钻井液循环系统（精选12篇）
钻井液循环系统 篇1
钻井液俗称钻孔泥浆液, 是钻孔过程中的重要组成部分, 在钻孔过程中起到极其重要的作用。一般常用的钻井液为水基钻井液, 也是通常钻孔所使用的最经济的泥浆液。
1 钻井液主要功能
1.1 携带和悬浮钻屑
泥浆通过循环将钻头破碎的钻屑及时携带至地面保持孔底清洁, 避免钻屑在孔底被钻头重复研磨切削。当停泵时钻屑悬浮在泥浆中不会迅速下沉, 避免了沉砂卡钻现象的发生。
1.2 冷却润滑钻头钻具
在旋转过程中钻头对地层不断地撞击碾压和切削, 同时也产生了大量热量, 钻具和孔壁的摩擦也产生较多的热量。这些热量皆是通过泥浆循环被及时吸收, 从而避免了烧钻现象发生。另外钻头和钻具在泥浆里旋转, 其摩擦阻力大大降低, 泥浆发挥了的润滑作用。
1.3 稳定孔壁平衡地压
泥浆通过渗透作用在孔壁上形成一薄层有韧性的泥饼, 以稳定已钻开的地层, 阻止了水对地层的侵入, 减弱了地层水化膨胀和分散;有效保证已钻地层的稳定性。同时泥浆液柱的压力也平衡了地层的压力有效防止塌孔、抱钻等情况的发生。
1.4 液动力传递
在使用螺杆钻具进行井下定向时, 螺杆的动力主要来自于高压泥浆经过马达产生扭矩, 驱动转子转动而实现动力转换, 传递动力以达到定浆向目的。
综合以上几点可见泥浆在钻进过程中的重要性, 优质的泥浆是顺利钻进的必要保证。随着深层矿井资源的开采, 钻孔深度也将不断加深。为了确保钻孔施工安全, 减少孔内事故发生, 必须提高泥浆质量, 保证泥浆系统的可靠循环。
2 钻井液系统改进
为了提高泥浆各项参数达到施工要求, 对泥浆循环系统进行一系列改进, 使之能适应深钻孔施工的需求。同时也是为了适应机动、快速化施工和安全文明施工的要求。对设备进行了合理化改进, 使主要配套系统标准化。以一台泥浆泵为一个单元, 把与其配套的电机和起动柜等进行固定组合, 形成一台套整体设备, 免去了其间的安装和拆除环节, 且便于吊装和运输。
其次对泥浆泵的进水和出水及泥浆输送等管路都规范了统一尺寸, 与其配套的储浆池和沉淀池也加以改进, 以前的储浆池是砖砌结构, 现在改进为钢骨箱式结构。以前钻进过程中岩粉主要是依靠泥浆沟槽沉淀来清理, 现在设有沉淀池并配有除沙器及时清理泥浆内的岩粉, 同时使用离心机有效地分离细小的颗粒降低泥浆的固相含量, 提高泥浆质量。
另外对钻具、送水器、高压软管、泥浆缓冲包等都进行了系统化的改进, 改进后设备配套合理, 便于利用, 工作效率高, 故障率低。
3 改进方案
该系统改进由内部自行设计并加工, 历时六个月, 整体分为四部分。
第一部分是以泥浆泵为主, 将其配套的电机启动柜底盘和配电盘等有机结合在一起, 成为一体式。减少了安装工作量, 方便吊装和运输。
第二部分是以泥浆池为主体, 结构为钢结构, 置于地面上, 上部分为泥浆净化, 下部分为储浆。将离心机和旋流器合理地结合在一起, 并安装在泥浆池上面, 这样不但占地面积小而且省去了离心机和旋流器底座。在施工结束后可将离心机和旋流器放在泥浆池内, 便于运输。
第三部分是沉淀池, 由于离心机和旋流器不能分离直径较大的颗粒, 因此必须设沉淀池过滤泥浆中大颗粒固体。沉淀池也为钢结构, 分为两室中间有滤网。
第四部分是泥浆沟槽, 泥浆沟槽也为钢结构。该沟槽可以循环利用而且便于安装, 结束了以往用砖砌筑一次性使用的历史。
另外对其它配套设施, 如泥浆管路供集液总成等都进行标准化改进, 使其尺寸统一, 可以互换使用, 直接用法兰盘连接, 安装起来较为简单。
4 改进系统应用
该系统改进后在马鞭山铁矿、付老庄铁矿和新疆伊犁四矿等工地进行了应用, 取得了良好的效果。
马鞭山铁矿措施井为全岩石地层, 地质构造形成的岩石多为花岗岩和火成岩, 其硬度等级超过8级。使用常规钻进方式很难满足施工要求, 针对该矿的特点, 下部地层使用液动潜孔锤辅助钻进取得了显著的效果。液动潜孔锤使用要求泥浆含沙量小于0.5%, 对钻井液的质量要求很高。改进后的系统能有效降低泥浆含沙量, 提高钻井液各项参数, 使钻井液的质量能够满足施工要求, 保证液动潜孔锤正常工作, 提高钻进效率。
付老庄铁矿地层存在多层特厚粘土层, 表土段70%为钙质粘土。粘土层经钻头切削碾磨后遇水形成泥浆, 在钻进过程中不断产生新的泥浆, 造成钻井液比重越来越大, 固相含量越来越高, 导致其流动性和导热性能降低, 影响正常钻进效率。投入改进后系统能有效降低泥浆的含沙量, 减少的固相颗粒含量, 使泥浆各项参数都能满足使用要求。同时大大减少泥浆的排放量, 减少环境污染。
新疆伊犁四矿表土段地层存在多层特厚砂层, 并夹有砾石。钻进过程中泥浆的含沙量提高很快, 传统的循环系统很难将较小的颗粒分离出来。投入改进后的系统, 泥浆的各项参数均达到施工要求, 保证了造孔施工的顺利完成。
5 结语
改进后系统通过在不同地层的施工, 充分验证了该系统的可靠性、实用性、经济性, 效果及其显著。其优点总结以下:
5.1 系统方便于安装:
主体设备和附属设备进行集成, 管路设计成标准化组合形式, 安装时用法兰盘连接, 无需焊接。整个系统安装速度快, 机动性高。
5.2 运行安全可靠:循环系统能够持续提供优质的泥浆, 保证施工的正常进行。
5.3 节约施工成本:
传统的泥浆池和泥浆沟槽均为砖砌结构, 施工耗时长, 且不能重复使用。改进后的系统均为钢结构且进行了集成式组合, 可以多次重复使用, 节约施工成本。
5.4 适应性强:
传统的系统施工时间长, 且受季节和天气影响较大。改进后的系统具有较强的适应性, 能够在各种环境中迅速地投入施工。
5.5 方便运输:新系统皆为组装式, 各部分可以分开, 在运输时占用空间少, 减少用车台数节约了运输成本。
5.6 利于环保:
改进后的系统对钻井液进行了有效地处理, 达到了充分利用, 大大减少废浆排放量, 降低了泥浆对环境造成的污染。
摘要：为了适应快速化和安全文明施工, 做到保护环境, 减少安装程序, 对泥浆循环系统进行改进。泥浆池由原来的砖结构改为现在的钢结构, 同时由原来的地下式改为现在的地面式。泥浆泵改为组合式, 旋流器和离心机改为一体式。
关键词：钻井液,系统改进,应用,钻孔施工
参考文献
[1]黄汉仁, 杨坤鹏, 罗平亚编.泥浆工艺原理.石油工业出版社, 1981
[2]鄢捷年, 黄林基编著.钻井液优化设计与实用技术.石油大学出版社, 1993
[3]王效祥编, 钻井液工艺原理.石油工业出版社, 1991
[4]胡茂焱编, 钻井液设计系统的研究.中国地质大学出版社, 2005
钻井液循环系统 篇2
【摘要】强大的人才优势是企业做大做强的前提和保障，人才队伍建设已经不可逆转地成为决定企业成败的关键所在。尤其是对于高投入、高产出、高风险的石油钻井行业，加强人才队伍建设更为重要。
【关键词】人才；建设；意义；对策
一、加强人才队伍建设的重要意义
一是实施人才强企战略的必然要求。
二是增强企业竞争实力的客观需要。
三是建设世界一流企业的迫切要求。近年来，中国石化集团公司提出了“建设世界一流能源化工公司”的企业愿景。中原油田钻井系统作为集团公司石油工程的标杆，经过20余年的市场锤炼与沉淀，也适时提出了“建设世界一流钻井公司”的发展目标，打造世界一流，能否实现全面协调可持续发展，能否不断做大做强，很大程度上取决于企业的人才储备水平。我们只有紧盯目标，切实加强经营管理、专业技术、技能操作和国际化经营人才队伍建设，建设世界一流企业的目标才能够实现。
二、当前人才队伍建设中存在的问题
尽管近年来钻井系统在人才队伍建设方面做了一些工作，但仍然存在一些问题和不足：
一是人才队伍结构有待优化。从学历构成情况来看，油田钻井系统大专及以上学历员工数量近年来持续增加，目前占用工总量的比例达到36%，但是与国外石油工程服务公司相比还有一些差距；而高中及以下学历人员约占用工总量的42%，基本集中在一线钻井队，技能操作队伍理论素质亟待提升。从年龄结构来看，30岁以下青工约占用工总量的33%，31岁至50岁骨干员工占58%，50岁以上老员工约占9%，多数仍在劳动强度大、工作环境差的钻井队工作，而且由于退出机制还不完善，造成较多已经不能适应岗位的老员工仍滞留在一线。
二是高级专业技术和经营管理人才比较稀缺。与钻井系统数量较多的高级职称相比，高级专业技术人才和经营管理人才仍然比较稀缺，主要表现在：高级职称或者有真才实学的人才奇缺，不利于形成竞争。干部队伍中既懂专业知识、又懂经济管理的人才较少，缺乏富有国际化、一体化、绿色低碳意识的领导干部。专业技术人才的科研成果较少，有些人虽然取得了高级职称，但职称与其学术水平不相称，有的甚至几年都没有一项突出的科研成果。
三是技能操作人才队伍建设任务比较艰巨。技能人才队伍建设是油田人才队伍建设的一个重要组成部分。当前，技能操作员工能力素质还存在着两个方面的突出问题：一方面，人员素质结构不尽合理，钻井系统高、中、初级人员比例约为28∶15∶57，与国内外公认的40∶40∶20的目标结构相比，初级人员比例过大，中、高级技能人才数量明显不足，与努力造就一支以技师为龙头、高级工为骨干、中级工为主体，思想好、技术精、工种配套的技能操作队伍目标相比，还有较大差距；另一方面，高层次技能人才队伍不够稳定，部分紧缺岗位新补充人员转岗等问题，应引起各单位人力资源管理部门的重视。
