IR-90全液压铁钻工夹持定位精度及其影响因素

铁钻工为先进的钻井辅助作业设备,但国内铁钻工在自动化程度、夹持定位精度和工作平稳性方面有较多不足。为了解决此问题,本文设计了一种新型的铁钻工结构及其液压控制系统。首先通过机-液联合仿真分析,研究了铁钻工上卸扣过程中钻杆轴线的偏移角度和径向力变化;然后在此基础上对铁钻工的控制系统进行优化,采用同步分流马达和PID(比例积分微分)控制,进一步分析液压缸增加输入流量对固定钳和动钳的液压缸同步性能、夹持定位精度及接头螺纹径向力的影响。结果表明:采用PID控制时比同步分流马达夹持效果更好,当单个液压缸输入流量为18 L/min时,固定钳夹紧钻杆时钻杆轴线绕x、y轴偏角能控制在0.10°和0.06°以内,响应速度在6.8 s左右,上下钻杆重心沿x和y轴方向的距离可以分别控制在1.93和2.85 mm之内,保证了固定钳和动钳的夹持定位精度以及动作快速性和稳定性。接头螺纹径向力曲线也表明了铁钻工冲扣时钻杆接头间产生的不平衡径向力(17.2 kN)远大于旋扣时(641.0 N),更易导致钻头磨损。

覆岩及采动岩体裂隙场分布特征的可视化探测

利用钻孔彩色电视系统观测了大量钻孔内部原生裂隙以及采动岩体裂隙的分布及其发育特点.研究得出原生裂隙场具有绝大多数发育横向微裂隙,裂隙被充填物所充填以及部分发育纵向裂隙,较破碎的特点;采动岩体裂隙则具有发育纵横交错的相交裂缝,以高角度纵向裂缝为主,且随着离煤层顶板距离减小,并逐步向破碎型裂缝发展的特点.

钻孔柱状图中缓冲线绘制技术

介绍了基于钻孔资料的柱状图自动成图技术,阐述了应用数据库方法对钻孔资料进行管理和钻孔柱状图自动成图系统的总体功能、设计思想、实现方法、关键算法及其特点。重点对钻孔柱状图成图过程中绘制缓冲线的关键算法做了详细的叙述。软件实现了对钻孔资料的管理和自动成图,同时以福建省漳州某第四系钻孔的岩性数据为例,说明该系统绘制出的具有缓冲线结构的钻孔柱状图既美观又实用。

工程钻探信息系统的设计与实现

考察钻探资料的使用现状 ,针对目前钻探资料缺乏共享的事实 ,建立基于Web共享机制的工程钻探信息系统 (EDIS)。文章描述了EDIS的网络体系结构、数据库及功能模块的设计 ,并介绍了系统实现的相关技术 。

新一代超声波钻孔电视及其在工程勘察中的应用研究

主要介绍了新一代超声波钻孔电视的主要组成部分及其性能特点,并初步比较了其与常见的光学钻孔电视和前几代超声波钻孔电视的区别。通过在某隧道工程区勘察工程中的应用研究,说明新一代超声波钻孔电视可以提供大量有效可视的钻孔岩体定量数据,为工程设计的定量化分析提供了详细的数据资料,为提升现有的工程勘察技术水平提供了一条有效的技术途径。

多传感器数据融合技术在自控垂钻检测系统中的应用

多传感器数据融合技术是近几年发展起来的一门新兴技术 ,在军事和工业中有着广阔的应用前景 .本文论述了多传感器数据融合的基本工作原理和过程 ;针对自控垂钻检测系统的特点和要求 ,提出了基于多传感器系统的顶角和方位角检测方案 ;给出了基于多传感器算术平均值与递推估计 ,多传感器算术平均值与分批估计二种数据融合计算方法 ,可有效地提高自控垂钻检测系统抗干扰能力 ,以保证参数检测的可靠性和准确性 .

