聯系人:康先生

電 話:0914-6466666

傳  真:0914-8035555

郵 箱:[email protected]

網  址:www.svbjkq.live

地 址:陜西·商南工業園區


自動化鉆井關鍵技術發展趨勢

您的當前位置: 首 頁 >> 新聞中心 >> 技術支持

自動化鉆井關鍵技術發展趨勢

發布日期:2018-09-14 15:38 來源:http://www.svbjkq.live 點擊:

世界鉆井技術發展分為經驗鉆井、科學鉆井、自動化鉆井和智能化鉆井4個階段。根據這種劃分,自動化鉆井僅指鉆臺設備的自動控制,智能鉆井則要通過計算模型和智能決策技術形成控制指令,達到自治式閉環控制鉆井。
自動化鉆井技術的發展最早源于“計算機控制的鉆井”。早在20世紀60年代,人們開始探索用計算機程序控制鉆機設備。1969年,實施了一套基于鉆壓轉速控制的計算機控制鉆井系統,其通過短間隔的鉆速測試、參數優化和鉆壓扭矩調整等系列步驟實現控制鉆井,達到低成本鉆井的目的,但由于各種條件的限制,試驗并未能持續。
20世紀80年代后期,隨著傳感器技術的發展,業界又看到了希望,并開始新一輪技術試驗。設計了一套計算機控制的鉆井系統,該系統使用了35種模擬輸入傳感器、7種數字輸入儀器、5種模擬輸出儀器和5種數字輸出儀器,盡管試驗取得了一些激動人心的效果,但因傳感器的可靠度和準確度以及成本問題而終止。直至2010年前后,各大關鍵技術逐漸成熟,先進的自動化和通信技術已經逐漸從實驗室走向鉆臺,鉆井過程正在朝自動化智能化方向發展,單項技術走向整合,新的技術組織、服務公司和現場試驗項目不斷涌現。
一、國外整體技術最新進展
1、技術研究重點及最新進展
自動化鉆井關鍵技術發展趨勢
自動化鉆井關鍵技術發展趨勢
鉆機設備自動化
交流變頻驅動技術的出現是個重大突破,使得機器控制變得更加靈活。鉆機設備自動化的主要功能如下。旋轉:頂驅自動控制能力由扭矩控制算法(用于減輕黏滑運動)實現,該算法可以最大限度地減少人工輸入。起升:起升系統包括絞車、齒輪齒條和水力活塞。電驅動絞車能實現升降補償,電驅動永久磁鐵馬達能實現自動故障鎖定。起下管柱:這是重復次數多且在鉆臺上最危險的工作,目前大部分鉆機沒有實現自動起下。接單根:通過3D界面遠程控制無人值守接單根,下步研制遠程控制接BHA。泵送:鉆井泵要有電驅動且具有適應于不同狀態的協議,比如階梯式速率。鉆井液處理:混漿和處理設施可以實現連續的鉆井液性能調控,減少人的干預。井控:緊急斷開系統和防噴器等。
自動化鉆井關鍵技術發展趨勢
自動化鉆井關鍵技術發展趨勢
2、 通信技術
通信系統是DSA的神經,通過它實現自動化鉆井生態中各部分之間互聯互操作。井下通信主要是測控儀器設備之間以及儀器與地面系統之間的通信。該領域一直是井下測控系統的技術瓶頸,目前比較成熟的是鉆井液脈沖和電磁波,智能鉆桿是一個業界看好的技術。
自動化鉆井關鍵技術發展趨勢
自動化鉆井關鍵技術發展趨勢
智能鉆桿
數據傳輸具有高速、穩定和低延時的特點,還可實現雙向傳輸,為更多參數測量傳輸和控制指令的下達提供了有效途徑。目前商業應用的智能鉆桿傳輸速率為57kbit/s。
3、 儀器與測量系統
要使測量儀器完全適應DSA的應用場景,必須從以下方面對現有儀器進行研究改進:
①完整性。每個儀器必須能檢測到全部狀態下的數據。
②邏輯性。依據當前的作業狀態選擇對應的測量儀器(位置)。
③精度。充分的信息以評估精度(尤其是估算的)及儀器校準。
④換算。充分的信息用以更正測量信息。
4、 控制系統
