中国大陆科学深钻井下参数随钻记录与回放系统

阐述了中国大陆科学深钻工程中实现井内井斜角、压力、温度等参数测试的重要意义;结合大陆科学深钻预研究项目的各项指标要求,对井下仪器设计的技术难点进行了分析,确定了该测试系统的总体设计思路.在大陆科学深钻现场的试验表明,随钻测量系统能满足井下高温、高压和强振动等恶劣工作环境下的高精度测试,获取了钻井轨迹的连续参数.与国外相关仪器对比结果表明,不仅检测结果正确、精度高,而且还具有起钻和下钻过程中的双重测试效果,另外该仪器在测试井斜的同时,还可监视泥浆温度、压力的变化,由于实现了随钻检测,因而无需为测斜而停钻,大大减少了辅助作业时间和钻井费用.     

基于数字孪生的智能钻探服务平台架构

针对地质钻进过程中钻遇对象未知且复杂多变、钻进事故频发的现状,采用数字孪生技术,构建了基于时序数据驱动的地质钻探数字孪生模型体系,用以满足随钻探测、工况识别、钻速优化等实际需求。将监测到的地表设备、随钻测量、钻进工艺等数据按照时间序列分解为事前数据、实时数据、延时数据和迟到数据,利用物联网技术将这些多源异构数据进行处理,采用时序数据进行特征分析,基于事前数据建立典型工况,实时数据进行随钻预测和钻进过程工况识别,延时数据和迟到数据演进融合进行钻后优化,建立了数字孪生智能钻进周期服务平台,平台设计了设备物理层、虚拟模型层、数据处理层及钻探服务层4层交互系统,实现钻前、钻中、钻后全数据的全过程集成融合,达到了钻进系统参数最优化配置和安全高效钻探的目的。基于上述平台,利用Unity3D软件开发了数字孪生智能钻进原型系统,实现了钻前设备的数字化设计、钻进过程孔内三维可视化和钻进过程参数实时监测与控制的功能。结果表明,基于时序数据构建的数字孪生模型可有效提高钻进过程的效率和可靠性。研究结果为智能钻探优化提供了全新的路径和方法,有望在煤炭、石油、天然气、页岩气等钻探领域实现工程应用。     

对国内钻参仪实现监控钻进的可行性探讨

钻井参数监测仪的使用使我们由经验打钻向科学打钻迈出了一大步。钻参仪监测钻进技术发展的最终目标是实现监控钻进，即实现钻探过程的自动化。但目前钻井参数监测只能实时监测井上参数，不能实时监测钻头工作参数（井下参数）；不具有实时判层和优化钻进参数等智能。讨论了实现这些功能的可行性。     

深部钻探钻参仪数据库管理系统

为解决深部地质岩心钻探钻参仪检测过程中产生的数据的存储、管理以及如何利用钻进参数的问题,结合自主研发的钻参仪建立了钻进参数数据库,并利用LabSQL工具包实现对钻参数据的录入查询等功能。并利用深钻现场实际采集的数据,在LabVIEW平台上调取钻进参数生成五组钻参曲线,并通过曲线回放分析判断钻进的工作情况,对实际钻探工作有一定的指导意义,最后提出对钻进参数深入挖掘利用的展望。     

科学深钻扩孔钻头及钻进技术研究

阐述了科学深钻扩孔钻进的必要性,重点探讨了科学深钻的扩孔钻进工艺技术及其所用扩孔钻头、钻具的选型及结构设计,并提出了超万米深孔科学钻探扩孔钻进的工艺及钻头、钻具的设计。     

利用钻参仪进行钻进参数监测与优化需解决的技术问题

我们在应用日产ＢＤＲ５、ＢＤＲ５Ａ两种型号的钻参仪进行两个钻孔钻进参数的监测与优化设计过程中逐步认识到,要实现各钻进技术参数的准确监测和科学优化乃至实现钻进全过程的科学监控,应解决好以下几个技术问题。１钻参仪系统硬件的选择与安装１．１钻参仪系统硬件的...     

深孔智能化钻井参数远程监控及工况识别系统研究北大核心CSCD

为实时、安全、准确、高效地获取钻井现场实时数据,配套已有智能化钻参仪系统或者录井信息系统,本研究通过虚拟仪器LabVIEW、Matlab、C++、Access数据库、神经网络相结合的编程方式,完成由无线发送接收模块、远程网络传输模块、数据库模块、复杂钻进工况识别模块、事故诊断模块等5大模块组成的一套深孔智能化钻井参数远程监控及工况识别系统。基于科学钻探汶川科钻WFSD-4孔的传输及应用,证明其方便快捷,可广泛适用于配套不同类型的智能化钻参仪,提升钻井信息化水平,远程实时作业监控,工况识别事故诊断,为深部岩心钻探、干热岩高温钻孔、科学钻探工程、新能源资源勘查提供技术支撑。     

