智能钻柱关键密封技术研究

为解决目前电动钻井智能钻柱电传输安全技术问题,针对智能钻柱上卸扣自动密封与核心件高压泄漏等问题,根据使用环境与工艺要求,选取出一种适用于智能钻柱的核心件旋转动/静密封结构,通过对初始压缩率、介质压力、插针和插座旋转壳体旋转速度等影响密封性能的主要因素进行有限元分析,进一步完善、提高了密封结构旋转密封性能。最后,通过试验测试验证了其合理性与使用效果。结果表明:初始压缩率为17%时密封圈的密封性能较好,因双三角滑环起到挡圈作用致使该密封结构能够耐住10 MPa高压,插针旋转壳体或插座旋转壳体旋转速度在2 rad/s以下密封性能最好。选用带三角滑环的O型圈组合密封并优选该密封结构相关参数,有效地解决了智能钻柱关键密封问题,从而确保电动钻具的电信号和动力能够高效快速的传输,进一步推动了智能钻柱的发展。

基于智能钻柱的控压钻井溢流实时评价方法

在对传统地面溢流评价方法滞后性问题进行分析的基础上,开展了基于智能钻柱的井下溢流实时评价方法研究。该方法是利用分布于智能钻柱上的多个压力传感器将所钻井段分为若干个控制区域,通过监测各区域中地层流入井筒的流体流量来确定溢流大小和发生溢流的位置。基于软测量的基本思想,使用了两相流井筒瞬态流动模型,并采用无迹卡尔曼滤器对智能钻柱上传感器节点处井筒压力测量值进行了实时校正。现场试验证明,与井筒压力最接近的地层孔隙压力区域最易发生溢流,基于智能钻柱技术的溢流实时评价方法能够在溢流发生后的100 s内较为准确地预测地层流入井筒的流体流量和发生溢流的位置,具有很高的实时性和可靠性,发展潜力巨大。

智能钻柱设计方案及其应用

用旋转导向钻井工具在复杂地质条件下钻复杂结构井、特殊工艺井以及建设智能油井是21世纪的重要课题和发展方向之一.分析了钻井液脉冲无线随钻传输以及电磁波传输所存在的问题,指出采用导线传输方式既能由地面向井下输送足够的电力以电控井下仪表传感器和专用硬件,同时又能建立104～106b/s的超高速率传输多类参数的有线实时双向闭环钻井信息'高速公路'.提出了智能钻柱的设计思路及方案,并分析了智能钻柱的功能、优点.

智能钻柱信息及电力传输系统的研究

信息与电力传输是智能钻柱的重要组成部分。分析了地面与井下通信技术的发展概况,指出了目前常用的几种传输方案所存在的问题及其局限性。智能钻柱采用导线传输方式,既能由地面向井下输送足够的电力,同时,又能建立300-500 kb／s传输速率的地面与井下双向信息“高速公路”,进行了地面模拟试验,并取得预期结果,从而说明了智能钻柱设计方案的可行性及优越性。

PLC通信在智能钻柱系统中的设计

随着钻井领域和钻井技术的发展,传统测井方式的信息传输速度、效率已经无法满足需要。针对目前智能钻柱系统设计方案的特点,文中介绍了一种基于电力线载波技术(PLC)的智能钻柱信息通信系统。详细阐述了以RISE3401为核心的载波通信系统的原理、设计方案及各主要组成模块的硬件设计和软件实现方法,实现了低压电力线上的数据传输。实验结果表明,该系统工作稳定、误码率低、抗干扰性好,具有一定的实用价值。

基于电力线载波技术的智能钻柱通信系统设计

在智能钻井系统中,信息传输与电力是其重要组成部分。智能钻柱既能由地面向井下输送足够的电力,同时又能建立地面与井下双向信息"高速公路"。本文介绍了一种基于电力线载波技术的智能钻柱通信系统。该系统采用单片机和RISE3401作为主控芯片和电力线通信芯片,详述了基于RISE3401的电力线载波通信应用的设计原理、方案和软硬件设计。实验验证了其可行性,该系统具有较好的抗干扰性能。

电力线载波技术在智能钻柱系统中的应用

基于智能钻井背景下应用北京福星晓程的PL3200芯片,介绍了该芯片的主要特点、结构、载波通信原理以及基于该芯片的电力线载波通信应用的设计原理,并给出了将该芯片构成的电力线载波通信系统应用于智能钻柱数据通信的方案。

ATM over ADSL技术在智能钻柱中的应用

本文介绍了如何利用ADSL通信方式完成智能钻柱的通信系统，提出了ATM over ADSL技术在智能钻柱通信系统中的应用方法：将ADSL通信线路嵌入到钻杆中，通过ADSL专用调制解调芯片在钻井的同时将数据处理后传输到地面，利用ATM网络将数据发送到远端处理中心，然后反馈控制信息控制钻井。利用TCM／QAM编码技术和DMT调制技术提高通信质量。该课题将钻井与测井一体化，实现了钻井的实时控制。

智能钻井技术研究

石油钻井技术发展的总趋势是以信息化、智能化、自动化为特点,最终实现自动化钻井。智能钻井不仅仅是自动化钻井,广义的来讲,就是将人工智能的理论、方法和技术应用于钻井过程,使其具有类似人工智能特性或功能。详细介绍了智能钻井的四大关键技术——地面计算机智能专家系统、井下智能工具、井下供电装置、提供高速双向数据传输的通讯网络系统。探讨了如何对常规的钻井系统进行技术改造,使之具有数据采集、数据传递、数据分析、指令执行这四项智能钻井系统具有的功能,指出当前最为可行的智能钻井系统方案是电力驱动的连续油管智能钻井系统,为现阶段智能钻井技术的研究指明了方向。

智能油井管在石油勘探开发中的应用与发展前景

指出了钻井液脉冲无线随钻传输以及在井下用电池或涡轮发电机供电所存在的问题。先进的钻井、完井、采油技术需要既能由地面向井下输送足够的电能以电控井下仪表、传感器等钻井硬件,同时又能建立104-106bps的超高速率传输多类参数的有线实时双向闭环钻采信息"高速公路"。介绍了智能钻柱的形成与发展,指出了智能油井管在石油勘探开发中应用的功能、优点及发展前景,提出了智能钻杆的设计、研制方案及与智能钻柱配用的多种电控井下硬件等创新点,认为智能油井管是实现智能钻井、完井和建设智能油井以及智能化油田的技术关键和创新工程。

论智能钻井理论与技术及其发展

复杂地质条件下,钻井工程会遇到大量非均质性、不确定性、非结构性、非数值化的难题,迫切需要智能钻井理论与技术来解决以上难题。将理论与实践结合,论述了第一代和第二代智能钻井技术的发展历程和技术价值,后者能够更广泛更全面地集成当代高科技和当代钻井、测井、录井等成果,将成为今后的主流钻井技术,其主要工作与关键技术是设计研制电子钻柱。分析了未来智能钻井技术的其他研究方向,深入研究了智能钻井的基本理论、基本技术及其概念与内涵。重点介绍了正在研发中的基于对接式电接头电子钻柱的智能钻井技术,论述了其主要的研究内容和技术难点。基于对接式电接头电子钻柱的智能钻井技术具有众多优点,可彻底解决第一代智能钻井技术的瓶颈问题。