控制系統包括網絡、控制系統(電、機械、水力)和自調節系統等。未來的鉆井控制系統必須能理解鉆井過程并給操作工提供建議,甚至更高水平的機器智能提供人機交互。控制系統還在鉆井執行系統中承擔重要作用,與模型、模擬和數據采集系統緊密結合。以鉆井全過程管理替代單一設備的管理;利用數據驅動方法和基于物理的算法處理內在的不確定性。
二、國內主要技術進展
1、 硬件系統
國內鉆機裝備制造商(如寶雞石油機械有限責任公司)研制了管柱自動化處理系統、遠程電子雙集成司鉆和鉆機集成控制系統,在測量系統方面,國內眾多研究機構開展了綜合錄井儀、MWD、LWD、EM?MWD、FEWD和智能鉆桿等技術研究,總的來說,國內擁有自主知識產權的儀器所能測量的參數比國外少得多,井下傳輸方面僅鉆井液脈沖和電磁波技術比較成熟。井下參數的測量傳輸技術仍是國內DSA的主要技術瓶頸。
2、 軟件系統
國內鉆井軟件研發大多偏重于鉆井設計,遠程決策與模擬控制方面的自研軟件較少,主要集中在錄井數據遠程監測和地質導向方面,部分系統在鉆井風險控制方面有了新進展。
自動化鉆井關鍵技術發展趨勢
自動化鉆井關鍵技術發展趨勢
中石油長城鉆探公司開發的遠程控制錄井系統
將現場采集的傳感器、烴類氣體、音頻和視頻數據傳輸給雙向傳輸系統和現場錄井系統,通過遠程無線網絡將數據實時傳回基地;基地技術支持中心通過遠程同步控制系統對現場設備進行控制,完成遠程數據實時采集、監控、專家分析和診斷等過程的操作與分析,實現基地與現場的一體化錄井作業。
三、借鑒與經驗
1、借鑒:
①尊重技術發展的客觀規律,前瞻研究、總體設計、模型研究、軟件研發試驗、每個階段的研究人員都可能不同,不過度追求短期效益,鍥而不舍長期持續投入,最終都能取得良好效果。
②軟件不成熟時期,很少只提供軟件單項服務,而是把軟件與傳統技術集成起來提供服務,在驗證改進軟件的同時,提升了整體服務能力,進而催生新的服務項目。
2、不足
國內存在的不足
①自主產權的井下隨鉆測量儀器所測參數較少,井下隨鉆測量應用普及率較低,難以提供全面準確的實時數據。
②計算模型的準確性、全面性和現場適用性需要改進。
③對數據的全面性、準確性要求低,信息共享通道不暢,制約了軟件發展。
④由于國內的鉆井管理模式局限,技術人員仍然集中在井場,對DSA新技術尤其是軟件的依賴程度也不高,導致驅動力不足,技術發展緩慢。
3 技術發展趨勢與建議
發展趨勢
(1)自動化鉆井技術研究重點已經從井場裝備自動化向鉆井過程模擬仿真、鉆井方案優化、遠程決策與控制領域邁進,體現出明顯的智能化趨勢。
(2)自動化鉆井各項關鍵技術發展到新的階段,已經開展該領域技術研究的油公司、油服公司和裝備制造商已經聯合起來,推動自動化鉆井技術標準及技術發展路線的制定,業界對此寄予了很高的期望。
(3)井下地質與工程參數的準確全面測量技術、地面與井下的雙向高速可靠通信技術仍然是自動化鉆井技術的瓶頸
(4)自動化鉆井技術的發展正在逐漸改變傳統的業務模式等新的業態和新的技術服務模式。
建議
(1)自動化智能化鉆井技術發展勢不可擋,但針對這項覆蓋面廣且極其復雜的技術,急需進行頂層設計,同步布局裝備、工具、儀器和軟件的研發,滿足當前和未來的技術需求。
(2)國內鉆井現場施工與技術支持隊伍條塊分割、技術人員集中在井場的傳統模式,這在一定程度上影響了對自動化智能化鉆井技術發展的敏感性,因此國內的業務模式也急需變革。


相關標簽:陜北鉆井液

在線客服
分享
歡迎給我們留言
請在此輸入留言內容,我們會盡快與您聯系。
姓名
聯系人
電話
座機/手機號碼
江西多乐彩近20期结果