微机自控钻进系统的技术分析

微机自控钻进系统是自动化钻井设备的核心,也是钻进技术科研的高级设施。 微机自控钻进系统主要由数据采集系统—计算机（决策系统）—控制执行系统组成对对象的闭环控制回路。这种系统可按人们在软件中规定的各种模式自动完成钻进。并具有自动数据处理、打印绘图、存贮资料及自动报警等一系列丰富而优异的功能。 数据采集系统必须具有既符合钻探需要又满足计算机接口要求的传感器。完成这一系统设计的关键在于恰当设计前放及采样滤波器,以保证良好的信噪比。另外是正确决定采样速率。 计算机决策系统的正确设计关键在于搞清自控钻进基本特性,及控制所遵循的原则和方法。 建立适应各种钻进方法的数学模型,不断丰富钻井数据库的研究,将是这一课题前进的重要领地。在此基础上按优化钻速划分岩层和自控钻进,是这个领域进一步发展的方向之一。 做为自控钻进控制执行系统的设计,主要是研究钻压、转速及泵量的控制方法。     

大陆科学深孔取心钻进技术述评

文章介绍了目前世界上大陆科学深钻项目中采用的典型的取心钻进技术及其应用效果,提出了评价科学深钻取心技术的准则,即施工安全性、取心效果、施工效率和施工成本。根据这些准则对目前世界上主要的科学深钻取心技术进行了评价并得出结论：孔底马达/液动锤/金刚石钻进/提钻取心方法是最好的深孔取心钻进方法。     

DP6水平井φ311.15mm井眼侧钻技术探

DP6井是华北分公司在大牛地气田布置的一口长水平段水平井。该井设计造斜点井深2510.00 m,在φ311.15 mm井眼内以平均4.85°/30 m的增斜率增斜钻进至A靶点,增斜钻进至井深3033.05 m时钻穿目的层至下部煤层。为了实现钻井目标,避免煤层坍塌的风险,决定采取上调靶点垂深、填井侧钻的补救处理措施。文章结合老井眼实钻轨迹情况,对侧钻工艺、侧钻点的选择、侧钻井眼轨迹调整、高井斜侧钻技术难点及采取的相应技术措施等进行了分析,对侧钻钻具组合、侧钻施工情况等进行了介绍。该井的成功侧钻为以后同类大井眼侧钻提供了现场经验。     

东北冻土区天然气水合物科学钻探试验及钻进效率影响因素分析

东北冻土区天然气水合物钻探试验MK-2井中,采用了天然气水合物取心技术,同时还装备了钻井参数监控系统。利用钻井参数监控系统采集到的钻井深度、钻压、钻速、转速、回转扭矩、流量、泥浆循环泵压力等数据,结合地层情况,对影响钻进效率的因素进行了分析。分析表明：①在破碎带、碳质板岩和糜棱岩的地层中钻进效率低,在砂岩、砂质泥板岩、泥板岩和板岩的钻进效率较高;②得到了在不同地层中的最优钻压;③ MK-2井钻探试验使用的技术、设备和试验结果对于以后的天然气水合物钻探具有一定的借鉴意义。     

三牙轮钻头破岩过程计算机仿真模型

进行钻头钻进过程的仿真对于优化钻头设计、提高破岩效率以及钻头选型都有着重要的应用价值。以现场实钻数据为基础,采用“黑箱法”为钻头钻进岩石互作用仿真模型的基本建模方法,对决定钻头钻进性能的齿坑模型和牙齿吃入岩石的力-吃深模型进行了仿真建模。并采用误差梯度下降算法来估计不同钻头结构和岩石性质所对应的模型参数,进而实现对钻头钻进过程的仿真。采用实钻数据反演的建模思路有利于利用大量的现场数据实现对模型的完善,更好地反映现场的各种钻井工况,使钻头破岩仿真技术在实用性和经济性上前进一大步。     

射流元件损坏机理试验研究及分析

液动射流式冲击器在高压釜内进行模拟试验时发现其工作性能良好，展现了其良好的应用前景。而在石油钻井、大陆科学深钻等深孔钻进中应用液动射流式冲击器发现，射流元件寿命较低。故有必要对其破坏机理进行研究。在实验中采用对比的方法，发现在大泵量情况下射流元件工作室内出现水射流反射及脉冲现象。射流元件破坏主要由脉冲AWJ切割所造成。液动射流式冲击器用于深孔钻进时射流元件有必要对元件尺寸进行改进。     