一种基于MapGIS二次开发的钻孔柱状图自动绘制方法

钻孔柱状图是地质勘察工作中的一类基础图件,手工绘制方法难以满足实际生产的需要。提出了一种基于MapGIS钻孔柱状图的绘制方法,分析了钻孔柱状图模板结构,并将图面要素分解为MapGIS点、线、面3种图元,详细设计了钻孔柱状图绘制流程,简要介绍了钻孔数据库与岩性图案系统库的创建方法,通过ADO访问方式实现了应用程序和数据库的连接,重点阐述了利用MapGIS的API函数实现柱状图表头、岩性柱图道、缓冲线绘制的关键技术。

地质钻探施工管理信息系统研究

计算机和网络技术的发展为地质钻探施工设计和施工过程管理信息化提供了技术基础。本文在分析地质钻探信息流和信息化需求的基础上,提出了地质钻探施工管理信息化的总体思路和技术方案,主要由钻探技术信息交互平台、钻探施工设计系统和钻探施工过程管理信息系统组成,包括合同管理、设计管理、钻孔管理、设备管理、材料管理、统计报表、领导关注、档案管理8大功能模块。该系统实施后可显著提高地质钻探设计、施工和管理水平,有较好的推广应用前景。

多功能定向钻探软件系统设计与开发

计算机软件辅助设计钻孔轨迹及其跟踪定位与监控是现代定向钻探工程和深部资源勘探发展的需要,针对地质勘探钻探工程特点和技术要求,多功能定向钻探软件开发以钻孔轨迹设计与分析监控为主,兼顾地质钻探工程技术成果生成,软件系统功能包括钻孔弯曲规律分析、钻孔轨迹坐标定位计算、初级定向钻孔设计、受控定向钻孔轨迹设计、三维空间钻孔轨迹动态演示和钻孔地质设计书生成、钻孔地质柱状图生成、钻探工程技术综合图生成,软件系统经实例验证并应用于工程实践。

科学深钻岩心钻探钻进参数随钻检测与监控系统的研究

在岩心钻探过程中,对钻探生产过程的多个工作参数进行实时检测和监控是非常重要的。结合深孔岩心钻探项目,研究了配套HXY-9钻探装备的钻进参数检测与监控系统,探讨了各过程参数的检测原理和方法;通过山东莱州4000m深钻现场的初步试验表明,该系统适应性好,功能满足钻探生产的要求。

二氧化碳洗井中相关问题的探讨

二氧化碳洗井方法具有设备简单、用时少,效果好的特点,但随着钻孔深度和孔径加大,井管材料的更新换代,有时也会难以出现壮观的井喷场面,达不到理想的洗井效果,使用范围受到限制的问题。总结多年的洗井经验,依据二氧化碳洗井原理,运用洗井过程中起动压力和用气量的计算公式,进而对洗井深度和影响用气量的因素进行了分析,结果表明:1该方法比较适用于井深300m左右、孔径Φ325mm以内、泥浆相对密度小于1.1g/cm3的新打水井,对大于300m的深井,可采用分层洗井法或压风机引喷法进行洗井。2井喷形成时的二氧化碳气体用量,与瓶内气体的压力、钻杆的下入深度、环空体积、地面管路的长度与直径、钻杆内径、钻井液的密度等成正比,而与水温、气温等成反比;当井的含水层的水柱高度低于70m时,一般不易形成井喷。3二氧化碳洗井适用于井内下入钢管、铸铁管等抗压强度较高的井。对水泥管、塑料管等强度较低的井管则要视情况具体分析。

关于远程监控与控制钻机的研究的探讨

近年来,钻机远程监控系统的研究已经趋于完善,远程控制钻机工作技术也有较大发展。结合国内当前钻机远程控制的发展状况,讨论钻机数据检测与远程操控技术相结合的可行性,分析其关键技术与难点,并得出几点认识。

非开挖导向钻进轨迹自动控制系统的研究

非开挖导向钻进技术以其施工速度快、适用范围广等优点,得到了广泛的应用。但在目前实际钻进中,对于钻孔轨迹的控制主要是依靠操作人员的经验进行判断,使得钻进速度和效率大大降低。本文通过建立钻孔轨迹的数学计算模型,并利用Visual Basic和AutoCAD实现了钻孔轨迹的可视化,同时将测得实际轨迹与预先设计轨迹在同一界面进行同点比较,纠正超出范围的误差,使钻进轨迹更好的接近设计轨迹,并能顺利穿越地下障碍物完成导向钻进过程。

