顺北油气田二叠系火成岩钻井技术研究与应用

塔里木盆地顺北区块二叠系火成岩地层厚度大、硬度高、裂缝发育、非均质性强,导致机械钻速低与堵漏耗时长,相比邻区平均钻井周期增加达1.5倍。近几年,通过持续强化钻井液堵漏技术与优选高效钻井工艺,漏失量与堵漏时间逐步缩短,钻井指标逐年提高。本文分析了影响堵漏时间长与机械钻速低的主控因素,提出堵漏浆中加入竹纤维、变形颗粒以改善堵漏工艺技术,明确了冲击工具的适用条件,优选攻击性与抗冲击性的PDC钻头,改进混合钻头结构以及配套大扭矩、长寿命螺杆等技术对策,提速降本成效显著,为加快顺北油气田的高效勘探开发提供了指导。

基于实数化的均匀圆阵矩阵重构方法

为了减小低快拍数和低信噪比下采样协方差矩阵误差,并降低其运算复杂度,提出了一种基于实数化的均匀圆阵采样协方差矩阵重构方法。针对均匀圆阵的特点,通过组建特殊的基向量,构成特殊的重构矩阵。通过将采样协方差矩阵实数化,进一步降低了重构矩阵的复杂度。考虑到多通道不一致性对重构矩阵的影响,引入0位校正算法,提高了重构方法的稳健性。最后应用重构后的协方差矩阵进行子空间类波达方向估计(direction of arrival,DOA)。实验仿真证明,该特殊重构矩阵在实数化下与原矩阵重构能力相同;当快拍数为100、信噪比为0 dB时,双信源分辨力较重构前由74%提高到95%以上;理论重构运算复杂度降低到原来的53.99%。

高速通信系统中并行CRC计算及电路实现

针对高位宽数据情况下的循环冗余校验码(Cyclic Redundancy Code, CRC)电路计算工作频率较低以及资源占用过多的问题,设计并实现了一种并行CRC计算方法。该方法将CRC计算拆分为数据CRC计算和余数CRC计算两个部分,余数CRC计算由多个余数CRC计算模块级联完成,数据CRC计算模块由固定逻辑表达式实现,对二者计算结果做模二加法即得到CRC计算结果。根据数据长度选择相应的数据CRC计算模块和余数CRC计算模块的组合,以适应高位宽可变数据长度的CRC计算。以100 Gbps远程直接数据存取(Remote Direct Memory Access, RDMA)通信系统中的1 024 bits数据位宽CRC-32的计算为例,在VCU118开发板上实现了该算法的硬件电路。实验结果表明,所提设计仅使用4 760个查找表和2 658个触发器,整个系统带宽最高可达97.85 Gbps,最高工作频率可达326 MHz。与其他相关方法相比,提出的方法具有较高的工作频率且资源占用较少。

一种基于2 bit阶梯波时间调制的高精度幅度调控方法

本文介绍了一种基于2 bit阶梯波时间调制(step-wave time-modulation,SWTM)的高精度幅度调控方法。首先建立了2 bit SWTM理论模型,分析了阶梯波形对射频信号时间调制的幅度调控精度影响;然后设计了2 bit SWTM电路,进行了高精度幅度调控实验。测试结果表明,在40 MHz信号带宽下,该2 bit SWTM电路实现了0~31.75 dB衰减动态范围的7 bit幅度调控,误差范围小于±(0.1+0.8%AS)dB,均方根误差为0.07 dB。

用于误码率测试仪的抖动注入技术研究

对于超高速信息传输系统,信道模型变得不再理想,接入超出抖动容限的信号可能产生极其恶劣的后果。不同信息传输系统的抖动容限也不尽相同,多数系统不能容忍超过0.5 UI的信号抖动,而个别系统却可以让超出1 UI抖动的信号通行无阻。因此,误码率测试仪在进行超高速信息传输系统的指标评定时,其输出信号的抖动频率和抖动幅度需要精确可控。鉴于传统调节数据相位的抖动注入方式很难突破1 UI的范围,从正弦信号频率调制的原理出发,提出了一种高动态且参数可调整的抖动信号注入方法,该方法通过对码型发生器输入时钟进行正弦频率调制来完成输出测试信号的抖动控制,能够实现0.1~10 UI范围的高精度抖动注入,已成功应用于超高速误码率测试仪的研制。

