钻进参数实时监测与故障诊断技术

利用传感器采集的钻井数据,综合录井仪对钻井钻进过程进行实时监测与简单分析,对异常波动数据进行实时监测,异常数据超出限制范围时,通过报警装置发出报警。实践证明,综合录井仪具有对钻井事故的预测作用,综合录井仪通过详细监测各种钻井数据在一定程度上减少或避免了事故的发生。具有信息模式识别能力和自学习能力的人工神经网络把取自多传感器的信号作为输入信号,经过理论分析、事故记录、模拟实验和学习训练处理后,用较少的时间做出决策,保证实时诊断事故,及时排除故障并给出故障发展趋势及处理决策,实现了对钻井故障的实时诊断,综合录井仪和钻井神经网络故障智能诊断系统的结合保证了钻井工程的安全。监测、诊断、调节控制功能的集成是实现全自动化钻井的发展方向。     

基于VB的CORELDRAW地质绘图插件

在Visual Basic 6.0的环境下开发了与CorelDraw链接的外接程序GeoSec,该外接程序在CorelDraw中安装后以插件的形式运行。此插件程序可以实现对位图格式的钻井综合柱状图的半自动数字化,也可以进行钻井综合柱状图及四性关系图的自动化成图,还能完成井位图等地质图件的绘制。本文介绍GeoSec程序的开发思路及主要功能,以使读者能够据此利用VB开发自已的CorelDraw地质绘图插件。     

基于数据融合技术的钻井过程故障诊断

提出一种基于数据融合技术的钻井过程故障诊断方法.系统采用三层结构,特征层利用BP神经网络对单个测点的多个钻井参数进行故障模式识别;决策层利用D-S证据理论对多个测点的初步识别结果进行融合,得到证据融合决策诊断结果,提高了系统决策的准确性和合理性,使诊断系统适用于多变量、多参数、多过程的复杂钻井过程系统.     

基于VB的旋转导向钻井试验数据处理系统的设计

以单片机为核心的井下自动导向钻井工具,需要对存储数据进行读出和分析,掌握控制过程。该系统用VB编程语言和Execl软件设计了试验数据处理环节,实现数据读取、转换功能,生成报表和图表,提高了钻井工具的开发效率,取得了满意的效果。     

钻井机械故障诊断数据挖掘系统结构的研究

利用数据挖掘技术,研究了复杂的钻井机械故障诊断问题,提出了钻井机械故障诊断数据挖掘系统的结构框架,并对基于神经网络的钻井机械故障诊断进行了分析,给出了钻井机械故障诊断系统连接模型.通过钻井机械故障诊断数据挖掘系统的运用实例,验证了该诊断方法的正确性和实用性.     

基于VB的地层压力预测软件

在计算机科学飞速发展、国内数字油田建设的大背景下,钻井技术的发展必须依靠信息化和智能化。本文主要介绍了基于VB的地层压力预测软件,及其在钻井项目中的大量数据整体导入导出的程序实现过程,避免了手动输入大量钻井数据的重复和繁琐劳动。准确快速利用VB来实现大量TXT数据存入Access库中,进行下一步的钻井数据显示计算,实现预测曲线的绘制最后完成数据的存储。     

钻井风险实时监测与诊断系统设计及应用

随着国内外钻井综合信息采集技术的发展,特别是随钻测量工具应用的增加,钻井施工决策的准确性得到极大提高。目前,国内在管理、分析和应用钻井综合数据方面与国外相比存在较大差距,严重制约了钻井工程技术科学化、信息化、智能化及自动化的发展。钻井风险实时监测与诊断系统,主要是通过对钻井工程数据和随钻测量数据进行实时处理分析,结合多参数融合算法技术对井下钻井风险进行实时监测和诊断分析,实现钻井风险监测与诊断的定量化和智能化。文中主要介绍了钻井风险实时监测与诊断系统的工艺流程及关键技术,并对其在辽河兴隆台油田的现场应用进行了详细介绍。现场应用结果表明,该系统能够很好地监测与诊断钻井风险。     

基于VB环境的BP网络与SPSS环境的多元线性回归预测的比较

基于VB开发环境下编制了BP算法程序,适合模式回归与预测,这与传统回归模型有许多类似之处.通过具体实例,得到BP神经网络同样也能较好的寻找数据间内在规律性,而且比回归模型能更准确的预测数据.     