基于地层成分和钻进参数的钻速预测模型

钻速预测是优化钻进施工过程中的重点难点。本文以实际采集的数据资料(包含4大类共28种不同的数据类型)出发,建立了以地层成分和钻进参数相结合为基本的钻速预测模型。为了提高模型的预测精度,将原始数据首先进行了标准化处理,消除了其量纲和数量级对模型预测可能产生的影响。由于原始数据种类过多,将原始数据先后进行了聚类分析和因子分析,提取其中有效信息最终将其缩减为11个输入参数和1个输出参数的预测模型。利用人工神经网络技术对这个模型进行了非线性拟合,结果显示本预测模型能够将误差控制在10%以内,具有一定的指导生产实践的能力。

基于MATLAB的GUI的界面设计

文章介绍利用MATLAB设计图形用户界面,通过串口与单片机进行数据交换,实现实时接收并处理井下井眼姿态数据,最终达到对整个钻井过程的控制。

基于人工智能的自动送钻监控技术

人工智能及其应用已具有潜在的经济价值,将其应用于自动送钻过程的监控中,不失为一种新的途径。提出了把专家系统(ES)和神经网络(ANN)结合起来用于石油钻井自动送钻监控的新方法。这种方法采用预处理结合法,使钻进过程中的特征信号首先被送到BP神经网络进行处理,BP网络的输出值作为专家系统的输入,最后由专家系统通过产生式规则作出监控的结论。以卡钻事故为例的研究结果表明,对专家系统而言,知识的获取可以通过神经网络进行学习得到;对于神经网络纯粹的数值活动,通过专家系统再处理变得更加明确。这种方法可以用于自动送钻过程的在线实时监控,也可用于离线的事故分析与诊断。

基于人工智能的钻速预测模型数据有效性下限分析

钻速预测对于优化钻探工艺、降低作业成本、实现科学钻探具有重要意义,它是钻探钻井作业的一项重要内容。基于人工智能的钻速预测精度令人瞩目,但该技术需求的海量数据对传统钻探钻井作业的要求较高。为明确使用人工智能建立钻速预测模型的最少数据量,本文基于中国南海10口井的21917条数据进行了分析。通过相关性分析,所有的输入参数可被划分为高、中、低相关性3大类。通过逐步引入参数建立预测模型和对比预测精度,发现当引入的参数数量足够时,3种相关性参数均可建立起高精度(≥85%)的预测模型。引入参数的相关性越高,建立高精度预测模型需求的参数量越少。通过逐步扩大取样间隔的方式,对比发现所有的预测模型均呈现随取样间隔的增大、预测模型的准确性降低的规律。而预测模型建模的取样间隔下限可通过寻找精度降低时的拐点获得。经过验证,在数据维度与取样精度均为下限时,基于3种相关性参数建立的BP神经网络预测模型仍然能够获得较高的预测精度。

一种同步采集钻探参数的微机系统

同步采集钻探参数的微机系统是由工业微机４８６、８０３１系列单片机构成的井上从机与井下从机等部分组成。在解决了井上与井下同步测量、野外工作环境中系统的抗干扰、井下防振与节能等技术难题后，该系统可实现对钻进过程中及钻具升降过程中两种不同的工况下，井下五种参数及地面九种参数的同步测量。

泵控伺服技术在钻井指重表检定装置中的应用

石油钻井指重表是实时监测钻井安全状况的重要仪器,高效而精确地检定指重表对于减小安全隐患,预防安全事故的发生具有重要意义。采用新型泵控伺服液压技术研制了一种300kN石油钻井指重表检定装置,用户通过触摸屏设置加载方式和加载力值,PLC通过伺服变量机构控制油泵的输出流量,从而控制油缸的压力输出,以高精度力传感器为控制参考标准,可实现力值的精确输出。该装置具备力值-压力两种测控模式,可对石油指重表进行高效准确的室内检测。

长螺旋钻机自适应加压入岩钻进系统设计

针对长螺旋钻机入岩能力不足且钻进过程复杂多变的问题,设计出一种长螺旋钻机自适应加压入岩钻进系统。在多传感器组实时监测钻进参数的基础上通过比功法获得钻进地层岩性,采用单神经元自适应PID控制电液比例加压入岩钻进液压系统调整加压油缸的进给力,使得入岩进给力与地层岩性自适应变化。仿真与实验结果表明:配有自适应加压入岩钻进系统的长螺旋钻机入岩能力强,自适应性佳、实时性好。