An Experimentally Validated SOA Model for High-Bit Rate System Applications

A comprehensive model of the Semiconductor Optical Amplifier with experimental validation result is presented. This model accounts for various physical behavior of the device which is necessary for high bit-rate system application.

基于改进型多斜Ⅲ技术的7位半AD转换器设计

高精度测试仪器在环境试验中扮演着重要角色,而积分型AD转换器被广泛的应用在高精度测试仪器中。针对传统型积分型AD转换器转换速率较低的问题,提出了一种提高转换速率的改进型多斜ⅢAD转换器,详细的介绍了其原理和设计思路。该转换器以单片机与CPLD一同控制积分型ADC,在积分末尾利用单片机片内ADC测量积分器的残留电压,以达到提高转换速率的目的。经理论分析该AD转换器比传统型转换速率快836倍,分辨率可达到31位,在±10V直流电压测量中可实现7位半分辨率。

PDC高速切削水泥塞机理研究

针对连续管在钻井作业时因钻压高、转速低导致钻头磨损严重和钻磨水泥塞效果不佳的问题,基于弹塑性力学和岩石力学,以Drucker-Prager准则作为固井水泥强度准则,通过单轴和三轴试验得到固井水泥弹性模量、泊松比、内黏聚力和内摩擦角等参数,建立固井水泥本构模型,并用ABAQUS软件建立高速切削水泥塞二维有限元模型,在此基础上分析了倾角、切削深度和切削速度对破碎比功的影响。研究结果表明:高速下切削水泥塞产生细小且均匀的碎屑,较低的速度切削水泥塞产生块状或者带状的碎屑;倾角(5°~25°)和切削深度(1.0~2.5 mm)与破碎比功呈正相关,而破碎比功随切削速度的增大而减小,当切削速度为2.26 m/s时破碎比功最小,破碎水泥塞的效率最高。研究结果可为PDC钻头切削水泥塞提供理论支撑。

锥形钻头在盲孔成型中的应用研究

针对高速高频电路板上的梯形盲孔加工,通过对盲孔成型方法的分析,对结构的设计进行试验验证并开展小批量测试,开发了一款锥形钻头。以盲孔形状和孔壁质量为评判准则。结果表明,开发的锥形钻头在多次研磨后依然能保持优良的孔型和高孔壁质量,无断针。

国际投资规则高标准化如何影响FDI流动?

高标准化是国际投资规则的发展趋势。本文通过构建国际投资规则高标准化指数(BIT Index)研究国际投资规则异质性的“黑箱”机制。研究发现:高标准BIT能促进FDI流动;发达国家向发展中国家的投资受到其显著影响;发展中国家向发展中国家的投资未受到其明显影响;发展中国家向发达国家的投资受到其积极影响,但并非发达国家产生了“边境后”效应;发展中国家的治理与金融开放具有正向作用,而经济自由度越低则越能体现“边境后”效应。研究对我国应对国际经贸规则高标准化、参与国际规则制定和实施国内制度改革具有启示意义。

