导向工况为背景,从偏心环控制可控弯接头导向过程入手分析,对可控弯接头偏心环旋转过程进行了力学分析,建立受力模型。推导了偏心环径向的运动微分方程,计算出了偏心质量引起的离心惯性力。对偏心环进行模态分析,得出各阶振型以及固有频率。为之后全旋转指向式旋转导向钻井工具的结构设计提供理论基础。     

BH-RSS旋转导向钻井系统在港1504井的应用

BH-RSS是渤海钻探工程公司自行研制的推靠式旋转导向钻井系统。该系统综合了旋转导向钻井和随钻测井技术,在连续的钻进过程中,提供精确地方向控制。随着钻具旋转钻进,BH-RSS能在任何设定的方位上定向钻进。这与传统的MWD+螺杆的定向钻井技术相比,大大提高了机械钻速和井眼质量。BH-RSS旋转导向钻井系统的室内研究已成型,目前正处于现场试验阶段。通过对多口不同井型、井斜的8 1/2″井眼的试验逐步实施对该系统和钻井工具的改进,形成一套性能稳定可靠、应用广泛的旋转导向钻井系统。本文针对该系统的现场试验条件、方式及试验结果进行阐述,总结出实施旋转导向钻井系统可行的钻井技术要点及对该钻井系统的几点改进建议。     

可控弯接头导向能力分析

可控弯接头是闭环旋转导向钻井工具的关键执行部件之一,它是一种位移工作方式的钻井工具,该工作方式以控制导向工具执行机构的偏置量为特点,用以改变井下钻具在钻进过程中的井斜角达到造斜的效果。文章分析了所设计的可控弯接头结构的钻头降井斜力以及造斜率,为可控弯接头的设计提供了理论指导,从而达到良好的工程设计结构。     

旋转导向钻井工具系统的研究及运用

对旋转导向钻井工具系统的设计状况进行分析,研究其在工程项目中的运用技术,旨在通过系统研究方案的优化,进行研究理念的确定,展现旋转导向钻井工具运用的价值性,为现代工程项目产业的运行及发展提供支持。     

一种旋转柔性钻井出井安全控制装置的设计研究

旋转柔性钻井技术可有效突破近井污染,沟通井筒附近天然裂缝,最大程度地暴漏储层,增大泄流面积,是一种新的油气井增产措施。在现场施工中,首先将钻进工具是通过电缆下入适当层位,在完成施工后,工具要通过电缆提出井口,常规操作人员采用听绳帽和防喷盒顶盖碰撞发出的声音的方法,经常导致出现工具与井口碰撞、电缆断裂的现象,打捞工具费时费力。本文通过介绍一种旋转柔性钻井工具出井安全控制装置及其操作方法,并注重与旋转柔性钻井施工工艺相结合,有助于现场问题的处理,为旋转柔性钻井的完钻出井提供技术支撑。     

连续管钻井工具现状及趋势

连续管钻井技术具有成本低、效率高、安全可靠性强等优势,近年来在国外应用广泛,取得了良好的经济效益;而国内目前还没有连续管钻井现场应用的先例,仅限于修井作业领域。区别于常规旋转钻井,连续管不能旋转的特点决定了其必须借助特殊的井下工具才能实现钻进过程,而这正是制约连续管钻井在国内发展的主要原因之一。在介绍连续管钻井工具特性和组成基础上,对比不同类型工具的优缺点和国内外发展现状,提出了国内连续管钻井工具发展思路的建议,为国内连续管钻井技术的应用及推广起到一定的借鉴意义。     

推靠式旋转导向在大斜度井侧钻作业中的应用分析

本文主要阐述了推靠式旋转导向工具Autotrak在大斜度井中两次水泥塞侧钻作业实例,通过对其分析总结得出了在大斜度井中适合推靠式旋转导向工具的侧钻方式。     

低通滤波器在旋转导向钻井工具控制系统的应用

针对双偏心环指向式旋转导向钻井工具控制系统控制输入信号抖振的问题,设计了一种基于低通滤波器的滑模控制器。首先构建其动力学方程,然后给出了基于低通滤波器的滑模控制器的设计方法。仿真结果表明,所设计的控制器不仅能跟踪给定轨迹,而且能有效的消除输出信号抖动,对实际工程具有重要价值。     