基于可靠性理论的井架承载能力评定系统

基于可靠性理论的一次二阶矩极限状态设计方法,采用分布式光纤光栅传感器网络测量井架多点应力和位移数据,由根据JC法编制的Matlab程序计算井架承载能力。试验数据和计算结果均写入Access后台数据库,自动生成Word格式的评定报告。通过ADO、VBA和MatrixVB组件技术,实现了VB、Access、Word与Matlab软件的混合编程,构成了基于井架承载能力检测技术的评估系统。     

三维J积分在ANSYS中的计算

利用有限元软件ANSYS中的二次开发工具APDL语言编程,实现对多种典型含裂纹构件的三维弹塑性断裂计算和分析的自动化。结合通用编程工具VB开发出三维J积分的程序。系统通过友好界面的参数输入,利用由VB语言编写的有效调用接口调用ANSYS程序,实现三维J积分计算的可视化。     

基于BP神经网络的螺杆泵井故障诊断方法

将神经网络原理应用于地面驱动螺杆泵采油系统的故障诊断,采用改进的BP神经网络,根据螺杆泵井的故障特点,通过理论研究,选取能够表征油井生产状态的状态变量作为神经网络的输入向量,归纳出常见的螺杆泵井故障形式作为目标输出。同时采集了大量现场数据,并进行分类整理,构成了网络的训练样本。通过对网络进行训练,获得具有一定泛化能力的网络。利用VB与Matlab编制的相应软件进行螺杆泵井的故障诊断,获得了正确的诊断结果,证明该方法具有一定的实用性。     

西非及亚太地区海上油田钻井完井投资估算模型

以西非及亚太地区86个具有代表性的油田作为样本,以BP神经网络方法为基础,将油价、水深、井数、井深、地质条件这5个影响因素作为输入层参数,钻井完井投资额作为输出层参数,构建海上油田钻井完井投资的BP神经网络模型,并与回归分析模型进行比较分析。结果表明,由于BP神经网络方法是一个主动学习的过程,可以有效地描述变量之间的非线性关系,体现其解决复杂问题的优势,构建的模型具有合理性和实际参考价值。构建的钻井完井投资BP神经网络估算模型具有很好的拟合精度,大部分样本的预测误差在30%以内,基本满足工程开发所要求的误差精度,而且误差水平远远低于回归分析模型。     

人工神经网络在石油工业中的应用及未来发展趋势探讨

在石油勘探、开发和钻井,以及生产过程中,存在着大量且复杂的不确定性因素,所收集和获取的信息不少是非数值型的、不精确的,要靠人工智能的方法加以识别和解决。人工神经网络是在现代神经科学研究成果的基础上提出的一种智能方法,作为一种有效解决非线性问题的网络技术,已在现代石油工业中得到了广泛的应用,并取得了较好的现场应用效果。针对目前人工神经网络的迅速发展及应用情况,论述其在石油工业中的应用现状,并对其在未来石油工业中的发展趋势展开了探讨。最后利用人工神经网络构建了钻井液固相和滤液侵入深度预测模型,分析了该模型的主要特色和实现的技术难点。     

安全评价系统中实现人工神经网络功能的研究

针对在安全评价系统中实现人工神经网络功能存在编程复杂的问题,提出利用Matlab COM组件技术实现人工神经网络功能。Matlab自带的人工神经网络工具箱函数不能用于生成COM组件,论述了Matlab中COM组件的生成方法及其在普通Windows应用软件中的调用。介绍了用该方法开发的利用人工神经网络对液化石油气储存装置的气体泄漏和扩散进行回归估计的应用实例。通过在Windows系统中调用Matlab生成的COM组件,可以方便地在应用系统中实现人工神经网络功能,便于系统分发,并节省开发时间,提高编程效率。     