四是民营企业快速发展带来冲击。瞄准高投入、高产出的石油钻井行业，民营钻井队伍近年来发展迅速。目前在苏里格气田，民营钻井队多达数百支；在中石化重点开发的东北勘探新区，共有钻井队38支，其中32支是民营队伍，泾川会战100多支钻井队80%的是民营队伍；不仅在国内，中东、南美、北非等国外市场也面临着民营队伍的竞争。与国企相比，民营队伍具有更加灵活的用人政策、更加开放的竞争策略，给国企正规军的发展带来了严重冲击。仅从人才队伍建设方面，民营钻井队的专业技术人才、高技能操作人才以及国际化精英人才，超过90%的业务骨干都是来自于中石油、中石化的石油工程队伍，我们油田钻井系统也流失了大量人才。
五是人才发展通道不够完善。以大学毕业生为例，近年来，油田为钻井系统连续招录补充了数百名石油工程主体专业的大学毕业生，绝大多数实习期后都希望从事专业技术岗位，然而由于实际专业技术岗位数量有限，不能满足这些毕业生转工程师、技术员的需求，反映出人才成长的通道还不完善，交叉培养的机制还不健全。再以技能操作岗位为例，钻井队岗位层级明确，操作岗员工到了司钻等高技能岗位之后，员工就希望能够提拔到平台副经理、HSE监督官等管理岗位，这与跨国公司干了几十年的“职业司钻”、“职业电气师”相比，说明我们的人才培养方面存在误区。
六是国内外市场人才分布不均衡。从上世纪90年代走向国际市场以来，钻井公司坚持挑选最优秀的员工、最成熟的人才到海外施工，国内市场成为国际市场的人才输送基地。一方面，国内高岗位人员到了国际市场从事低岗位工作，优秀的专业技术人员转岗为现场管理人员，造成了人才高档低配和客观闲置；另一方面，国内市场有时候“造血”的速度赶不上“输血”的速度，一定程度上造成了国内一线队伍专业技术人才、技能操作人才不足。
七是精细化管理水平亟待提高。人才队伍建设和人力资源管理工作中观念滞后、方式粗放、制度不细、基础薄弱等问题仍然比较突出。与现代企业对人才队伍建设的要求相比，差距仍然较大。个别单位的干部考核评价和选拔任用机制滞后，不能完全达到“公开、公正、公平、透明”的要求；绩效考核方式落后，薪酬制度缺乏竞争力，激励约束机制还不完善，不能充分调动员工的积极性和创造性。
三、加强人才队伍建设的对策
1.搭建选才平台，引导人才产生。
2.坚持以用为本，促进人尽其才。
3.加快培养开发，提高人才素质。
4.强化激励约束，凝聚骨干人才。
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钻井液循环系统 篇3
关键词:GPRS移动通信网;企业网络;智能处理技术
中图分类号:TE29 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2010)12-0074-02
多年来,钻井生产信息管理采用人工操作方法,工作效率低,错误率高,难以满足当前快速钻井技术要求。为此本文介绍一套具有完全网络化的钻井生产多元数据分析处理系统,以提高钻井工程信息管理、技术水平和工作效率。
由于钻井生产的野外性,探索利用了覆盖广阔的GPRS通信网络及局企业网络,合理组织钻井信息数据结构研发了一套集数据采集、信息传输、报表处理、信息发布、综合查询及系统维护功能的多层的B/S架构的钻井生产多元数据分析处理系统。轻点鼠标,公司所有野外施工井的资料如每日钻井生产动态、工作动态、钻井日报的无线数据上报及各种生产报表立刻清晰地显示在眼前。同时相关部门和各钻井队能够以B/S方式随时随地查询井队生产状态、钻机动态、钻井生产日报、生产质量信息报表、生产运行信息报表,从而可以完成对钻井的指标和时效的分析。
1该系统采用GPRS通信网络及局企业网络,每日多次信息采集与传输
由于GPRS采用分组交换技术,是在现有GSM系统上发展出来的一种新的承载业务,GPRS采用与GSM同样的无线调制标准、同样的频带、同样的突发结构、同样的跳频规则以及同样的TDMA帧结构,这种新的分组数据信道与当前的电路交换的话音业务信道极其相似。因此,现有的基站子系统(BSS)从一开始就可提供全面的GPRS覆盖。GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据,而不需要利用电路交换模式的网络资源。从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。每个用户可同时占用多个无线信道,同一无线信道又可以由多个用户共享,资源被有效的利用,给移动用户提供高速无线IP或X.25服务,数据传输速率高达160 Kbps。使用GPRS技术实现数据分组发送和接收,用户永远在线且按流量计费,迅速降低了服务成本,特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输,也适用于偶尔的大数据量传输。在此信道上提供TCP/IP连接,可以用于Internet连接、数据传输等应用。钻井公司采用每小队配一部GPRSIPMODEM与微机相连,数据通过它上传到移动基站,再传回移动公司;再通过GGSN网关接入Internet网,再通过网关接入企业网,生产小队将采集的数据每天可间隔上传3次～5次,也可实时采集实时上传数据。
2该系统采用中间层差分编程技术,在瞬间即可完成小队钻井生产数据及其各种报表的动态Web查询
由于小队采用GPRS网进行数据采集与传输,所以数据库读写采用中间层编程非实时差分在线技术,前端小队录入数据提交后,由应用服务系统进行各种计算后并上传至数据库服务器存储。这样由于前端在不需要数据传送时是离线的,而应用服务与数据库服务器在同一企业网内,数据就会又快又好地进行采集、传输、计算、存储等操作,读写数据管理与检索数据报表就会由应用服务器动态形成而后再呈现给各部门的客户请求。数据由采集页面填写完成后上传按钮程序
Dim pdata As New selectdata // selectdata 是中间层程序(myzdata.dll已在引用中)中含有数据处理的类模块。
Dim sqlstr As String
Sqlstr=//定义SQL语句
If pdata.executesql(sqlstr)=True Then//网络自动连接进入在线状态并上传数据,当返回值为True时,表示数据上传成功,并同时断开数据连接进入离线状态,当返回值为False时,表示数据上传不成功,并同时断开数据连接进入离线状态。
errtext.Text=“信息提示:数据上传成功”
Else
errtext.Text=“错误提示:“+dberr+”,数据上传不成功”
End If。
小队数据上传后应用服务器会迅速进行各类计算,并重新呈现小队各种状态,如黑色表示该小队今天因故停产,红色表示该小队今天数据未上传或数据有问题,蓝色表示该小队生产正常。这样指挥生产的领导与专家就会根据小队生产的首页面快速做出分析,并可直接点按小队图标,显示该小队生产状况详细情况。
同时由于小队客户端因数据传输量小,即使用GPRS网也感觉系统运行速度是相当快的,并可随时动态查询小队钻井生产数据和报表,经测试查询页面均能在1 s以内完成。
3该系统采用智能处理技术,动态处理生产数据并生成各类生产报表,供相关部门查询、生产信息时效分析与生产指挥
将小队采集的数据按指定算法进行计算,并与经验与学习库进行数据智能分析与比对,将分析的智能结果产生种类查询报表。部分程序代码如下:
//部分计算程序代码
pdataset1=pdata.SelectSqlRows(sqlstr, "glgn")//网络连接读取要计算数据到本地机缓存表,断开数据连接,进入离线计算状态。
If pdataset1.Tables(“glgn”).Rows.Count>0 Then
x_lbjs=pdataset1.Tables("glgn").Rows.Count
i=0
Do While i //各种算法程序计算 Loop End If //部分报表页面呈现程序代码 <%dim j as integer ifx_js1=0 then else for j=1 to x_js1-1 response. write(" response. write(xx1(j)) response. write("") ")
next
end if%>
经过使用,该系统能够及时、准确地上传小队生产数据,实时动态监测和掌握小队生产情况。能准确实时进行多元生产数据处理与分析,提高了工程技术人员与企业领导指挥钻井生产的工作效率。多次准确定位和排除了小队生产的技术和安全隐患,受到上级相关部门的表扬和奖励,取得了可观的经济效益和社会效益。
Domestic Oil Companies Drilling Data Management
Command Processing Systems Promote
Wen Hongmei
Abstract:Covering a vast communications network and the Bureau of Enterprise GPRS network system, designed and developed with full network of field drilling and production data analysis, multi-processing system to improve the drilling engineering information management, technical level and efficiency.
