如何在智能告警平台CA触发测试告警
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2023-01-15
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8.2.1 泥浆性能检测
超深井钻探由于井深、温度高、压力大,对钻井液要求严格。特别是在深井段,随着深度的增加,泥浆温度、压力也逐渐升高,对高温高压条件下钻井液性能的实时检测尤为重要,现场泥浆工程师将根据检测结果实时对钻井液进行调整和完善。因此,除了API标准要求的常规检测外,需要增加高温检测项目,因此需要在现场建立泥浆实验室,并配备高温高压方面的检测仪器。
需要配备的高温钻井液检测仪器:高温滚子炉、高温高压滤失仪(动态及静态)、高温流变仪等。
8.2.2 钻井液泥浆监测系统
钻井泥浆监测就是在钻井过程中,对泥浆性能参数进行实时监测,存储和间接计算,并利用这些基础数据实时分析泥浆性能,指导钻井施工。经过长时间的数据积累,可以为钻井方案设计和施工提供参考依据。
在钻井施工过程中,钻井泥浆监测系统可对泥浆各项性能参数进行实时监测、处理和动态显示,并结合其他钻井参数,建立起各个参数间的数学模型。
(1)现场泥浆检测的主要参数
钻井液的黏度、密度、温度、流量及泥浆罐液面高度等。
(2)钻井泥浆监测系统组成
钻井泥浆监测系统由现场测量仪表、通信线和计算机组成,如图8.1 所示。现场测量仪表包括电磁流量计、液位监测计、泥浆密度监测计和泥浆黏度监测计等。下面主要就电磁流量计和密度计这两项最主要的监测设备作介绍。
图8.1 钻井泥浆监测系统组成
1)电磁流量计。为了测得泥浆管道中的泥浆流量,采用电磁式流量传感器测量流量。流量计的测量管是一内衬绝缘材料的非导磁合金短管。2只电极沿管径方向固定在测量管上,电极头与衬里内表面基本齐平。励磁线圈以双向方波励磁时,将在与测量管轴线垂直的方向上产生一工作磁场。此时,如果具有一定电导率的流体流经测量管,将切割磁力线,感应出电动势E。电动势E正比于工作磁场的磁通量密度B、测量管内径d与平均流速v的乘积,即E=kBdv(k为比例常数)。电动势E(流量信号)由电极检出,经过信号调理、AD(模拟数字转换器)转换,变成数字信号传送给单片机,最后通过通信总线传送给工业控制计算机。电磁流量计结构如图8.2 所示。
2)密度计。密度计采用放射源产生的伽马射线穿过管道中的被测介质,其中一部分射线被介质散射和吸收,剩余部分被安装在管道另一边的探测器所接收。介质吸收了多少射线,与被测介质密度成指数关系;通过相应的计算,就可得到管道中泥浆的密度。密度计采用单片机控制,通过通信总线与工业控制计算机相连。用户可在上位机中设定参数;测量到的实时数据,也可通过通信总线传送给上位机进行显示、存储。密度计结构如图8.3所示。
(3)泥浆监测数据处理
根据现场测得的泥浆数据,采用综合加权评分法进行编程,对泥浆多项性能指标(流动指数、塑性黏度、悬浮能力及钻头水眼黏度等)进行分析,以判断泥浆质量的好坏。根据经验和钻井技术要求,给各项指标确定权值。流动指数对流型和洗井质量影响很大,是指标中最重要的一个;塑性黏度不但决定了泥浆携带岩屑的能力,而且影响钻进速度;泥浆凝胶强度和结构影响泥浆悬浮能力;失水量是钻井液性能的重要参数,也是衡量泥浆护壁效果的指标之一;钻头水眼黏度既影响泥浆的抗剪能力和稀释能力,又影响钻进速度。根据相应的权值进行计算,并考虑泥浆配比中的各种成分,可得到最优泥浆配方。另外,在影响钻进速度的许多变量中,泥浆的性能参数是比较独立的,只受井筒地质条件影响;但泥浆类型及其性能变化却对钻压、转速和水力因素的配合有很大影响。所以对采集到的实时泥浆数据要进行相应的处理。最优泥浆密度由下式求得:
图8.2 电磁流量计结构
图8.3 密度计结构
科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告(中册)
式中:ρm为最优泥浆密度,kg/L;Pk为地层孔隙压力,MPa;H为井深,m;Δρ为附加泥浆密度,常取0.03~0.05kg/L。
