新型流量差井涌井漏预报系统的研究与设计
作者单位：西南石油大学
学位级别：硕士
导师姓名：吕瑞典
授予年度：2012年
学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 082001[工学-油气井工程] 08[工学]
摘 要：井涌井漏预报系统是在钻井过程中将井涌井漏信号传输到司钻台提醒司钻进行相应的处理,以达到预报井涌井漏的目的。该系统代替了传统的人工坐岗制,保证了钻井过程的安全生产,提高了钻井的工作效率。目前,国内外所使用的井涌井漏预报系统存在着很多的不足,主要表现在各变化参数选择组合方式上的不合理,传感器选型上的不合理,动态数据处理不够完善等问题。这些问题导致了系统的不及时、不精确,从而降低了钻井的工作安全以及工作效率。本论文为了有针对性地解决上述问题,研制了一套新型流量差井涌井漏预报系统。该系统为嵌入式操作系统。系统结合综合录井的工况信息和泵压参数,通过外测式进出口泥浆流量差来进行井涌井漏预警,再通过测量泥浆池总泥浆体积变化来进一步确认井涌井漏,及时准确地将其信息以声光报警的方式通知司钻。同时,该系统还具有在起下钻工况中,回流管断流状态下,通过井筒液位的变化差值通知司钻对井筒进行泥浆补偿,以及系统能在接单根工况时能自动消除误报警。在硬件方面,本系统采用了ARM9处理器和EM9161主板模块,以及对传输模块、流量模块、液位模块、显示模块和A/D转换模块来进行设计;软件部分采用应用软件Windows CE的开发以及以 eMbedded VisualC++来对主程序与各工况的子程序的编制。通过对硬件和软件的设计来达到快速、精准地预报井涌井漏发生。通过以上的设计思路,本文主要开展了以下工作：1)采用了泥浆池内泥浆液面高度、出口流量、入口流量、井筒液位高度四个参数相结合进行对比计算,确定预报井涌井漏的方式;2)完成了系统的需求分析及总体设计;3)通过理论和现场试验对比对传感器进行合理地选配;4)完成了系统硬件与软件应用层各个功能模块的设计;5)完成了系统样机的试制,现场对样机进行试验。本系统的设计完成以及现场试验结果表明,系统解决了当前井涌井漏预报系统存在的问题。这样,极大地提高了油气钻井工作的管理效率,又降低了各管理人员的工作量,同时减少了油气钻井过程中事故的发生几率,具有一定的实用性与社会推广价值。
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