钻井液循环系统 篇4
2搬家时, 能够将沉砂池内立式砂泵利用悬臂吊 (而不用再另派吊车) 将砂泵吊至罐内安放并随罐运输。
3悬臂吊及其上吊装立式砂泵能够抽吸泥浆罐后 (清砂门侧) 的泥浆池内泥浆, 当沉砂池内泥浆不够使用时, 钻井液无法得及时补充的情况下, 用于给井口供液。
4罐上设备在运输时, 能沉入罐内随罐运输。
5泥浆颗粒能进一步细化, 有效分离5-7微米以上的超细颗粒, 调节和改善钻井液的性能指标, 降低钻井成本和钻井工具的磨损, 满足各种条件下井队钻井工艺的要求。
关键技术具体改进如下:
⑴ZJ15钻井液循环系统主要技术性能参数改进
根据井队提出的泥浆罐体积尽量小, 以方便运输的要求, 将原ZJ15钻井液循环系统 (如图1) 的泥浆罐体尺寸8300×2800mm改为7800×2450mm, 且底座原采用25#工字钢改用20#槽钢, 这样改进后只要普通的卡车即可运输此泥浆罐;另外采用设备下沉的导轨机构, 使运输时设备能沉入罐内随罐运输。这些都大大节省了运输及制造费用。
⑵360度可旋转液压悬臂吊系统的应用改进
为了解决搬家时悬臂吊能够将沉砂池内立式砂泵吊至罐内安放并随罐运输, 采用了新型可360度旋转的YXB9SB3型液压悬臂吊 (见图2的2#罐上悬臂吊) 替代原普通悬臂吊 (如图2) , 并将此悬臂吊由原1#罐面移至2#罐面, 同时在2#罐的底座及罐面做基础固定。
YXB9SB3型液压悬臂吊作360度旋转时, 悬臂吊可将其下砂泵吊至1#罐面或2#罐面并安放于罐内, 同时还可将砂泵吊至2#罐后侧的泥浆排污池内并抽吸其内泥浆, 当沉砂池内泥浆不够使用时, 用于及时补充。
⑶采用离心机替代原系统的除砂器 (或除泥器)
为满足钻井工艺需求, 使钻井需求泥浆颗粒能进一步细化, 采用离心机替代原钻井液循环系统上的除砂器 (除泥器) 。在钻井液循环系统中为了清除钻井液中的有害固相颗粒, 通常采用振动筛、除砂器、除泥器等, 其中除砂器能分离 (44-74µm) 的固相颗粒, 除泥器分离粒度15-40µm, 而离心机的采用能对钻井泥浆更进一步净化, 可有效分离清除5-10µm左右的超细颗粒, 同时还回收加重泥浆中的重晶石, 满足井队新的钻井工艺需求, 同时及大提高钻井质量。
该系统满足1500米以下钻井工艺需求, 有效降低钻井成本, 方便了井队运输、搬家及拆装的需求, 提高了钻井效率。
革新后ZJ15钻井液循环系统技术指标:
(1) 采用二级净化:第一级净化设备为振动筛, 第二级净化设备为离心机, 能有效清除5-10µm超细颗粒
(2) 系统全套由2个大罐组成:各罐罐体尺寸为7800×2450×2200mm;系统总容积不小于50m3。
(3) 罐体缩小、下沉机构及360度悬臂吊的应用, 便于井队搬家运输。
革新后, ZJ15钻井液泥浆循环系统便于运输, 保护环境, 改善了钻井液性能, 极大地提高了钻速, 方便井队搬家、安装及操作, 减轻了工人的劳动强度, 为井队作业节约了大量生产成本。采用革新后系统经钻井公司验收并使用, 各项指标满足钻井工艺需求, 节约运输费用, 得到客户一致好评。
摘要：钻井液在钻探过程中的主要作用有清洗井底、带出钻屑、悬浮钻屑、平衡 (控制) 地层压力、冷却润滑钻头及钻柱等。钻井液循环系统的主要功能是实现钻井液的固相控制, 所谓钻井液的固相控制, 就是清除有害固相, 保存有用固相, 或者将钻井液中的固相总量及粒度级配控制在要求的范围内, 以满足钻井工艺对钻井液性能的要求。通常将钻井液的固相控制简称为固控, 习惯上也称为泥浆的净化。
关键词：固相颗粒,悬臂吊,净化流程,导轨机构
参考文献
[1]嵇彭年等.钻井机械[M].石油工业出版社.
钻井液循环系统 篇5
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摘要(Abstract)：本文结合石油钻井设备控制系统的具体实例，概括了利用西门子SIMATIC 300进行系统集成的设计方法。该系统使用STEP 7软件进行编程和调试，通过PROTOOL软件来实现现场的可视化，通过WINCC软件实现数据采集、历史归档和报表打印，实现了冗余备份和远程维护功能。
关键词(Keywords)：数据采集 历史归档 冗余备份 远程监控 引言
该项目使用SIMATIC控制系统应用在ZJ30DB、ZJ50DB变频电动钻机上。我公司为由四家企业组成的中外合资企业。公司以科技为先导，主要生产石油钻井设备及其配套设备、电气控制系统、工程环保项目等。
选用西门子SIMATIC 300系列CPU作为变频电动钻机的控制核心，PLC与变频器的通讯采用Profibus总线。由于高可靠性及野外操作对维修带来的复杂性要求，系统具有冗余备份和远程监控功能。系统介绍
该钻井设备布置分为五个区域:钻台区、泵房区、动力及电传动区、固控区、油罐区。钻台区布置有绞车、转盘、顶驱、司钻室、司钻偏房等，为危险作业区，整个区域的电气均要求防爆。泵房区布置有泥浆泵组、电动灌注系统及钻井液管汇;动力及电传动区布置有柴油发电机房、气源净化装置房、辅助发电机房和电控房;固控区布置有泥浆循环罐、泥浆净化设备及套装水罐;油罐区包括油罐、泵、管线。由于钻台区为危险防爆区域，按照国际及国家有关标准，其他区域距离井眼的长度至少在50米以上。整套PLC控制系统分别布置在电控房和司钻室，其中电控房内包括两台相互冗余的CPU和一套ET200M，司钻室包含一套ET200M。电控房内布置有:PLC控制柜、发电机柜、整流柜、VFD柜及MCC柜。司钻室集钻机机电、气、液控制于一体，除了包含一套ET200M的电控柜外还包括主控制台和辅助控制台，具有钻机操作和钻井参数实时显示、电气系统运行监控与显示、声光报警、故障指示等。控制系统可以完成对5台600kW以上电机(其中包括3台泥浆泵电机、1台绞车机和1台转盘电机)的控制和相互之间的联锁控制;还包括对发电机柜、整流柜及钻台传感器的数据采集、控制和报警、故障显示。在钻井过程中，对绞车和转盘的可靠性要求较高，如果绞车或转盘发生故障，在短时间内不能修复，则有可能造成井壁坍塌的大事故，因而系统具有冗余备份的功能。控制系统构成
控制站具有冗余备份功能，由两个SIMATIC CPU 315-2DP模块构成;采用ET200M将现场输入输出点通过Profibus总线连接到控制站，并通过Profibus总线与5台ABB变频器通讯;经理室采用SIMATIC WINCC 软件通过S7协议与控制站通讯;并在控制站通过MPI口外接SIMATIC TC35T以实现远程维护。系统功能
整套钻机的钻井工艺概况如下:
绞车装置主要用于起升、下放井架、底座、大钩及钻杆;转盘装置用于钻杆的上扣、下扣以及旋转钻杆带动钻头切削岩石;泥浆泵装置将高压泥浆通过管汇注入钻头，不仅起润滑、冷却钻头的作用，还将夹杂着岩石碎屑的泥浆带回泥浆净化系统以便重新使用。
整个钻机系统的功能主要包括:
(1)通过Profibus总线，实现S7-300 CPU与ABB变频器之间的通讯，以完成对相应电机的控制。根据传递参数数量确定PPO类型, 编写相应的通讯程序。对关键钻井工艺过程实现安全联锁，若发生故障，在操作台面板上给出声光报警, 并在MP370显示面板上给出报警或故障提示。
(2)泥浆泵控制:操作员操作司钻室的面板通过ET200M的Profibus-DP将信号传递到控制站S7-300 CPU模块，控制三台泥浆泵的风机、喷淋泵、泥浆泵主电机的启动、停止、速度给定以及相关的联锁保护。由于电机功率较大，要求强制风冷。泥浆泵风机启动后，当其风压开关闭合即建立风压时，方可启动泥浆泵主电机。
(3)绞车控制:使用脉冲编码器通过FM350模块计算大钩高度，对最高位、最低位进行限位，防止“上碰下砸”;具有“自动控制”功能，可根据速度给定手柄的位置确定是否处于自动区域(手柄全行程的0～20%，80%～100%)，处于自动区域可自动控制大钩的运行速度以及停止位置;可选择高速、低速、超低速三种速度选择范围以适应不同工况;在起升、下放井架、底座时由于负载重量比较大，使用“超低速”速度选择方式(0～60rpm)，而且在起升、下放时，系统具有能耗制动功能，使得操作平稳、可靠。
(4)转盘控制:采用Profibus-DP协议通讯，可控制转盘变频器的速度给定值、扭矩限定值，并给出变频器过流、过压报警。
(5)软件冗余:当由于供电单元、背板总线、主站、硬件或软件引起的CPU发生故障、冗余备份总线电缆、冗余从站接口通讯中断或冗余从站接口发生故障时，通过SIMATIC Software Redundancy软件-简单的软件机制就可使一个发生故障的主CPU由冗余CPU接管过来，这对主备系统切换时间要求不高、而采用冗余备份系统或其他特殊高可靠性系统不是绝对必要(从性价比方面考虑)的系统是比较适合的。采用这种软件冗余备份方法，可有效地提高系统的可靠性;
(6)远程监控:通过GSM无线通讯网络可实现远程监控。由于石油钻井设备应用现场的特殊性(可靠性要求高，生产现场比较偏僻、环境恶劣)，现场服务不可能迅速快捷，维修成本相应较大。在远程终端通过SIMATIC TELESERVICE 软件，可在线实时分析故障原因并实现远程软件升级。这样可更有效地使用资源、提供快捷服务、大大较少维修费用和维护时间、增强了设备的经济性;
(7)人机界面:两个人机界面显示面板分别设置在电控房和司钻室。通过PROTOOL软件组态, 显示设备运行状态以及各个电机的运行逻辑状态，监控现场设备的运行，设有故障页显示, 便于故障定位和维护。
(8)历史归档及报表打印:由设置在经理室的PC机完成。采用SIMATIC WINCC软件编制，使用Microsoft公司的SQL SERVER作为数据库管理的工具，VISUAL C实现对历史归档数据的查询、动态画面的组态，可实现报表、趋势、报警打印功能，为管理人员分析数据提供帮助。结束语
整套系统实现了钻井设备的分布式集中控制。设置在电控房内的S7-300 CPU，通过现场的分布式I/O模块采集设备状态、控制现场设备的运行，具有复杂程序控制和常规联锁保护功能，并通过两台显示面板实现现场设备的运行状况的可视化，系统还具有历史归档和报表打印功能，使整个系统具有较强的技术优势和竞争力。
由于方案是初次使用西门子公司的PLC控制系统，整个系统的通讯采用Profibus电气网络，系统中的司钻室距离电控房较远(60m)，系统初始设置通讯速率为1.5Mbps，但在现场调试过程中发现设置在司钻室的分布式I/O从站时常有通讯中断现象，而按照设计要求位于总线终端的中继器和总线连接器的终端电阻都置于“ON”位置。这让现场调试、故障查找及排除花费了较长时间。但按照手册查找，通讯速率应可达12Mbps，系统中设置通讯速率为1.5Mbps通讯应该可靠，但将波特率降低至500kbps，系统长时间运行安全可靠，再无通讯故障现象发生。这说明系统的通讯质量存在问题。经分析，从电控房到司钻室的通讯线受到动力线的干扰较大。
钻井液循环系统 篇6
关键词：R550D；自升式钻井平台； 空调冷藏系统
中图分类号：TE22 文献标识码：A
AC and Provision Cooling System for R550D Jack-up Drilling Platform
CHEN Guanfu
（CSSC Huangpu Wenchong Shipbuilding Co.， Ltd . Guangzhou 510715）
Abstract： The layout of the AC and provision cooling system of jack-up drilling platform is difficult because of the large quantity of crew and cabins and the probable oil and gas nearby the cabins. This paper analyzes and summarizes the layout， special equipment and service space of the AC and provision cooling system of R550D jack-up drilling platform.
