JSL-30型钻机钻进参数检测系统的研究

钻进参数检测对钻进参数优化、钻机设计、钻进工艺研究具有重要作用.结合JSL-30型钻机结构和工作原理,研制了适用于振动条件下的钻进参数检测系统.经检验,检测数据准确可靠.     

基于单片机的钻机参数监测仪的研制

针对目前国内资源勘探钻机的钻进参数在实时显示等方面的不足,设计并实现了一套基于MSP430单片机的集钻机的钻进深度、钻进速度、钻进功率、转速、提升/钻进力、扭矩、空压机风量和空气压力等参数的检测系统。实际实验结果:钻进深度检测精度为1 cm,压力检测精度为1%FS,转速检测范围为0~1000 r/min,钻进/提升力为0~1000 kN。     

一种基于全液压动力头钻机的钻进参数检测方法

针对与深孔钻机相配套的钻进参数检测仪(钻参仪)滞后发展的问题,提出一种适合全液压动力头钻机的全面钻进参数检测方法,并对钻具悬重、钻压、功率、扭矩、孔深、机械钻速、流量等主要钻进参数的检测机理进行了阐述。利用此方法,开发出了一套全液压动力头钻机高精度钻参仪系统,野外应用表明,提出的检测方法切实可行。      

基于非开挖随钻检测系统与随机森林的地层岩性识别

通过自主研发设计的非开挖随钻检测系统,采集非开挖钻进参数,进行非开挖钻进实时地层岩性识别,为非开挖施工提供安全信息保证。针对非开挖工程工勘资料缺乏,掘进地层岩性难以判断的问题,提出了一种基于非开挖随钻检测系统实时采集数据,利用随机森林算法建立地层识别模型,通过模型去识别未知地层,并将识别结果可视化展示。通过非开挖随钻检测系统在工程现场的实际应用,获得了包括钻速、扭矩、转速、拉力、泵压、泵量等钻进敏感参数作为训练样本,利用随机森林算法对采集的钻进参数进行训练,构造决策树与随机森林,对钻进参数进行分类,建立了以典型非开挖地层岩性分类为目标的分类模型,分别确定了杂填土、黏土、粉细砂、砾石和淤泥的地层分类标签。进一步,基于机器学习的分类结果,利用PCA主成分分析将地层识别特征降维至三维,实现了地层岩性识别结果的三维展示。将预测模型应用于实际工程,以验证其有效性。结果表明,该方法能在非开挖实时钻进条件下快速识别钻进地层,识别正确率高达92%。该研究成果通过采集导向随钻参数,识别非开挖掘进段地层岩性,为非开挖扩孔阶段钻具选型、泥浆设计等提供了重要信息。     

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＂。     

工程地球物理勘探随钻测量钻机的研制

为提高我国工程地质勘察钻机的技术水平,研制了JDD-100型全液压动力头式工程地球物理勘探多功能钻机。钻机具有静力触探、动力触探、回转钻进、高频振动回转钻进等功能,配有钻进参数检测和自动钻进控制系统,可随钻检测９个钻进参数,并可随钻测量地层密度、地层电阻率等地球物理参数。根据回转动力头的结构和液压马达的工作特性,研制了适用于全液压钻机的输出扭矩检测方法。经实验,钻机对黏土层、卵砾石地层、破碎层的适应性较好,复杂地层的勘察速度提高1.5倍。     

借助于钻探现场数据库进行最优化钻进

本文提出了利用钻探现场数据库实现优化钻进的方法。该数据库通过钻进监测系统实时采集钻进参数,手工输入地层情况、钻进成本等在钻探过程中发生的其它数据,使钻进参数与地层情况及钻进成本联系起来,从而较容易地实现最优化钻进,特别是最小成本钻进。      

矿用防爆钻进参数测试仪

矿用防爆钻进参数测试仪是以８０Ｃ３１单片机为主体的煤矿井下用智能化多参数的防爆钻进检测仪器。该仪器可同时测量、记录６项钻进参数，并能用记录器转存回收。本文着重阐述了该仪器的设计原则、关键问题的解决、工作原理和主要技术指标。     

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。     

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。     

钻探微机智能监测系统的研制与应用

钻探微机智能监测系统是检测技术、识别算法、计算机技术与钻探工艺相结合的高科技成果。它可方便快捷地安装于野外钻进现场,自动生成钻进参数的约束条件,对孔内工况进行智能识别,从而提高钻探效率,降低事故率,还可跟踪钻孔轨迹,进行中靶预测,建立钻探生产数据库。     

钻参仪参数检测原理及传感器选型安装

深部和外围找矿工作的不断发展,需要研制出新型深孔钻机及其配套的钻探参数监测系统。全液压动力头岩心钻机将是未来深部钻探的主力钻机,CUG-2钻参仪是中国地质大学研制的与2000 m全液压动力头岩心钻机配套的钻探参数监测系统。介绍了CUG-2钻参仪的设计特点和检测参数,重点介绍了与常规转盘式、立轴式钻机不同的参数检测原理及其传感器选型安装,包括孔深、钻速、扭矩、功率和出口流量等。     