高压电脉冲破岩机理数值模拟研究

高压电脉冲钻井技术目前已成为一种新型高效的岩石破碎方法,同时也是目前钻井提速领域的研究热点。为了推动高压电脉冲的破岩机理研究,建立了单对电极破碎红砂岩的多物理场耦合电击穿二维数值模型,通过电流场、电击穿场和电路场的耦合再现均质红砂岩中等离子体通道的产生,分析了电极倾角、电压、电极间距对岩石电击穿(岩石内部等离子体通道的形成)的影响规律。研究表明:等离子体通道由靠近放电电极顶端局部区域开始萌生,并朝着岩石局部介电强度薄弱处发展;随着加载脉冲电压值的增大,电击穿发生时刻逐步降低,岩石模型的等效失效体积逐渐增大;在保证岩石能被电击穿的前提下,增大电极间距能提高高压电脉冲的破岩效率;放电电极的电极倾角逐步增大的过程中,岩石等效失效体积出现明显的波动,其极值多数出现在电极倾角35°~55°的范围之内。为了进一步推动高压电脉冲破岩的工业化应用,在二维模型基础上构建了红砂岩的多物理场耦合动态电击穿三维数值模型,再现了电极钻头破岩过程中岩石内部破碎坑的状貌;与此同时,选用自主设计的同轴型电脉冲钻头开展了电击穿室内实验,电击穿室内实验结果与仿真实验结果相互印证。

一趟钻关键技术在HY1-1HF井的研究与应用

根据花庄页岩油钻井施工中的实际情况,分析了制约实现一趟钻技术的关键因素,据此进行井筒一体化提速技术研究,优化井身结构,采用螺杆、钻头与仪器等寿命设计理念,开展提速工艺工具一体化研选。在HY1-1HF井成功应用等寿命一趟钻技术,首次实现一开一趟钻,二开三趟钻,大幅提高了钻井速度,较同工区前最高机械钻速提高70.4%,最短工期缩短34.24%。

江苏油田套管开窗侧钻井“一趟钻”技术

开窗侧钻井由于井眼尺寸小,设备、工具受限,实现“一趟钻”面临着更大挑战。通过分析侧钻井地质工程难点,开展“一趟钻”关键技术与工具研究。优化PDC钻头刀翼布局和流道的线性设计,增强钻头工具面稳定性及防泥包特性;优化螺杆设计,延长螺杆的使用寿命,提高输出功率,有利于提升水力清洁效果和轨迹调整的效率,确保“一趟钻”的实现。通过应用“一趟钻”钻井技术,7口井实现侧钻一趟钻完钻,钻井周期缩短90.2%。结果表明,江苏油田套管开窗侧钻井“一趟钻”技术能顺利实施,且提速效果显著,可为国内侧钻井提速提效提供有益的借鉴。

高造斜率定向CDE钻头设计与应用

为解决常规聚晶金刚石复合片钻头在深部非均质地层钻进及定向时机械钻速低、造斜率低、工具面不稳等问题,设计一种具有复合切削结构的新型高造斜率钻头。新型钻头以圆柱形聚晶金刚石复合片为主切削齿、锥型齿为副切削齿,二者同轨布齿并保持一定的出露高差,具有定向效果好、破岩效率高的特点。在涪陵页岩气深部储层进行的试验表明:与邻井使用效果最好的史密斯MDi516钻头相比,新型钻头机械钻速同比提高33.8%,造斜段钻进效率提高34.9%,具有显著的经济及社会效益。

Flash型FPGA的编程及干扰抑制技术

为了降低Flash型现场可编程门阵列(FPGA)中的Flash开关单元在编程中受到编程干扰对阈值电压的影响,提高驱动能力的一致性,提出了高位宽编程技术与常用的选择管隔离技术相结合来抑制编程干扰的方法。通过高位宽编程技术降低编程过程中栅扰对同一行中Flash开关单元阈值电压的影响;通过选择管隔离技术降低编程过程中漏扰对同一列中Flash开关单元阈值电压的影响;采用NMOS晶体管作为隔离管实现自限制编程,对Flash开关单元的阈值电压进行精确控制。实验结果表明,参照系统等效门数为百万门级Flash型FPGA中的Flash开关阵列形式2 912 bit×480 WL×20 Bank,按最差条件进行479次漏扰测试,Flash开关单元受编程干扰后的阈值电压漂移约为0 V;进行时长为40μs的栅扰测试,Flash开关单元受编程干扰后阈值电压漂移约为0.02 V。