Key words： R550D；Jack-up drilling platform；AC and provision cooling system
1 引言
R550D自升式钻井平台（图1）由中船黄埔文冲船舶有限公司承建，是中船集团首次在华南地区建造的钻井平台，工作水深400 ft，是适合于恶劣海况的高端自升式钻井平台。该平台上的诸多设备和系统在国内甚至全球都是首例，在此仅对空调及冷藏设备及系统予以阐述。
2 空调系统分析
2.1 技术规格
该平台由美国著名海工设计公司ZENTECH设计，入级ABS船级社。计划工作海域位于墨西哥、中南美洲及亚太地区，因此夏季设计环境温度高达40.5 °C，室内温度要求低至21.1 °C，共有5层三角形生活楼，可供150人居住、生活和娱乐，这些都对空调系统提出了较高的要求。
2.2 主空调布置
该平台居住、生活和娱乐区的空调供风由8台一体式海水冷却的中央空调提供，除了室内外环境温差大及三角形的生活楼这些特殊状况外，空调机室的面积极小，而且形状不规则（图2），这么小的空调机室面积在我司船舶建造史上几乎是没有遇到过的，在和设计公司及船东沟通加大空调机室面积无果的情况下，我司技术人员和设备供应商多次沟通后，决定采取不同于以往整体考虑空调机和空调箱尺寸的方法，分别从压缩机组、空调箱混合段、制冷段、加热段、加湿段、供风段等诸多分段一个一个来考虑，优化组合，并且从空调机室层高3.35 m的特点着手，缩减一体式空调机的宽度和长度，增加一体式空调机的高度，最终在满足制冷加热加湿等要求的前提下确定了上述8台空调机组的外形尺寸，同时也基本保证了维修空间的需求。
2.3 机械区域空调
除了生活区域的空调之外，机械区域的空调对于船厂设计及施工来说同样是一个很大的挑战，尤其对于配电板间的空调，相比较于普通商船及其它海工船舶，该平台配电板间的电气设备数量多、种类杂，配电板间设备发热量大，导致最终计算的配电板间空调制冷量远大于预估值，甚至ZENTECH设计公司最初给出的柜式空调也无法满足实际需求，最终不得不改为中央空调。同时船东又要求必须有1套配电板间的中央空调作为备用。这样，一个重大的难题又摆在了船厂技术人员面前：如何布置这2套远超预期的中央空调？经过不断优化机械处所其它设备的布置，最后终于找到一个最优化的方案，将这2台中央空调布置于机械处所。
2.4 钻井设备区域空调
该项目空调系统的另外一个难点在于司钻房和仪表房的独立空调系统。作为钻井设备最重要的控制室，仪表房全年室内温度控制在+20 ℃～+27 ℃，司钻房全年室内温度控制在+20 ℃～+25 ℃，司钻房和仪表房全年室内相对湿度控制在50%。司钻房在所有开口关闭时能保证50 Pa正压，并且在开口开时有0.305 m/s的最小出口风速，房间里安装一个低压报警，而且司钻房的空调系统应具有两种运行模式：第一种回风和120 m?/h风量的新风混合后供风（温度需要保证）；第二种100%全新风，带电动关闭风阀（温度不需要保证）。上述两种模式可以自动切换。
2.5 高要求的技术文档资料
众所周知，海工项目尤其是入级ABS船级社的石油平台项目，规范化的文档资料是必不可少的，再加上该项目的船东都是在其它国家有着多年建造经验的海工专家，按照船东及规范要求的技术文档不仅标准化程度极高，而且种类繁多，技术参数的要求也极高，甚至有些是之前所未闻的。为此船厂各部门相关人员协同供应商，通过查规范、找依据、勤沟通等各项措施，最终提供了满足要求的整套文档资料。
3 伙食冷藏系统
3.1 冷却方式
该项目的伙食冷藏系统（图3）具有不同于其它项目的显著特点，在环境温度高达40.5 ℃的情况下，冷凝器的冷却方式为风冷，并且压缩机组放置于室外。
3.2 布置方式
伙食冷藏压缩机组放置于室外，是十分罕见的一种布置方式，除了要求设备及部件的防护等级满足室外的要求外，为了更好的保证常年处于恶劣环境下设备的使用寿命，还需要在设备外面另外加一个不锈钢罩子，同时将该不锈钢罩子作防腐喷涂。在设备到厂后，其外型完全与我们常见的普通伙食冷藏设备外形不同（图4），当看到此设备的外形后，我们对它能在油气区长时间的运行有了充分的信心。
3.3 室外布置存在问题及解决方法
由于外界空气温度随时都在变化，不同于船上的中央冷却水系统提供的水温是恒定的，而为了满足相对固定的冷凝量，那么冷却风量就要根据环境温度的变化随时变化，这就要求风机为变频风机，虽然伙食冷藏系统的控制柜内有变频器，但由于变频器需要散热，故要有和外界空气联通的格栅，这样IP等级就没办法达到室外的要求。为了既满足技术需求，又满足控制柜的布置，最终将控制柜布置在厨房旁边，同时在机组位置加装了压缩机及风机的急停按钮，这样既方便了船上人员的操作又保证了机组的正常运行和维修需求。
4 结论
关于对钻井液设计系统的研究 篇7
关键词：钻井液,设计系统,鄂尔多斯盆地
钻井液设计系统是一种复杂的系统工程, 主要设计到很多科学理论知识, 因此具有非常强的实践性。一般情况下, 钻井液的设计系统需要耗费很长的时间, 但是还存在一系列的问题。在鄂尔多斯盆地的开发过程汇总, 钻井液的设计系统软件开发不仅解决了施工问题, 还可以将鄂尔多斯盆地的钻井数据进行资源共享, 并且钻井液设计系统还可以有效总结出钻井液设计的参考数据。本文主要对鄂尔多斯盆地的钻井液设计系统进行了研究。
1 钻井液设计系统研究的内同
在鄂尔多斯盆地的钻井过程中, 不存在任何情况下的使用的钻井液。必须根据鄂尔多斯盆地的实际概况与地质对所使用的钻井体系分段进行合理的选择。并且在选择钻井液体系应用与现场之前, 都必须验证其钻井液是否可行, 以及是否可以满足钻井工作的需求。在选择钻井液的时候, 还应该考虑到各种井下安全以及井下温度、环境保护等因素, 考虑到的影响因素越多, 对钻井液的要求也就越高。鄂尔多斯盆地对钻井液设计系统进行了内容与技术的研究, 具体为:
(1) 利用鄂尔多斯盆地的地质勘探以及石油钻井的设计资料, 收集钻井液设计的数据, 同时还针对鄂尔多斯盆地的不同岩石性、不同区块以及不同钻井需求来建立钻井液设计系统。利用钻井的技术与资料相互结合的理论, 建立钻井液优化设计系统, 同时利用计算机技术进行完成钻井作业。
(2) 根据鄂尔多斯盆地的地质需要对钻井液技术的发展进行总结, 其中主要将钻井液主要分为钻井液的材料、性能以及地层事故的维护与处理。同时钻井液设计系统还可以用数据库的方式对钻井液的知识进行管理, 这样可以为技术、设计人员提供有效的数据信息, 从而实现钻井液设计系统的标准化。
(3) 采用钻井液设计的理论方法, 对鄂尔多斯盆地的钻井液进行探索, 并且确定钻井液设计系统的原则。只有这样, 才能开展钻井液设计系统, 才能对系统的性能参数、固相控制以及材料成本的控制等进行研究。
2 钻井液设计系统的优化与现场应用
鄂尔多斯盆地的地质勘探速度增加, 因此需要进一步优化钻井液设计系统。但是因为鄂尔多斯盆地延长组岩性比较复杂, 在钻井过程中非常容易造成井壁失稳的情况。针对这一现象, 工作、设计人员进行了试验, 下图为鄂尔多斯盆地使用钻井液进行的岩页膨胀试验图。
通过该图, 可以看出为了提高钻井液设计系统的抑制能力, 在钻井液的设计中需要重点考虑处理剂的使用。并且还需要考虑鄂尔多斯盆地的地层富含裂缝的特点, 适当选择抑制剂与封堵剂。只有这样, 才能对鄂尔多斯盆地使用的钻井液设计系统进行优化, 才能大大提高鄂尔多斯的钻井速度, 从而实现鄂尔多斯经济效益的最大化。
钻井液设计系统在鄂尔多斯钻井现场用2号配方在鄂尔多斯盆地的东部区块钻井有15口, 并且有效减少了井下复杂情况的发生, 其井下复杂情况发生率同去年相比下降了四个百分点。而且其电测成功率同去年相比也上升了23%, 应用钻井液设计系统之后, 获得了良好的使用效果。但是在使用钻井液设计系统的时候, 还需要注意几点, 具体为:
(1) 在鄂尔多斯盆地钻井的现场, 配置钻井液的时候, 必须按照推荐的配方与抑制剂进行合理的配置。并且所添加的钻井液抑制剂不能进行边加水边处理的方法。另外, 在钻井液设计系统中多运用的聚合物非常容易形成固态物质, 因此在配置钻井液的时候, 必须缓慢加入、同时进行充分的搅拌。另外, 还需要保证钻井液设计系统中使用抑制剂的含量, 对设计体系进行有效的维护。
