石油钻机自动送钻监控技术现状和发展趋势.pdfVIP

石 油 机 械 2010年 第38卷 第5期 CHINAPETROLEUM MACHINERY ～ 87一 ●专题综述 石油钻机 自动送钻监控技术的现状与发展趋势 张 伟 任建庭 高冬东 (1．西安石油大学 2．长庆油田机械制造总厂 3．中国石油集团长沙输油气分公司武汉输油站) 摘要 研究开放的智能网络化 自动送钻监控装置具有十分重要的现实意义。介绍了石油钻机 自动送钻监控技术的基本原理、发展过程和应用现状，指出了现有钻井监控装置存在 的不足，在 提高钻井效率和降低钻井成本的技术要求的推动下，钻井监控技术在 自动送钻技术发展的基础上 正朝着信息化、智能化、网络化、规模化、开放化和统一化的方向发展。 关键词 石油钻机 自动送钻 安全监控 现状 发展趋势 装置具有十分重要的现实意义 。 0 引 言 1 钻井监控技术的基本原理和发展 随着现代科学和技术的飞速发展，钻井装备与 过程 钻井技术的发展有 了很大的进步 。特别是 自动送钻 技术首先实现了钻进过程 自动化，大大减少人工控 1．1 钻井监控技术的基本原理 制给进钻井的诸多缺点。在钻进过程从人工控制阶 钻井监控技术包括在钻进过程 中对钻井设备运 段 向采用 自动送钻技术 自动控制阶段发展的同时， 行状态的安全防护监视和钻进过程的优化 自动控制 钻井安全监控技术的发展 ，使钻机装备和钻井过程 2个方面，其中实现 自动送钻是其主要功能和 目 更加安全可靠，提高了钻井的安全性和钻进速度 ， 的，对钻井设备的监测是为了更加安全可靠地实现 同时也保证了井身的质量 ¨I2。 全面最优 自动化钻井 。 从 目前钻机与钻井技术的发展趋势来看，钻井 自动送钻是在旋转钻机正常钻进 的过程中，不 监控技术也在钻井装备技术高速发展的基础上朝着 依靠司钻调节，而能按钻井工艺要求在给定条件下 信息化、智能化、网络化、规模化、开放化和统一 (钻压、钻速和扭矩等恒定)实现钻头的 自动进 化的方向发展 J。智能化钻机与送钻监控系统按 给。自动送钻通过钻头钻压和滚筒刹车之间建立直 照井场的实时工况，实现钻井信息共享，自动完成 接或间接 的自动控制关系，实现钻压 (钻速和扭 设定的任务，并通过 自诊断功能减少人为因素造成 矩等)保持恒定值的 目的。自动送钻的基本原理 的故障，提高钻井设备的无故障率 。网络化钻机与 就是 由死绳上的传感器感知大钩载荷 ，与输入的设 送钻监控系统通过网络将各控制检测部件相连，运 定钻压对 比，对 比结果送人中央处理器处理。由中 用现场总线技术，实现钻井信息的高速传输 ，极大 央处理器控制刹车装置的控制系统，自动调节游车 地提高钻井的可靠性和效率 。开放化钻机与送钻监 大钩和钻杆的运动 ，从而实现 自动送钻。 控系统的软硬件能运行在不同的平台上，可以与其 安全监控是指在钻机装备和钻井工程事故发生 他应用系统兼容，并提供与用户交互的统一风格， 的早期，给出预警预控，预防和控制事故的发展． 具有可移植性、可扩展性和可互换性，便于生产管 最大限度地减少损失。安全监控系统一般由中心站 理，提高钻井综合效益。 (包括应用软件、计算机和外围设备)、信息传输装 随着 自动送钻与钻井过程安全监控技术推广应 置、传感器和执行装置几部分组成。该系统从分站 用的不断深入，不少钻机 已经配备了钻井监控