浅谈超导量子比特封装与互连技术的研究进展

基于超导量子电路的量子计算技术已经在退相干时间、量子态操控和读取、量子比特间可控耦合、中大规模扩展等关键技术上取得大量突破,成为构建通用量子计算机和量子模拟机最有前途的候选技术路线之一。在介绍超导量子比特原理的基础上,结合自主创新成果,对国内外超导量子比特封装与互连技术的发展进行评价,并重点探讨了超导量子比特三维集成封装解决方案以及与外部稀释制冷机测控线路的高密度互连方案,为尽快缩小与国外超导量子计算机的差距提供超导量子比特封装与互连技术支撑。

一种面向基于闪存的脉冲卷积神经网络的模拟神经元电路

该文面向基于闪存(Flash)的脉冲卷积神经网络(SCNN)提出一种积分发放(IF)型模拟神经元电路,该电路实现了位线电压箝位、电流读出减法和积分发放功能。为解决低电流读出速度较慢的问题,该文设计一种通过增加旁路电流大幅提高电流读出范围和读出速度的方法;针对传统模拟神经元复位方案造成的阵列信息丢失问题,提出一种固定泄放阈值电压的脉冲神经元复位方案,提高了阵列电流信息的完整性和神经网络的精度。基于55 nm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺对电路进行设计并流片。后仿结果表明,在20 μA电流输出时,读出速度提高了100%,在0 μA电流输出时,读出速度提升了263.6%,神经元电路工作状态良好。测试结果表明,在0~20 μA电流输出范围内,箝位电压误差小于0.2 mV,波动范围小于0.4 mV,电流读出减法线性度可达到99.9%。为了研究所提模拟神经元电路的性能,分别通过LeNet和AlexNet对MNIST和CIFAR-10数据集进行识别准确率测试,结果表明,神经网络识别准确率分别提升了1.4%和38.8%。

孕镶金刚石钻头高转速钻进磨损失效与规程参数研究现状

孕镶金刚石钻头高速回转钻进是深地硬岩取心钻进的主要方法之一,虽然其广泛应用于各个领域,但仍存在钻进性能不稳定、钻头磨损异常等问题,原因在于对钻头-岩石界面规律及动态磨损过程的认知仍然不够清晰。本文综述了目前对孕镶金刚石钻头碎岩力学响应模型的研究现状,总结了钻头磨损机制在不同钻进规程参数下与碎岩方式和钻进速度间的关系,孕镶金刚石钻头磨损失效机制可以概括为钻头-岩石界面二体磨损和三体磨损的循环过程。介绍了国内外学者对超过常规转速区间下临界钻进规程的研究,新规程的探索对孕镶金刚石钻头高速钻进的发展具有重要意义。

可调激光通信传输系统的信号调制方法研究

考虑到可调激光通信传输系统的信号振幅控制效果较差的问题,导致信号误比特率较高、安全性能差。为此,设计新的应用于可调激光通信传输系统的信号调制方法。根据信号种类,构建可调激光通信传输系统信号模型。设计新型振幅调制方法,控制系统中信号噪声量。对通信信号多比特差分进行检测,剔除信号中高斯白噪声,降低噪声影响。仿真实验结果表明,本方法在最大信号增益下误比特率最低达到0.02;信号脉冲为L=8时误比特率最低达到0.01;增加干扰信号分量情况下误比特率最低达到0.01,在多种实验环境中均可降低信号调制误比特率,同时对信号进行调制的精度始终保持在90%以上,具有较好的性能。

正安页岩气水平井优快钻井难点与对策

在正安区域地层特征及已钻井情况分析基础上,阐述了该地区水平井优快钻井技术难题,通过个性化高效PDC钻头、高扭长寿命动力钻具、钻井参数优化技术、减摩降扭工具、近钻头地质导向技术及治漏防塌钻井液技术的研究与优化,提出了针对性的解决方案。通过相关技术的应用,有望进步一提高该区水平井机械钻速、缩短钻井周期,实现优快钻井。