(2) 在进行鄂尔多斯盆地坍塌层前五十米的时候, 就应该按照推荐的配方来有效调整钻井液的含量。增加钻井液的防塌剂, 可以有效增强鄂尔多斯盆地坍塌层的防塌能力。并且随着钻井不断加深, 还需要适当提高钻井液的粘度, 主要以增粘剂以及絮凝剂为主来维护鄂尔多斯盆地的坍塌层。
(3) 因为鄂尔多斯盆地的地层中有大量的裂缝存在, 因此在钻井过程中, 其设计体系一定要保证封堵剂的含量适量, 在必要的时候应该加大其封堵及的含量。
(4) 设计人员在制定钻井液设计鄂尔多斯盆地下部地层井壁失稳的技术方案与对策的时候, 必须先考虑导致鄂尔多斯盆地井壁失稳的主要影响因素。其中主要应用了防塌剂、封堵剂等化学物质来组成钻井液。
总之, 经过鄂尔多斯盆地的现场应用证明, 设计系统设计出的钻井液具有比较强的抑制能力, 因此可以有效解决鄂尔多斯盆地井壁失稳的问题。但是我国还需要进一步对钻井液设计系统进行优化与创新应用。
3 结语
经上述论证, 钻井液设计系统在鄂尔多斯盆地中占据着重要的地位。鄂尔多斯盆地的地层井壁失稳主要是因为该地层中的粘土矿物质具有分散作用, 这样就会导致垮塌。另外, 鄂尔多斯盆地地层中微裂缝发育为纵横交错, 而钻井液在侵入之后就会大大降低地层的强度, 这样就会直接导致井壁的失稳。总之, 只要进一步创新钻井液设计系统, 才能加快鄂尔多斯盆地的钻井速度, 才能使其实现经济效益和社会效益最大化。
参考文献
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钻井液固相控制系统研究 篇8
在钻探作业中, 为了改善岩层环境, 抑制不稳定岩层对钻井过程的影响, 通常使用清水、泥浆、泡沫等钻井液对孔内进行循环冲洗, 因而钻井液又常被称作钻孔冲洗液。钻井液中通常会混杂着大量固体颗粒, 而其中一部分有害固体会对钻井过程产生极大的影响和危害, 导致钻速降低甚至诱发井下事故。钻井液固相控制系统是用于清除井液有害固相的一系列装置和措施的总称, 其对于维护和保持钻探作业的正常进行起到至关重要的作用。
2 钻井液的固相控制
钻井液的固相控制是指采用科学有效的方法和措施, 在适量保留钻液中有用固相的同时, 除去无用固相。固相控制不仅可使钻井速度得到大幅提升, 而且在减轻钻井设备磨损, 延长钻机使用寿命、保护油气矿层等方面起到了非常重要的作用, 为实现科学钻探提供了必备的支持。
2.1 钻井液固相
钻井液的固相指的是井液中含有的固体颗粒状物质。其中一部固相是钻探过程中岩石破碎时所产生的劣质土、砂岩颗粒等钻屑, 这一部分通常被称作为有害固相, 是需要进行清除的。而两一部分固相则是为了实现钻井工艺要求而被人为添加的, 这类固相被称为有用固相, 需要适量的保留。在钻探作业中, 钻液中的有害固相主要来源于钻屑, 钻屑的产生伴随在钻井的整个过程。有害固相不仅能够造成油气通道堵塞, 污染油气储层, 而且还会大大缩短钻机设备的使用寿命, 增加钻井成本, 因而必须采用科学有效的固相控制方法进行及时的清除。
2.2 常见的固相控制方法
近年来, 随着喷射钻井、优化钻井等新型钻井技术的不断发展和实施, 国内的固相控制工艺水平也有了很大的进步和提高, 在各大油田得到了推广和普及。目前, 冲稀法, 替换法, 自然沉降法, 化学沉降法及机械清除法是较为常用的固控方法, 这些固控方法都能有效的去除钻液中的有害固相, 降低细微颗粒的比例, 确保钻液固相含量、固相粒度及级配符合钻井工艺的要求。
2.2.1 冲稀法
冲稀法是在保持固相含量基本不变的条件下, 将清水或其它较稀液体及适量的化学处理剂加入到高固相含量的钻井液中, 使钻井液的固相浓度降低。
2.2.2 替换法
替换法是在保持钻井液总体积不变的条件下, 放掉一部分高固相含量的钻井液, 然后再将等量的处理剂溶液和低固相钻井液加入原井液中均匀混搅, 替换之前放掉的那部分高固相含量的钻井液。
2.2.3 自然沉降法
自然沉降法是基于岩屑颗粒在重力作用下自然沉降的原理而产生的, 这种方法利用井内返出至地面的钻井液在回流过程中由于液池体积大, 流速低的特点, 使井液上下层分离, 下层岩屑颗粒因沉降作用被滤掉, 而上部清洁的钻液则会再次入井循环使用。
2.2.4 化学沉降法
化学沉降法是利用一定的化学反应原理, 将一定量的化学药剂加入至钻井液中, 钻液中微小的岩屑颗粒由于药剂的作用而不断的聚集、絮凝, 当颗粒的体积膨胀至一定程度时就会出现迅速沉降的现象。
2.2.5 机械清洗法
机械清洗法是使用改变固相级配的方式清除有害固相, 此种方法通常要配套相应级别的机械清除设备才能得以实现。
3 钻井液固相控制系统的组成及功能
由于机械清洗法成本较低, 操作容易, 而且固控过程的钻液损失少, 污染小, 另外逐级清除的固控模式可以达到较好的清除效果, 泥浆性能稳定, 因而被广泛的用于钻井液的固相控制。由于不同固控设备只能处理一定颗粒尺寸范围内的固相, 因而要发挥机械清洗固相控制的最大效能就要将不同固控设备合理组合成为一个统一的系统。应该指出的是, 一个合理的固控系统通常并不仅是由各种固控设备所组成的, 而是应包括从泥浆返出井口开始到进入钻井泵吸入口的整个地面流程, 其中的振动筛、旋流器、离心机、除气器则是这一流程系统的核心单元, 统称为泥浆的四级净化设备。
3.1 振动筛
振动筛是整个固控系统中最为关键的净化设备, 其主要用于清除和筛分各类钻液中较大的固体颗粒, 由于处在固控系统的第一道工序, 因而振动筛常被称为一级固控设备, 它的运行状态和效果将直接影响及制约后续旋流器等固控设备的正常运转。其工作原理是:通过机械振动和固体颗粒间的粘附作用将大于或一部分小于振动筛筛孔的固体颗粒筛离出来, 从而完成对较粗固相颗粒的分离作用。振动筛的特点主要可以归纳为以下两个方面:
1) 钻井液经振动筛筛分后, 液相介质通过, 固相颗粒被滤除。
2) 筛网是振动筛的核心组成部件, 为了确保振动筛筛出的固相颗粒直径满足后续的工艺要求, 筛网应选取可方便更换的大目数结构。
3.2 旋流器
旋流器又被成为“清洁器”是固控系统中除泥器与除沙器的统称, 主要用于补偿和加强前置振动筛的处理效果。其工作原理是:在压力作用下, 当含有固体颗粒的钻液进入旋流器高速旋转时, 其中体积和密度较大的固相颗粒在离心力的作用下被抛向器壁, 之后沿器壁呈下降的外螺旋状由底流口排出;而钻液中剩余的细小颗粒则随着旋流液一同流向底部, 在碰底的瞬间, 由于旋离器的作用而改变方向向上运动, 之后沿器壁呈上升的内螺旋状经送流口排出。从以上原理可以看出, 一股向下做螺旋运动的粗颗粒流体和另外一股向上作螺旋运动的细小颗粒流体将同时存在于旋流器的内部。
3.3 离心机
离心机通常被安装在固控系统的最后单元, 其采用离心力分离原理, 不仅可以除去钻液中2微米以上的有害固相, 而且在除去钻液中多余胶体, 控制钻液粘度等方面具有具有非常突出的作用。另外, 离心机也是处理废弃钻井液, 防止污染环境的一种理想备。
3.4 除气器
矿层中的天然气或空气在钻探过程中由于井压较高经常会溶入钻井液之中, 造成井液的污染。而当钻井液由井底循环至地面时, 随着压力的减小, 井液中的溶解气体将迅速膨胀而形成气泡, 导致钻井液性能的变化。使用除气器可以使侵入钻井液中的气泡快速到达液体表面并破裂逸出, 达到净化井液的目的。
4 结语
近年来, 随着钻井工艺的不断发展和提高, 以及各矿区对现场钻井液的维护和管理工作的高度重视, 如何有效的进行钻井液固相控制已经成为钻井过程中的关键问题, 因而加强对钻井液固相控制系统的分析和研究工作具有非常重要的现实意义。
参考文献
[1]周金葵, 钻井液工艺技术, 石油工业出版社, 2011.6[1]周金葵, 钻井液工艺技术, 石油工业出版社, 2011.6
钻井液循环系统 篇9
随着石油勘探开发难度的增加,对石油钻井技术智能化、自动化的要求越来越高[1]。钻井信息的数据采集、传输控制、分析处理、反馈决策、再控制是一项系统的工程,需要采用井下与地面之间的双向通信技术来传输和反馈信息,形成闭环信息流达到自动控制的目的。如何实现数据高效、可靠地传输是当前定向钻井领域研究的重点与难点问题。
目前,基于钻井液信道的通信系统存在如下几个问题。(1)缺乏通用标准,形式不够规范。长期以来,国内外的测量仪器公司以及研究单位专注于制定自己的通信指令和传输协议,用以匹配各自的仪器,注重测量仪器的“硬件”实现[2,3]。(2)注重数据传递的实现,整体性和系统性考虑不足。关于通信体系结构及数据传输协议的研究,大都集中在计算机网络领域[4—7],目标仅仅是建立数据从井下到地面的传输链路,而没能从通信专业的角度出发设计完整的系统。(3)没能形成有效积累,缺少统一的系统模型。针对钻井液信道下的通信体系结构研究较为缺乏,使相关研究人员没有良好的标准进行复用,都要做原始的开发。