沁水盆地南部煤层气井增产的储层生产控制探讨

以沁水盆地南部区块煤层气生产井的工程、测试、监测数据为依据,对影响煤层气井产能的储层生产控制因素进行了分析,探讨了优化储层生产控制、提高煤层气井产能的工程措施,重点研究了水力压裂工艺施工参数与煤层气井产能的关系,提出了有利于提高煤层气井产能的水力压裂工艺施工参数。结果表明：合理控制钻井液的密度与粘度,可提高煤层气井的产能;煤层气井的产能与固井工艺中的水泥浆密度与用量呈现负相关关系;水力压裂采用变砂比、控制压裂液、变排量等施工工艺和优化的工艺参数值可有效提高煤层气井气产量。     

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。     

钻井局域网实时监控设备研发

为实现钻井指挥部对各钻井站点钻采工艺的远程监控,在前期钻井工艺参数自动实时监测的单机研发基础上,本文应用TIA portal软件进行主站从站组网监控研究,实验设备用Siemens1200PLC做主控机,用Siemens200PLC做从站控制机监控钻采现场工艺参数,通过主控机与各从站点组态,实现主控机对从站主从控制。装机后在钻采现场进行了无线网传输实验,实验结果表明:应用互联网通信技术解决无线网断点续传问题,能够实现了钻采实时监控数据短距离传输。     

微钻实验台的研制与应用

微钻实验台是检测技术、计算机技术、机械技术与钻探技术相结合的高科技成果。它可在室内从事各种微钻实验,包括岩样可钻性分析、金刚石钻具时效、寿命等实验。根据实验结果优化金刚石钻具,对岩样进行可钻性分级,提高钻探效率,动态监测钻进过程,绘制相应的动态关系曲线,具有重大的实际和理论意义。      

基于钻进状态监测的智能工况识别

钻进过程状态监测旨在实时描述钻进工况,判断运行性能优劣程度进行非优追溯,及时指导司钻人员调整作业操作,保证钻进过程安全、高效、稳定开展。钻进工况是钻进系统运行状态的反映,因此开展面向状态监测技术的钻进工况识别研究具有重要的理论和应用价值。本文针对钻进工况识别问题,基于状态监测数据,建立基于支持向量机的钻进工况识别模型,对钻进工况进行识别。综合工况识别结果,对钻进效率进行评估,并对影响钻进效率的因素进行讨论,寻找提升钻进效率的手段。最后,采用钻进现场实钻数据进行仿真实验,验证所提方法的可行性和有效性。     

钻孔设计与轨迹动态监控系统研究

计算机辅助钻孔设计与轨迹监控是钻探工程信息化和数字化发展的必要条件,从理论上、技术上和方法上对计算机辅助设计技术在钻探工程中的应用展开进一步的研究十分必要。钻孔设计与轨迹动态监控系统以定向钻探工程钻孔轨迹控制参数设计和钻孔轨迹分析监控为主,同时包括钻孔轨迹二维图形和三维图形绘制、钻探工程综合技术图、钻孔地质设计书和钻孔地质柱状图等钻探工程技术文件的自动生成等模块功能,利用计算机强大的数据处理及计算、图形绘制及生成等功能,通过软件编程和数据录入,自动完成钻孔设计与轨迹监控。该系统软件不仅适用于定向钻探工程设计与过程监控,还可作为钻探工程电子档案和钻探工程数字化管理系统的组成部分。系统软件经过了野外实践验证,并达到了预期的应用效果。     

宝峨RB50型车载钻机施工工艺探讨

RB50车载钻机是德国宝峨公司生产的全液压顶驱钻机,它具有扭矩大,可施工大口径水源井、瓦斯抽放井及煤层井的能力,同时具备绳索取心、空气潜孔锤和气举反循环钻井等功能。以该钻机的装备、性能及参数为基础,着重介绍了它在空气潜孔锤正循环钻井、泥浆常规钻井、两套空气压缩机并车的空气潜孔锤钻井和双壁管气举反循环钻井方面的施工工艺,并对各工艺中钻进参数及施工中的注意问题进行了必要的说明。提出了该钻机可在水平井施工和贯通式潜孔锤气举反循环钻井方面发展的思路。     

ZCY-Ⅰ型钻参仪在煤田钻探中的应用

介绍了ＺＣＹ－ Ⅰ钻参仪实时自动检测、显示和记录多个钻进参数及其动态变化曲线,并对重要的参数超限进行报警的功能,分析了其在煤层钻进、水文地质监测、预防孔内事故,确保钻孔施工安全和提高钻效方面发挥的作用。