钻井风险控制系统的研究进展

为了控制钻井复杂与事故,国内外一直都致力于研究建立智能的钻井风险控制系统。通过调研分析NDS和eDrilling等国外成熟的钻井风险控制系统以及国内在钻井事故专家系统、利用智能方法识别钻井事故、远程钻井事故专家系统、借助综合录井仪进行钻井事故诊断等方面的成果,明确了我国自主开发钻井风险控制系统的必要性和紧迫性。进而提出并建立了国内钻井风险控制系统的整体架构方案,其应实现的功能包括系统整体架构、钻井实时数据库、实时数据采集、实时数据传输、实时数据可视化、钻井风险因素分析、井下风险诊断与预测。最后,介绍了所研发的钻井风险控制系统取得的阶段性成果,包括数据采集软件、数据传输与接收软件、钻井数据管理软件,基于模糊综合评价和BP神经网络两种智能方法的钻井复杂实时诊断与预测子系统。多次现场生产测试结果表明,该系统符合率和实用性均较高。     

基于Matlab的控压钻井压力控制建模方法

为了提高控压钻井的控压精度,研究了基于Matlab的控压钻井压力控制建模方法。分析了节流阀的节流控压原理,根据伯努利方程建立了表征节流阀物理特性的方程;利用采集的节流阀节流控压试验数据,通过Matlab软件进行线性回归,得到了可计算节流阀控压的四参数公式;根据试验选用的节流阀开度与当量直径的特性曲线,采用Matlab软件进行拟合,得到了节流阀开度与节流面积的关系方程;根据节流阀开关试验得到的节流阀开度与开关时间数据,利用Matlab软件拟合出了开度与开关时间的关系方程,将上述各方程相结合得到了节流控压的理论模型。利用Matlab软件的半实物仿真插件将模型转化为通用实时代码,并采用模块化建模方法,编制了控压钻井自动控制软件,形成了控压模型。循环模拟系统验证显示,控制系统的响应时间小于10 s,控制精度达到了±0.2 MPa,满足控压钻井精细控压的需求,这证明基于Matlab的控压钻井压力控制建模方法是可行的。      

CSCD补偿密度随钻测井仪研制

从补偿密度随钻测井仪CSCD的测井原理入手,介绍了仪器机械结构,阐述了经地层散射后伽马射线的探测、信号放大、采集及处理电路的实现和井下程序控制流程。在实钻环境中仪器受到冲击、振动、磨损和泥浆冲刷等作用,为确保放射源工作的安全,采用美国QSA公司随钻测井专用源;设计研发了双保险侧壁安装式源仓结构。由于仪器不能时刻贴井壁测量,为消除泥浆间隙带来的影响,提出适合随钻密度测井的刻度方法。2支补偿密度随钻测井仪在台2标准井完成了现场测试。试验结果表明,2支仪器工作一致性良好,测井曲线准确,符合当地地层岩性变化规律。     

可伸缩式PDC-孕镶金刚石耦合仿生智能钻头的破岩仿真

针对钻井过程中岩性识别困难、PDC钻头磨损严重、孕镶金刚石钻头破岩效率低和钻头泥包等问题,采用BP神经网络学习算法建立了岩性识别模型,并设计了一种新型可伸缩式PDC-孕镶金刚石耦合仿生智能钻头,分别在软件Matlab和ABAQUS上进行了岩性识别仿真和破岩仿真。仿真结果表明:BP神经网络模型对岩性的识别精度非常高,有利于合理选择钻头类型、及时调整钻井参数和提高钻井效率;仿生智能钻头作用于岩石表面的应力远大于常规钻头,使岩石更易达到破碎极限,从而提高钻头钻速。本设计集智能岩性识别、高破岩效率、自再生功能、防泥包功能于一体,为我国石油钻头的设计提供了一种新思路,具有重要意义。