本文参照ISO的OSI(Open System Interconnect Reference Mode,开放式系统互联参考模型)七层模型[8],结合钻井液信道下数据传输的特点,建立了一个通用、标准和实用的通信系统模型,并就各层建立了相应的通信协议,进行了系统仿真。
1通信系统模型
采用分层策略,设计了钻井液信道的“三-四层通信系统模型”,如图1和图2所示。图1所示的是实现数据从地面到井下的三层通信模型,称为数据下行模型,包括应用层、表示层和物理层;图2所示的是数据从井下到地面的四层通信模型,称为数据上行模型,包括应用层、表示层、数据链路层和物理层。
数据下行模型中的最底层是物理层,可以通过停-开钻泵的不同时间间隔,实现指令数据从地面到井下的传输,用于设置井下模块的系统参数。高两层(应用层和表示层)为应用控制层,负责有关参数的设置和表示工作,解决应用进程的通信协议问题。
数据上行模型用于把井下测量的参数通过钻井液信道传输到地面,是随钻测量系统的核心部分,其性能直接决定了随钻测量系统的传输速度、误码率等指标。因此,该模型是本文的研究重点,在后面对其进行了详细设计。
模型中上下层之间的通信是通过它们之间的接口来实现的,上层通过接口向下层提供服务请求,而下层通过接口向上层提供服务。井下测量仪器与地面检测设备之间进行通信时,只有物理层两端的对等体之间能够通过钻井液连续波信号或停-开钻具动作进行直接会话,其余各对等层之间均不存在直接的物理链接,而是通过它们之间的协议来进行通信。
2 上行模型的分层协议
2.1 物理层
物理层的主要功能是提供建立、维护和释放物理连接的方法,实现在物理信道上进行比特流的传输。物理层传送的基本单位是比特(bit),对数据链路层的数据进行调制或编码,成为传输信号。钻井液通信系统可采用压力脉冲或压力连续波等作为载波信号进行数据传输;调制可以选择多进制相移键控方式,如QPSK、DQPSK或OQPSK等,以提高系统的数据传输速度、频带利用率;井下发生器可采用自动调频(也可以由地面控制进行调频)技术,避开干扰频率减低误码率。
2.2 数据链路层
数据链路层传输的基本单元是帧(Frame),主要功能是在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。通过物理层提供的比特流服务,可以在井下与地面之间建立链路,对传输中可能出现的差错进行检错和纠错,向表示层提供无差错的透明传输。
① 基于数字顺序排列的数据域定界成帧技术。在模型中,设计了基于数字顺序排列的数据域定界方法,就是用数据报中的特定字段的值来为各参数数据域确定边界。
② 基于增量数据传输的编码压缩技术。针对井下参数变化平缓的特点,模型中提出了采用“增量”传输的方案。
③ 差错控制技术。通过在数据帧中加入差错控制信息,在接收端能够进行数据的检错或者纠错,从而提高系统的可靠性。模型中对于报文较长、发送频率较低、数据非常重要的完全数据帧,设计了改造的停等协议——支持重传的否定确认协议,在该协议中采用CRC检验码;对于报文较短、发送频率较高、数据不是特别重要的增量数据帧,采用了海明纠错码技术,在接收端进行自行检错和纠错。
2.3 表示层
表示层处理的是井下和地面之间信息的表示问题,通过抽象的方法定义一组数据类型(数据结构),并通过使用这种抽象的数据结构在两端系统之间实现数据类型和编码的转换。
研究发现,目前应用于随钻测量系统的井下参数数据报格式一般都比较固定[9],体现为报文中参数的组合形式、排列顺序以及每个数据域的长度都固定不变。模型中结合随钻测量系统的特性,提出了一种井下参数数据报协议,其基本格式如表1所示。
该数据报的报文头部只有数据报类型标识、数据域定界和数据报编号三项固定内容,对报文中的参数个数和大小不做限制,这使得用户可以根据传输要求灵活地定制数据报。
2.4 应用层
应用层是计算机网络与最终用户间的接口,是通信系统向应用程序直接提供服务的一层。其范围涵盖了地面工作人员管理钻井系统所涉及的所有问题和基本功能。
3 数据流程
对应于钻井液通信系统的上行通信模型和下行通信模型,分别设计了它们的数据流:上行数据流,如图3(1)所示,以及下行数据流,如图3(2)所示。
3.1 上行数据流
从井下到地面的上行数据传输是连续波通信系统的主要组成部分。传输的数据包括井下仪器采集的参数、Huffman编码的权值表,以及数据报传输模式等。其中封装了井下参数的数据帧的传输频率最高,其中分为完全数据帧和增量数据帧。Huffman编码的权值表和数据报传输模式都封装成控制帧,采用完全数据帧,从而确保传输数据的完整性。
如图3(1)中所示,数据上行流动过程设计为:井下发送端的各层从上到下逐步加上各层的控制信息,构成的比特流传递到物理层的钻井液信道;然后再传输到地面接收端的物理层,在地面采取相反的过程,即经过从下到上逐层去掉相应层的控制信息,得到参数数据流,并将其最终传送到应用层的进程,呈现给地面的工作人员。
3.2 下行数据流
从图3(2)中可以看出,下行数据流设计包括如下几个步骤:
① 地面应用层到地面表示层:地面的应用程序把控制指令转换成约定好的数据发送给表示层;
② 地面表示层到地面物理层:地面表示层根据指令数据的类型,生成对应的下行数据报,并根据协议调用相应的控制逻辑,驱动钻井设备产生不同的停-开泵周期;
③ 地面物理层到井下物理层:地面产生的不同的停-开泵周期信号,通过钻井液信道传输到井下,由井下的设备检测到这种信号,完成物理层的直接通信过程;
④ 井下物理层到井下表示层:井下物理层把检测到的信号进行解调,即翻译成对应类型的数据报,交给井下表示层;
⑤ 井下表示层到井下应用程:拆解数据报内容,根据协议将其转换成原始指令,交给井下应用层程序,然后由这些应用程序完成对数据传输系统、井下随钻测量设备的控制。
4 仿真
采用Visual Basic和Matlab开发了钻井液信道通信计算机仿真系统。编程实现了模型中的通信协议,包括帧压缩协议、支持重传的否定确认协议、检错码、纠错码、调制与解调等。通过表格、图形、动画等形式可以实时查看协议的工作过程和中间结果。系统主界面截图如图4所示。
根据模型的工作流程,按照从高层到底层的顺序对整个传输系统进行了计算机仿真。图5所示的是加入支持重传的否定确认协议和检错纠错码后帧的冗余程度。
仿真结果表明本文建立的基于钻井液信道的通信系统模型切实可行,能够有效提高系统的数据传输速度和可靠性,而且由于采用了分层策略和模块化思想,系统具有较好的灵活性和扩展能力。
5 结论
根据钻井液信道的特点,采用结构化、分层的设计思想,本文建立了从地面到井下的数据下行三层通信模型和从井下到地面的数据上行四层模型。设计了各层的协议和数据流,并进行了仿真。该模型填补了钻井液连续波通信系统体系结构研究的空白,为随钻测量系统的进一步研究和系统的硬件开发奠定了基础。仿真结果表明,使用该模型和相应的协议后,可以提高数据传输率,降低误码率从而提高系统的可靠性,这非常适合低信噪比环境的钻井液信道通信系统。
摘要：分析发现目前国内外关于钻井液信道中数据通信协议及其体系结构的研究较为缺乏,这在一定程度上限制了钻井液通信系统的研究和发展,不能满足钻井工艺提高的要求。而且由于随钻测量系统信道独特的特征,不能直接套用现有的计算机网络通信中的协议及其体系结构。参照了现行的国际标准,根据钻井液信道的特点,设计了三层结构的数据下行通信模型和四层结构的数据上行通信模型,以及对应的分层协议和数据流。仿真结果表明,该模型非常适合低信噪比环境下的钻井液信道通信,能够提高随钻测量系统的传输效率、实时性和准确性,而且设置灵活、扩展性强。
关键词：随钻测量,钻井液信道,通信系统模型,协议
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钻井液循环系统 篇10
1.1 定向井空气钻井技术简介
气体钻井[1]是以气体为循环介质的一种欠平衡钻井工艺, 是目前较先进的钻井技术, 在保护和发现储层、提高钻井速度、减少或避免井漏、延长钻头寿命、减少卡钻等复杂情况、减少完井增产措施等方面有着明显的优势。