利用神经网络法预测风动潜孔锤钻速

风动潜孔锤钻进在钻效方面有着传统钻进方法无可比拟的优势。以往的钻速预测主要是针对回转钻进,而准确预测风动潜孔锤钻速则更具有现实意义,更有利于合理制定钻井计划。利用有多隐层的BP神经网络原理,综合考虑钻压、转速、风压、风量、钻井深度、钻头工作时间等各方面参数对钻速的影响,研究了贯通式潜孔锤冲击回转钻井钻速的预测方法,并对现场实际钻井作业进行了预测。预测结果与现场实际情况能很好地吻合。同时又以预测结果为基础,优选钻进参数以指导施工。     

钻进小口径油气普查和勘探井的技术经济指标

丘缅地质局于1957年开始钻进缩小口径的深勘探井.在别列左夫含气地区钻完了两个深达1500—1600米的钻井;在富洛罗夫地区已钻完的钻井深度达3200米.根据所取得的技术经济指标,有可能做出钻进缩小口径钻井合理性的结论.小口径钻井工作量的增长资料列入表1.     

九龙山某井气体钻井技术及事故处理实践

九龙山地区上部地层存在井漏、垮塌的可能,中部地层研磨性强、可钻性极差,下部地层存在多产层多压力系统并可能会钻遇异常高压。为了应对异常情况、缩短钻井周期、节约处理成本,龙某井设计从350～2000 m使用气体钻井。空气钻井钻至1170.28 m后地层出气,甲烷浓度超过6%,后改用氮气钻进,钻至1868 m时出现井壁垮塌和钻具阻卡,随后停止气体钻进。记录了钻进过程中返出主要气体的浓度变化情况和异常情况处理措施,实践表明,气体钻井在防止井漏、钻遇地层出气（不含H2S）、异常压力等复杂情况具有常规钻井无法比拟的优势。     

钻井工程实时多参数监测控制系统的研究

钻井实时多参数监测控制系统,是对钻压、泵量等十二个参数直接测量,并对其参数进行数学建模与计算,以提高目的层采心率．以及提前预警钻进事故,在此基础上开发出专家系统对钻机运行状态进行有效控制。该系统在完成实验室检测、调试及模拟式运行后,分别在XY-44和XY-5两种型号的液压钻机上做了现场时运行,运行结果表明．该系统运行稳定,适于钻井现场复杂的钻进过程,实用性强,实现了设计目标。     

基于SK-DLS2000综合录井仪的钻进参数实时采集与开发

一个好的钻进参数实时采集与处理系统,有助于钻井技术人员对井下工况分析、技术决策、事故的预防与处理等。鉴于神开SK-DLS2000综合录井仪系统的钻进参数处理模块的功能滞后于现场钻探专家的需求,提出基于SK-DLS2000综合录井仪的钻进参数实时采集与开发思想,阐述了SK-DLS2000综合录井仪的钻进参数实时采集与开发的3个关键技术：数据接口的实现、数据文件存储管理、钻进参数曲线实时绘制及滚动浏览的实现,并利用该技术思想,成功开发出了一套＂科钻一井钻进参数实时采集与处理系统＂。     

川西采气厂首口地质导向水平井钻井技术

广金6-2 HF井是川西采气厂在蓬莱镇组气藏首次应用随钻地质导向钻井技术完成的一口长水平段水平井。该井利用随钻地质导向技术及综合录井技术,优选钻具组合,精确控制井眼轨迹,准确卡住目的层砂顶以及A靶垂深,实现A靶精确着陆。单弯双扶钻具组合在蓬莱镇气藏具有良好的稳斜效果,该井水平段进尺为980.84 m,其中滑动钻进进尺为21.5 m,复合钻进进尺为959.34 m,复合钻进比例为97.8％,大大提高了钻井效率。岩屑录井显示,水平段钻遇泥岩4 m,泥质粉砂岩8 m,细粒岩屑砂岩968.84 m,储层钻遇率为98.8％。该井完钻后没有测井,利用地质导向资料及录井资料确定射孔位置,从而缩短了钻井周期,降低钻井成本。     

旋转导向在页岩气井的应用

伴随着我国的页岩气水平井,丛式井,复杂3D井的增加,传统滑动造斜工具由于钻进时钻柱不转动导致井眼不光滑,扭矩摩阻大等原因引起的井下事故率也越来越高。以静态推靠式旋转导向为例,介绍旋转导向工作原理,对比传统造斜工具,列出旋转导向工具旋转钻进,精准控制轨迹,井眼光滑等优点。并通过实例分析,验证了旋转导向钻井工具在页岩气钻进过程中实时上传地质数据,根据地质情况实时调整轨迹,准确进入靶区。钻进过程中井眼轨道连续光滑、控制狗腿度小于6.1°/30m,在造斜段、水平段摩阻小于140 k N,扭矩小于12 k N·m,钻压传递效率高,加快了机械钻速,提高了钻井质量。