钻井岩屑动态称重系统设计与精度影响因素分析

发布时间：2020-06-13 23:25

【摘要】：在石油钻井行业中,传统的录井技术根据上返钻井液携带的油气信息来判识和发现油气层。该技术难以对井下的油气进行实时性检测和定量化分析,制约着随钻测量的发展。岩屑录井技术通过对钻井岩屑的收集、分析、描述来综合评价井下的钻探情况、井眼的净化程度以及井下的油气藏信息。目前,国内外的油田技术服务公司逐渐开展了岩屑称重技术与装置的相关研究,目标是在钻井平台上安装岩屑称重装置,来实现对钻井岩屑的动态称重,辅助随钻测量系统安全可靠工作。称重过程需要依靠钻井岩屑动态称重系统实现,其工作效果直接影响到录井工作的正常进行,开展有关钻井岩屑动态称重装置的设计与研究工作具有重要的现实意义。为此,本论文开展了钻井岩屑动态称重系统的设计与称重精度影响因素分析,以期实现井场岩屑动态称重等多项功能及工作流程,完成岩屑动态称重原理设计方案的可行性验证。本文首先介绍了论文的研究背景及意义,综述了钻井岩屑动态称重技术的国内外研究现状,针对目前研究现状存在的问题,提出了论文研究的主要内容。然后,通过对钻井岩屑动态称重系统设计方案的对比分析,确定了系统的总体设计方案,包括系统的基本组成和工作流程。其次,分析了动态称重系统的精度影响因素,包括系统软硬件对精度的影响,主要是称重传感器的分析与选型、传感器的分布与数量等精度影响因素,驱动电机的选型和电机转速对精度的影响,以及设计的岩屑收集装置对精度的影响分析。系统软件的设计,包括系统人机交互界面的设计、岩屑数据的处理方法以及数据库的设计,使得该软件能够完成称重传感器的数据接收、岩屑数据的动态显示、数据的量化处理及计算、系统各钻井参数的标定及基于数据库的访问、查询、统计等功能。最后,搭建了钻井岩屑动态称重装置的实验平台,拟定了合理的实验流程,并模拟了井场的作业环境,开展了钻井岩屑动态称重系统的性能实验及精度影响实验,验证了设计方案的可行性。 【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE142

【图文】：

物料动态,称重系统,动态称重

增量式的码盘结构，能够实现对传输带速度和物料重量的数据采集，但限于当造业的发展水平，而且称重的过程过于复杂繁琐，导致称重误差较大，精度不高逡逑１９７０年，英国将动态称重行业规范化，构建了第一个较为系统的动态称重实型网。逡逑（３）称重传感器与仪表相结合的动态称重装置。２０世纪末随着电子仪表和传感器技术的迅猛发展，开始出现了由称重传感器和电子仪表相结合的第动态称重装置，采用常用的电阻应变式称重传感器进行物料重量的数据采集，仪表运用了数字积分放大电路或模拟积分放大电路来实现配重的平衡、重量功能［１２，１３］。虽然第二代动态称重装置在称重精度和称重过程简化上都有了一度上的提高，但在测量误差补偿方面还有所欠缺。逡逑（４）称重传感器与微机相结合的动态称重装置。随着近年来传感器制造的不断提高，加之微机智能技术的快速发展，大幅度的提高了动态称重装置的性能。如图１．１所本。逡逑第四代动态称重装置不仅在称重精度上有了大幅地提高，而且整个系统着机构集成化和功能完善化的方面发展Ｍ。逡逑

称重技术,岩屑流,称重装置,岩屑

和称重托盘，其安装于振动筛的尾部。称重托盘的外部安装了隔离挡板，起到安全逡逑防护的作用。当钻井岩屑落入称重托盘上，流量计能够监测重量变化。岩屑堆积在逡逑托盘上，通过应变仪进行称重［２５］。图１．２所示，为斯伦贝谢公司研发的钻井岩屑称逡逑重装置。逡逑哈里伯顿公司（Ｈａｌｌｉｂｕｒｔｏｎ邋Ｃｏｍｐａｎｙ）成立于１９１２年，，作为全球主要的能源逡逑服务公司，在油气勘探、开发及开采的作业服务和提供设备方面位于世界领先地位。逡逑该公司生产的岩屑称重装置包含了配电箱和称重槽，称重槽为单轴旋转机构，配电逡逑箱中为控制模块以及动力驱动模块，通过转动轴的旋转进行岩屑的清除和称重槽逡逑的复位，转动轴旋转由气动控制［２６］。图Ｌ３所示，哈里伯顿公司生产的岩屑称重装逡逑置。逡逑图１．２斯伦贝谢岩屑流量计逦图１．３哈里伯顿岩屑称重装置逡逑国内的油服公司和相关研宄机构己逐渐开展对岩肩称重技术的研究，上海海逡逑洋石油服务公司的研发部门己将岩屑称重的技术推进到了实验室阶段［２７］。但由于逡逑国内的油气行业起步较晚，加之国外各大油服公司对国内的技术封锁，目前国内的逡逑油服公司及研发机构尚未研发出成套产品投放市场。逡逑对于一个动态称重系统来说

【参考文献】