旋转导向工具驱动总成控制器设计

根据目前所研制的旋转导向工具驱动总成的矢量位移控制和多机通讯的要求,结合当今测控技术领域的发展趋势,提出了基于Modbus通讯协议的旋转导向工具驱动控制器的设计方案。该控制器采用ARM7核心架构的微控制芯片,能够在井下高温高压工况下,实现数据通讯、电机PID调速和矢量位移闭环控制的功能。实验室测试表明,设计的驱动总成控制器通讯稳定,运行正常,能够满足旋转导向工具导向控制的要求。     

连续管钻井震击工具的研制及室内试验评价

为解决在连续管钻井过程中,由于受到轴向加压,导致在水平段发生摩擦自锁以及常规连续管钻井震击工具只有轴向的震击而无法旋转,导致频繁起下钻,使连续管过早的产生疲劳损坏等问题,设计了一种连续管震击工具,并对连续管震击器的震击机构进行室内试验评价。研究表明:这种连续管震击工具不仅能够提高连续管钻井时的钻进效率,同时能够在定向时通过不断旋转震击作用减少底部钻具的摩阻,为定向器转位提供更好的工作条件。     

川西气田三开旋转导向工艺适应性分析

川西海相气藏平均埋深超5500m,岩石可钻性差,机械钻速偏低;水平段设计长,轨迹控制难度大。旋转导向钻井技术在国内外已经得到了广泛的运用,为了提速提效和确保优质长穿储层,川西气田在首轮开发井中使用两家公司的旋转导向钻井系统。通过对目前已完井的9口开发井旋转导向和滑动导向三开钻进井身质量、机械钻速、钻井时效对比,分析表明,旋转导向钻进井眼更加平滑,但机械钻速优势不明显且时效低下。结论认为,川西气田下步施工井三开钻进推荐着陆前及着陆后一趟钻采用旋转导向,后续井段采用滑动导向。     

内定向斜井定方位定射角射孔技术用可测量方位的自旋转起爆装置研究与应用

本文针对油田中后期薄层井、剩余油井、油水同层等复杂井开采常使用的定方位定射角射孔技术测量方位问题,设计开发出自旋转起爆装置,该装置通过旋转起爆机构与内定向斜井定方位定射角射孔器弹架相连,采用重力自定向技术,弹架与旋转起爆机构在射孔枪内自由旋转,通过陀螺仪测试旋转起爆机构中方位键的方位,测量整支弹架的方位。通过对比试验验证,自旋转起爆装置能够满足定方位定射角射孔技术中的方位测量要求,为内定向斜井定方位定射角射孔技术提供一套可测量方位的自旋转起爆装置。     

页岩气施工中采用常规导向技术提速提效应用实践

四川页岩气大面积的开发,施工中采用的旋转导向工具全部为进口工具,且数量有限,市场供不应求,导致旋转导向工具紧缺。龙马溪地层复杂,卡钻事故时有发现,导致旋导工具进一步减少,常规施工井占比相应增加,但常规导向施工钻井周期较长,机械钻速低,常规导向施工如何提高机械钻速、缩短周期是加快页岩气开发的重要手段之一。     

无损检测技术在钻井工具中的应用

随着科技发展水平的提升,钻井技术水平也获得了进一步提升,对于钻井工具的质量要求越来越高,为了防止钻井工具在长期应用后出现质量缺陷影响实际应用期限,需要使用无损检测技术定期检查钻井工具的质量,能够及时检查出钻井工具是否已经出现严重的质量问题,便于工作人员及时解决钻井故障,避免由于钻井工具故障影响钻井作业正常进行。本文首先分析无损检测技术的应用原理,其次探讨无损检测技术在钻井工具中的实际应用,以期对相关研究产生一定的参考价值。