世界上第一口气体钻井是美国的EI paso天然气公司在1953年首次利用空气作钻井流体钻成了第一口油气井。目前, 据估计约有10%的国际钻井作业运用空气和天然气钻井技术来完成主要井段的钻进。我国从1989年至1997年共成功地进行了12口井的空气雾化钻井现场试验工作。其在提高机械钻速和油气勘探方面有显著效果, 提高机械钻速1.7~10.24倍, 并取得较好的油气成果。进入21世纪, 为了解决长段低压破碎地层的钻井问题, 提高低压、低渗油气藏的开发效益, 提高钻井进度, 国内大规模开展了气体钻井的研究。
定向井是按照事先设计的具有井斜和方位变化的轨道钻进的井。定向钻井技术 (di rectional drilling) :使井身沿着预先设计的方向和轨迹钻达目的层的钻井工艺方法。世界上第一口真正有记录的定向井是1932年美国人在加利福尼亚亨延滩油田完成, , 开创了钻井新纪元。
1.2 定向井空气钻井的优缺点
与传统定向井定向井钻井技术相比, 气体钻井技术有下列一系列优势:
(1) 使用空气作为介质, 可大幅度提高钻机机械转速;
(2) 可大幅降低成本;
(3) 可明显缩短钻井周期;
(4) 可明显减小钻井液对地层的伤害;
(5) 可有利于提高采收率, 发现和保护储层;
(6) 避免因地层复杂造成的井的漏失、水敏地层的井塌等井下异常的发生。
但同时, 空气钻井技术也存在着一些问题, 主要为:
(1) 当空气钻井钻遇含硫地层, 地层中含H2S气体时, 一般只能将气体循环介质转换为液态钻井液;
(2) 空气钻井中出现地层出水, 会造成井内排屑不畅、用气量增加、卡钻、诱发井下燃爆等复杂问题;
(3) 气体钻井可能面临井下燃爆问题, 当钻遇油气层时油气便会进入井内, 由于井下高温等因素极易引发燃爆, 严重时可能熔断钻具, 造成井眼报废。
2 空气钻井安全监控系统及应用
2.1 空气钻井安全监控系统
由于空气钻井技术的特点, 因此必须注意井下异常问题的发生。本文介绍一套空气钻井安全监控[2]系统, 能够实现井下气体测量、红外气体检测等功能。
空气钻井安全监控系统由气体检测单元、样品气处理单元、采集计算机以及采集软件系统组成。气体检测单元主要功能为对样品气进行在线的分析;样品气处理单元主要用于样品气净化、除湿和稳定流量;采集计算机采集软件系统处理与气体检测单元的通讯功能, 同时采集气体单元信息并且采集综合录井仪的录井工程参数, 再通过软件系统进一步完成数据的整合、存储和显示和发布。监控系统结构简图如下图1所示。
此空气钻井安全监控系统的软件由6个功能模块组成, 既可保证数据采集的速度和准确性, 又不影响执行多线程和多任务的信息处理;在保证信息采集、处理、显示的同时, 可执行报表生成、历史曲线浏览, 报警信息更新等。下图2为软件结构图。
2.2 空气钻井安全监控系统在定向井空气钻井的应用
为进一步证明此空气钻井安全监控系统的实用性和科学性, 本文分析其在我国某油田某定向井空气钻井的应用, 对其应用效果进行评价。
该井所处构造为陆相、海陆相交互和海相沉积。其中上部陆相地层泥岩、砂岩、页岩互层频繁, 为高陡构造, 岩层硬度大, 可钻性差, 研磨性强, 漏层较多, 因此不仅机械钻速低、钻井周期长, 而且极易发生断钻具等井下复杂情况和事故。因此针对该井实际情况采取空气定向井钻机工艺。
施工过程:
(1) 该井空气钻井井段为5 6 4.0~3002.0 m, 进尺2438.0 m, 占全井设计井深的44.3%。
(2) 空气钻井参数为:钻压8 0~160k N, 转速5~65 r/min, 排量为100~150m/min, 立压1.7~2.2MPa。空气钻井钻至井深3002.0 m进入高压气层, 从钻井安全角度考虑终止空气钻井转入常规钻井液钻井。
在空气钻井过程中, 实际应用了该空气钻井安全监控系统, 采取了监控系统与录井仪串接气路的方式, 在钻井时将测得的数据以无线传输方式发送到系统计算机, 同时将计算机获得数据域采集录井仪的录井数据进行对比。
在整个空气钻井施工期间该系统运行平稳, 其无线传输未出现受干扰等不良现象, 对录井仪数据进行了十分良好的接收。监控系统获得数据与录井仪获得数据的数曲线非常吻合, 空气钻井安全监控系统性能良好, 可在空气钻井现场使用。同时在此系统监控下, 该井空气钻井过程顺利进行, 钻井时间大幅减少, 钻井速度大幅提高。平均机械钻速提高4~6倍, 经济效益显著。
3 结论
气体钻井是以气体为循环介质的一种欠平衡钻井工艺, 在保护和发现储层、提高钻井速度、减少或避免井漏、延长钻头寿命、减少卡钻等复杂情况、减少完井增产措施等方面有着明显的优势。
同时现有空气钻井技术也存在着一些问题, 在钻井工作中需要实时进行监控, 注意井下异常问题的发生。
本文介绍一套空气钻井安全监控系统, 能够实现井下气体测量、红外气体检测等功能。现场实用证明该系统运行平稳, 系统性能良好, 可在空气钻井现场使用。建议在各油田推广。
参考文献
[1]马光长, 杜良民.空气钻进技术及其应用[J].钻采工艺, 2004, 24 (3) :4-8[1]马光长, 杜良民.空气钻进技术及其应用[J].钻采工艺, 2004, 24 (3) :4-8
废弃钻井液处理技术研究 篇11
关键词 钻井液；回收利用；固化
随着石油工业的发展，由钻井带来的污染问题也越来越受到人们的重视，世界各国都建立了相应的法律条文以保护生态环境。国外在五十年代就开始加强对废弃钻井液的处理，开发和采用了一系列无害化处理技术。近几年，国内外发展应用的处理技术主要包括以下几种：
1 回收再利用法
将废弃钻井液回收再利用是一项既经济又符合现代发展趋势的处理方法。塔河油田采用建立钻井液储存、中转站等实现钻井液的回收利用，不仅可以降低环境污染治理工作量，还降低了钻井液的使用成本。几种主要方法为：
1.1 用机械方法将钻井液转化成干料再利用：此法采用钻井液回收处理装置将钻井液干燥固化处理后可获得钻井液干粉制剂。固化回收装置回收后的钻井液干粉水化后虽然不能恢复原有的性质，但仍可以作为加重剂使用。此法的缺点是燃料耗量大，处理费用高。
1.2 老井钻井液回用技术：此法是将一口井的钻井液完井后移至另一口相似的异地的井，再加一些处理剂调整钻井液的性能达到设计要求后再使用。该法简单易行，回收成本低，无需中转处理，回收过程中所需设备和人员比较少，是一条降低钻井液成本、防止环境污染的有效途径。无论是经济效益，工程效益，还是环境效益都比较显著。
1.3 老井钻井液用于新井压井液：转运罐车将高密度的完井钻井液转运到储备站，根据情况和需要再转到现场利用。钻井工作中迫切需要解决的实用科学问题，是要寻找一个最方便，耗费最小的废钻井液利用方法。而使钻井液能够多次利用，仍是最有前途的方法。这种方法是适用于井网密度很高的地区。
2 固化法
固化法是向废水基钻井泥浆或钻井泥浆沉积物中加入固化剂，使之转化成像土壤一样的固体（假性土壤）填埋在原处或用作建筑材料等，这种方法能较大程度地减少废弃钻井泥浆中的金属离子和有机物对土壤的侵蚀，从而减少废弃钻井泥浆对环境的影响与危害，同时又可保证废弃钻井泥浆池在钻井过程一结束即能还耕。
2.1 水泥固化处理技术：水泥固化是以水泥为固化剂，对废泥浆进行固化的一种处理方法。水泥是一种人造的无机胶结材料，主要成分是SiO2、CaO、Al2O3和Fe2O3。可用作固化处理的水泥品种很多，应用最普遍的是普通硅酸盐水泥。固化原理是通过硅酸盐与水形成硅酸钙水合胶，待凝固后形成一种含有硅酸纤维和氢氧化物的物体，将有害物质包容，并逐步硬化形成水泥固化体。
2.2 石灰固化处理技术：石灰固化是指以石灰为主要固化剂，以活性硅酸盐类为添加剂，对含有硫酸盐或亚硫酸盐的废泥浆进行固化处理的一种方法。石灰固化原理是在有水分存在的条件下，石灰以及添加剂中的硅铝酸根同上述类型废泥浆发生反应，逐渐凝结、硬化，最终实现固化。
2.3 粉煤灰固化处理技术：粉煤灰是一种火山灰质混合材料，主要是由SiO2、Al2O3等具有潜在活性的杂质组成。粉煤灰固化原理是在有水存在的条件下，二氧化硅和氧化铝受到泥浆中碱性物质激发，产生水化硬化作用，生成稳定的水化产物(CSH和CAH，CAH受激发会再加速反应生成钙矾石，进一步提高钻井废泥浆体系的凝胶组分和硬化质量，最终达到固化目的。