钻头钻速和泥浆的运动黏度有一定的关系。可根据泥浆黏度、密度和泥浆流量反算出钻头的机械钻速与实际钻速(通过测量得到)的相对比。
8.2.3 仪器控制及分析软件初步编制
基于计算机平台,利用VB计算机语言和相应的数据库,编写高温高压泥浆分析软件,以高效科学地管理室内和现场泥浆数据、便捷直观地显示泥浆各项性能随温度压力的变化图表、科学精确地预测较高温高压时的泥浆性能。
Visual Basic是Microsoft公司推出的可视化的开发环境,是Windows下最优秀的程序开发工具之一。利用Visual Basic可以开发出具有良好交互功能、良好的兼容性和扩展性的应用程序。
VB的特点:①可视化编程;②事件驱动机制;③面向对象的程序设计语言;④支持多种数据库访问机制。我们可以想到的程序90%都可以用VB来开发和实现。从设计新兴的用户界面到利用其他应用程序的对象,从处理文字图像到使用数据库,从开发小工具到大型企业应用系统,甚至通过Internet的编辑全球分布式应用程序,都可以利用VB来实现。因此,我们选用VB来进行该软件的设计。
软件主要功能包括:室内数据导入、现场数据导入;泥浆各项性能随温度压力变化曲线,包括综合图和分组图;井下具体位置的泥浆性能查询,具体包括温度、pH值、润滑性、失水量、黏度、胶体率、密度,地层膨胀量,乳化效果;较高温高压条件下的泥浆性能预测;泥浆性能数据修改、导出、打印。
软件结构图:见图8.4。
图8.4 软件功能结构图
软件数据流见图8.5。
软件系统包括的数据流有技术员对数据的录入;室内实验员对数据的录入;软件将泥浆数据以图表的形式可视化显示;管理人员对泥浆数据的查询;管理人员对泥浆数据的修改;软件对较高温高压条件下的泥浆性能进行预测;泥浆性能数据打印输出。数据流图如下:
图8.5 软件数据流程图
可视化效果见图8.6至图8.11。
图8.6 泥浆分析软件模拟界面图
图8.7 温度随井深变化曲线
图8.8 pH值随温度变化曲线
图8.9 黏度随温度变化曲线
图8.10 失水量随温度变化曲线
图8.11 泥浆摩阻系数随温度变化曲线
钻井液工岗位职责:
1、在钻井液技师带领和指挥下负责钻井液的配制和处理,测定常规钻井液性能,填写钻井液日报表。复杂情况下听从驻井钻井液工程师直接指挥。
2、按规定及时观察出口,测定钻井液量的增减并做好记录,发生溢流时立即向司钻报告。
3、负责钻井液循环系统、净化设备的使用和保养,填写运转记录。设备有问题时及时向钻井液技师汇报。
4、负责循环加重泵和重浆储备罐的操作管理、维护保养工作及清洁卫生。
5、负责钻井液材料的装卸、摆放和保管,保持料台的清洁卫生。
6、负责循环系统的正常运转,防止跑、漏钻井液。
7、负责固控系统、加重泵清洁卫生。
8、在钻井液技师的指导下,负责固控设备易损件的更换与修理工作。
9、熟悉工作范围内的安全知识。
10、完成井队领导安排的其他工作。
钻井液工工作内容
1、值班房(坐岗房):了解井深、地层和技术措施及其对钻井液性能的要求。
2、钻井液房:测量钻井液性能并做好记录,明确处理方案及加药量;各种仪器齐全、完好、准确。
3、钻井液槽:检査钻井液循环路线是否正确,挡板布局是否合理,是否有跑、漏钻井液现象,各种固控设备的运转情况及净化效果是否良好。
4、处理剂胶液池:胶液的品种、浓度、比例及数量是否符要求。
5、加重漏斗和搅拌器:加重漏斗管线齐全,闸门灵活好用,喷嘴畅通无阻;搅拌器、电动机运转正常。
6、储备罐:检查钻井液含量和性能。
7、处理剂房:检査各种药品标签、储备数量及存放位置是否合适。
扩展资料:钻井液工技术要求
1、钻井液报表记录及时、齐全、准确,各种仪表清洁完好。循环及配浆系统的电动机运转正常,处理剂种类及储备的胶液量充足。
2、振动筛工作良好,筛布完好无损,筛面不跑、漏钻井液。除泥器和除砂器的电动机运转正常,庶流呈伞状,工作压力在0.15~0.25MPa。
3、循环罐无杂物,管线连接良好。加重管线系统配备齐全,闸门灵活,喷嘴畅通。
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