本文關(guān)鍵詞：鉆柱安全地面實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)

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【摘要】：隨著石油勘探開發(fā)的日益復(fù)雜,水平井將成為國內(nèi)外各大油氣田提高產(chǎn)量的主要手段。在水平井鉆井過程中,鉆柱處在內(nèi)、外充滿鉆井液的狹長井眼里工作,通常承受壓、彎、扭、液壓力等載荷,受力狀況和井下環(huán)境異常惡劣,導(dǎo)致鉆柱安全事故頻繁發(fā)生。該類事故的發(fā)生不但會(huì)造成油氣井的報(bào)廢,甚至?xí)䦟?dǎo)致施工人員的傷亡,嚴(yán)重制約著我國石油行業(yè)的發(fā)展。在鉆井過程中,鉆柱斷裂、鉆柱疲勞破壞、卡鉆等鉆柱安全事故大部分由于摩阻扭矩、鉆柱應(yīng)力的異常變化造成的,而目前對摩阻扭矩、鉆柱應(yīng)力分析仍處于靜態(tài)分析,對摩阻扭矩、鉆柱應(yīng)力的實(shí)時(shí)監(jiān)測尚不成熟。鑒于此,本文提出了一種利用地面儀表測量數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對摩阻扭矩、鉆柱應(yīng)力的實(shí)時(shí)監(jiān)測,進(jìn)而確保鉆柱安全,對于合理選擇鉆柱,防止井下鉆柱安全事故發(fā)生,保證鉆井施工作業(yè)安全可靠的進(jìn)行具有重要的意義,并取得了如下成果:1.開發(fā)了一套鉆柱安全地面實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng),基于地面儀表和輔助配套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與融合,并通過對摩阻扭矩、鉆柱應(yīng)力的實(shí)時(shí)監(jiān)測,進(jìn)而確保鉆柱安全,提高了鉆柱安全監(jiān)測的成功率,有效地減少了因鉆柱安全引發(fā)其它衍生事故,具備現(xiàn)場應(yīng)用能力;2.通過對鉆柱安全監(jiān)測適應(yīng)性分析,確定了鉆柱安全實(shí)時(shí)監(jiān)測參數(shù),并完成了鉆柱安全地面實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)方案設(shè)計(jì);3.根據(jù)已確定的鉆柱安全地面實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)方案,建立了摩阻扭矩實(shí)時(shí)監(jiān)測模型、鉆柱應(yīng)力實(shí)時(shí)監(jiān)測模型,為實(shí)現(xiàn)對鉆柱安全的實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)提供理論工程依據(jù),從而確保了鉆柱施工作業(yè)過程中的安全性及可靠性;4.基于已確定的鉆柱安全實(shí)時(shí)監(jiān)測方案,完成了鉆柱安全地面實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)硬件系統(tǒng)配套;利用SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫自主設(shè)計(jì)與開發(fā)了一套鉆柱安全地面實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)配套數(shù)據(jù)庫,并基于WITS標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集傳輸協(xié)議,完成了配套的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與軟件開發(fā),為鉆柱安全地面實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)提供數(shù)據(jù)支撐;5.基于已確立的鉆柱安全地面實(shí)時(shí)監(jiān)測模型,結(jié)合配套的硬件系統(tǒng),完成了鉆柱安全地面實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì),進(jìn)而完成了鉆柱安全地面實(shí)時(shí)監(jiān)測軟件系統(tǒng)的開發(fā)與系統(tǒng)軟硬件集成,從而形成了一套集數(shù)據(jù)采集、安全監(jiān)測于一體的鉆柱安全地面實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng),并完成了6口井現(xiàn)場應(yīng)用,充分驗(yàn)證了系統(tǒng)監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性以及系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。系統(tǒng)應(yīng)用結(jié)果表明:系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)良好,監(jiān)測結(jié)果滿足現(xiàn)場實(shí)際要求,能夠指導(dǎo)鉆井現(xiàn)場施工,確保安全鉆井。本文設(shè)計(jì)并開發(fā)的鉆柱安全地面實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)充分利用了現(xiàn)有地面測量儀器的優(yōu)勢,形成了一套集數(shù)據(jù)采集、安全監(jiān)測于一體的鉆柱安全地面實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng),能夠?yàn)楝F(xiàn)場施工人員提供一個(gè)更加完善、方便的技術(shù)決策支持平臺,具有較高的實(shí)用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE28;TP274

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