2.4 水玻璃固化处理技术：水玻璃是由碱金属氧化物和二氧化硅结合而成的可溶性碱金属硅酸盐材料，是一种无色透明的粘稠液体。水玻璃具有硬化、结合、包容等性能，能作为胶凝材料使用。水玻璃固化方法是把水玻璃作为主要固化基材使用，辅以无机酸性物质（如硫酸、硝酸和磷酸），然后按一定配料比例混以廢泥浆，进行中和与缩合脱水反应，使有害物质自动脱水，经凝结硬化，最后实现固化。
3 其他处理技术
3.1 破乳法：破乳方法主要有化学破乳、膜破乳、电场破乳、剪切破乳、加热破乳、离心破乳等。现在应用较多的是化学法破乳，即向乳化含油钻井废水中投加破乳剂，通过化学作用，辅以其他分离方式，达到乳化液脱稳、破乳，实现油水分离的目的。而国内外采取的化学破乳方法主要有盐析法、酸碱法、凝聚法和混合法，但这些方法虽然使处理效果显著，但由于加入了化学添加剂，提高了成本，而且对环境也带来了新的影响。
油田针对废弃钻井液为水基、油基混合液的特点，根据破乳和絮凝机理采取了一套既有效又经济的处理工艺流程。研究结果表明：该处理技术能使废弃钻井液中的油、泥、水三相得到有效分离，使污泥量减少，出液污染物含量有很大改善，处理后的固相基本符合国家固体废弃物排放标准，基本上解决了油田废弃钻井液的处理排放问题，另外委内瑞拉石油公司也实施了一项新技术-微波破乳法。
3.2 机械脱水法：该方法是利用化学絮凝剂沉降和机械分离等强化措施，使废弃钻井液中的固液两相得以分离。但由于各油田产生的钻井液特性不同，单一的絮凝剂无法使各种性质的钻井液进行有效的固液分离，对于不同的废弃钻井液应使用不同的絮凝剂。
3.3 MTC(Mud To Cement)技术：废弃钻井液转化为水泥浆技术，简称MTC技术，它是将废弃钻井液和矿渣混合，利用激活剂激活矿渣中的固化成分。再辅以其它添加剂得到各种用途的固井液。该技术在国内外都进行了大量的研究，并且取得了广泛的应用，用其固井还有很多优点：紊流排量低、与泥浆的相容性好、稠化过渡时间和静胶凝强度过渡时间短等特性，在防窜固井和提高顶替效率等方面较水泥浆都具有较大的优势。
中国石化勘探开发研究院德州石油钻井研究所应用不同的泥浆体系研究出了能明显提高调整井固井质量的MTC配方，在大港油田多个区块调整井固井中进行了10多井次的现场应用，封固段固井合格率100%，取得了良好的固井效果
4 总结
目前，我国钻井废物治理工作起步较晚，目前防治方法的研究和应用还停留在末端处理和废物资源化上，而对钻井废物产生的全过程控制和预防重视及研究还不够，应借鉴国外的经验，重视钻井过程中环境控制技术；将以防为主、综合防治作为今后钻井污染控制工作的指导思想。
参考文献
［1］ 赵雄虎，王凤春.废弃钻井液处理研究进展［J］.钻井液与完井液，2004，22(2)
钻井井场信息管理系统初探 篇12
石油钻井工程作为一项高风险、高投入、资金密集、技术密集的系统工程, 要实现快速、安全、低耗、环保的最终目标需要诸多环节的优化和协调, 需要充分利用现代信息技术的成果对钻井过程中的问题加以分析和处理。近年来, 计算机技术、网络技术、通信技术的迅猛发展, 以及电子产品日趋成熟且价格低廉, 均为建设高效的信息网络系统提供了保障。建立一个通过数据、图像、语音的交互传送及共享, 进而实现钻井动态实时监测和调度统一指挥、决策快速的信息化系统, 已是大势所趋。
一、钻井井场信息管理系统介绍
钻井井场信息管理系统, 主要实现对钻井过程中关键数据和参数实施监控, 及时得到系统各个参数的变化规律, 从而分析得到钻井的实时状态, 通过数据和参数的变化, 准确的进行钻井各种异常情况的判断, 并且能对钻井的下一步工作状态进行预测, 从而为钻井的控制决策人员提供决策依据。钻井井场信息管理系统是一个集成系统, 主要由以下几部分构成:
系统服务器。信息管理系统的关键, 该部分可以和系统其他部分之间实现沟通, 从而实现每个部分的功能。该部分面向对象为平台司钻室, 以及地面的控制室。服务器可以将系统需要的信息从信息服务器上读取, 将处理得到的信息进行存储。实现处理信息到控制台的传送, 保证现场操作人员以及控制室控制人员得到准确的钻井井场信息。同时可以接收远程服务器的操作信息, 实现钻井井场信息管理系统的远程监控和操作。
系统通讯部分。实现钻井信息的传输, 为系统服务器提供信号和传输指令。在应用过程中, 首先对钻井信息存储数据库内的信息读取, 进行钻井信息传送计划安排, 建立信息文件, 再向系统服务器发送信息。系统服务器会对信息的正确性和合法性进行验证, 从而保证系统接受到信息的正确性, 信息验证完毕后, 通讯系统将信息传输到中心服务器。
系统管理部分。主要功能是实现系统各部分的管理。对信息管理系统的运行状况进行监控管理, 监控系统内存、各模块的运行状态等。如果发现问题, 及时向中心服务器发送报告, 中心服务器接受到报告, 操作人员针对报告中的问题, 进行相应的处理。
二、钻井井场信息管理系统设计
钻井井场信息管理系统的设计需要结合钻井井场的实际条件, 通过对钻井作业的每个过程进行分析, 得到影响每个作业过程的关键参数和指标, 以及每一个作业过程的风险影响因素, 为信息管理系统提供设计参考。设计的钻井井场信息管理系统主要包括三个部分:系统管理、系统程序和通讯部分。
系统管理部分由三个小部分组成:环境部分、服务部分和时间控制部分。环境部分是保证系统安全的运行环境, 实现系统预先设计的功能。服务部分是实现系统故障的分析与诊断, 对存在的故障通过一定措施进行处理, 同时实现系统的在线实时服务。时间控制部分主要是用来保证信息管理系统时间的准确性, 实现系统数据存储和操作时间的准确性, 以及指令实施的有效性。
系统程序部分是系统的关键部分, 是系统功能实现的基础。系统的程序界面, 主要显示信息系统监控界面, 钻井作业的运行状态, 各个信号测量装置的运行状态, 以及钻井事故的预警等。程序运行参数的设定, 信息管理操作人员可以结合钻井井场实际, 进行信息管理系统参数的设定和修改, 人为的提高信息管理系统的运行准确性。运行程序的事故报警, 通过系统设置的算法, 对钻井实际实测信息和钻井正常的数据进行对比, 如果实测数据超出正常范围, 就可以判断该部分钻井作业已经出现异常, 系统会自动的将该部分信息重点标注, 让系统管理人员认识到该异常, 同时还能够进行故障信息的存储, 后续管理人员也可以查看出现故障的信息。如果实测数据严重超过正常范围一定比例, 系统将会发动声控报警信号, 触发系统报警器报警, 提醒系统管理人员存在危险信息。
通讯部分主要完成系统测量和控制信号的传输, 以及系统各种信号之间转换, 如果信号传输出现问题, 信号通讯部分会对存在的错误进行反馈。
三、钻井井场信息管理系统的应用前景
钻井井场信息管理系统采用通信和计算机网络技术, 可实现井场钻井数据的实时动态再现, 改变钻井工业面貌, 提高油田企业的现代化、信息化水平及科学决策能力。同时, 通过对实时远程传输数据的分析研究, 基地专家能够监控现场作业, 并进行异常复杂情况的在线识别和钻井过程的实时分析、评价, 可提高决策的科学性、优化施工方案、预防和排除事故隐患、实时解决复杂问题。
结束语
石油钻井作为工程技术服务板块, 作业在钻井生产的第一线, 钻井施工队伍较为分散、流动性强和所处自然环境非常恶劣, 如何提高钻井施工的有效管理、决策准确和响应速度, 一直是各钻井公司十分关注的问题。只有充分发挥计算机、通讯、网络信息技术的强大优势, 建立完善的数据信息传输通道及钻井信息管理系统, 促进传统管理流程的改变和管理手段的创新, 才能更有利地加快钻井速度、提高钻井质量和管理水平。文章通过研究分析了钻井井场信息管理系统的功能和实现方法, 对于提高石油钻井效率, 降低钻井成本, 提高石油勘探开发效益具有积极的作用。
摘要：计算机技术革命极大地推动了实施信息技术的发展, 随着石油钻井逐步向自动化阶段迈进, 钻井信息技术已成为现代钻井的有力支撑和重要组成部分, 尤其是在“数字化油田”建设过程中, 利用现代信息技术对钻井工程实施全过程监控, 是提高钻井综合效益最有效的手段。本文通过研究钻井井场信息管理系统的功能实现, 对于提高钻井井场的运行效率和安全性, 增加石油钻井的效益具有非常重要的作用。
关键词：钻井,信息,管理系统
参考文献
[1]魏涛.基于Internet井场数据远传技术研究[D].中国石油大学 (华东) 硕士学位论文, 2008.
[2]高晓荣.钻井井场信息系统的开发与应用研究[J].内蒙古石油化工, 2008, (8) .