钻柱安全地面实时监测系统研究与设计

发布时间：2017-12-16 06:00

  本文关键词：钻柱安全地面实时监测系统研究与设计

  更多相关文章： 钻柱安全 摩阻扭矩 钻柱应力 数据采集 实时监测

【摘要】：随着石油勘探开发的日益复杂,水平井将成为国内外各大油气田提高产量的主要手段。在水平井钻井过程中,钻柱处在内、外充满钻井液的狭长井眼里工作,通常承受压、弯、扭、液压力等载荷,受力状况和井下环境异常恶劣,导致钻柱安全事故频繁发生。该类事故的发生不但会造成油气井的报废,甚至会导致施工人员的伤亡,严重制约着我国石油行业的发展。在钻井过程中,钻柱断裂、钻柱疲劳破坏、卡钻等钻柱安全事故大部分由于摩阻扭矩、钻柱应力的异常变化造成的,而目前对摩阻扭矩、钻柱应力分析仍处于静态分析,对摩阻扭矩、钻柱应力的实时监测尚不成熟。鉴于此,本文提出了一种利用地面仪表测量数据实现对摩阻扭矩、钻柱应力的实时监测,进而确保钻柱安全,对于合理选择钻柱,防止井下钻柱安全事故发生,保证钻井施工作业安全可靠的进行具有重要的意义,并取得了如下成果:1.开发了一套钻柱安全地面实时监测系统,基于地面仪表和辅助配套数据采集系统,实现了实时数据采集与融合,并通过对摩阻扭矩、钻柱应力的实时监测,进而确保钻柱安全,提高了钻柱安全监测的成功率,有效地减少了因钻柱安全引发其它衍生事故,具备现场应用能力;2.通过对钻柱安全监测适应性分析,确定了钻柱安全实时监测参数,并完成了钻柱安全地面实时监测系统技术方案设计;3.根据已确定的钻柱安全地面实时监测系统技术方案,建立了摩阻扭矩实时监测模型、钻柱应力实时监测模型,为实现对钻柱安全的实时监测系统开发提供理论工程依据,从而确保了钻柱施工作业过程中的安全性及可靠性;4.基于已确定的钻柱安全实时监测方案,完成了钻柱安全地面实时监测系统硬件系统配套;利用SQL Server 2008数据库自主设计与开发了一套钻柱安全地面实时监测系统配套数据库,并基于WITS标准数据采集传输协议,完成了配套的数据采集系统方案设计与软件开发,为钻柱安全地面实时监测系统开发提供数据支撑;5.基于已确立的钻柱安全地面实时监测模型,结合配套的硬件系统,完成了钻柱安全地面实时监测系统的架构设计,进而完成了钻柱安全地面实时监测软件系统的开发与系统软硬件集成,从而形成了一套集数据采集、安全监测于一体的钻柱安全地面实时监测系统,并完成了6口井现场应用,充分验证了系统监测结果的准确性以及系统运行的可靠性和稳定性。系统应用结果表明:系统运行状态良好,监测结果满足现场实际要求,能够指导钻井现场施工,确保安全钻井。本文设计并开发的钻柱安全地面实时监测系统充分利用了现有地面测量仪器的优势,形成了一套集数据采集、安全监测于一体的钻柱安全地面实时监测系统,能够为现场施工人员提供一个更加完善、方便的技术决策支持平台,具有较高的实用价值。
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE28;TP274

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本文编号：1294914