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题名钻头振动波井眼防碰监测系统及其现场试验
被引量：8
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作者
刘刚
杨全枝
董照显
何保生
耿站立
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机构
中国石油大学(华东)石油工程学院
中海油研究总院开发研究院
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出处
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第6期66-70,共5页
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基金
"十二五"国家科技重大专项子课题"海上油田丛式井网整体加密调整多平台钻井趋近井筒监测方法研究"(编号:2011ZX05024-002-010)
子课题"加密井网防碰工程技术示范"(编号:2011ZX05057-002-006)
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文摘
现有的井眼防碰检测技术均建立在井眼测量轨迹数据和钻进中对异常现象判断的基础上,由于各项数据误差及井下情况的不确定性,致使防碰作业存在极高的危险性。为此,根据现场实际防碰钻进时人工监听方法得到的启发,研发了钻头振动波井眼防碰监测系统:通过安装在套管顶端的加速度传感器采集井下沿套管传播的钻头破岩时产生的振动信号,并对信号进行特征提取以判断钻头趋近邻井套管的程度,利用计算分析软件实现信号特征显示,当信号特征值超过门限值时实现报警,由定向井工程师及时进行井眼防碰扫描,决定是否改变井眼轨迹。通过对比分析不同工况下监测系统采集振动信号的时域特点,认识到钻头钻速、钻压对钻头振动信号的影响,经过频域分析得到钻头振动信号的频域范围在200～400Hz。该监测系统操作简单、不影响正常的油气井生产及钻井施工,目前已经在中国渤海、南海等区块进行了先导性试验,为井眼防碰技术发展提供了一条新的技术思路。
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关键词
井眼防碰
套管监测
钻头振动
振动信号
加速度传感器
检测
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Keywords
wellbore anti-collision, casing monitor, drill bit vibration, vibration signal, acceleration sensor, signal detection
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分类号
TE922
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名近钻头钻具多源动态姿态组合测量方法
被引量：12
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作者
高怡
程为彬
汪跃龙
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机构
西安石油大学陕西省油气井测控技术重点实验室
西安石油大学电子工程学院
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出处
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2017年第2期146-150,共5页
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基金
国家自然科学基金(51604226)
陕西省教育厅重点实验室科研计划项目(16JS090)
中国石油科技创新基金(2015D-5006-0307)
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文摘
在导向钻井系统的姿态测量过程中,由于近钻头强振动的影响,导致姿态参数测不准甚至不可测,为了消除有规律的干扰、振动等对测量准确性的影响,快速解算出准确的钻具姿态,提出一种新的多源动态姿态组合测量方法。采用三轴加速度计、三轴磁通门以及角速率陀螺仪等构成测量系统,建立基于四元数的姿态测量非线性模型,研究钻具运动状态与振动加速度之间的关系,根据模型及噪声特性,采用基于四元数的无迹卡尔曼滤波方法对振动干扰信号进行滤除。试验结果表明,采用提出的方法能够消除近钻头干扰对姿态参数测量的影响,井斜角在5.2°左右,工具面角误差小于10°,有效地提高了导向钻井工具姿态动态测量的准确性。
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关键词
导向钻井
近钻头振动
多传感器融合
动态测量
无迹卡尔曼滤波
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Keywords
steering drilling
near-bit vibration
multi-sensor fusion
dynamic measurement
unscented Kalman filter
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分类号
TP301.6
[自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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题名万米深井上部大尺寸井眼钻柱动力学特性研究
被引量：10
- 3
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作者
祝效华
李柯
李文哲
贺明敏
佘朝毅
谭宾
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机构
西南石油大学
中国石油西南油气田公司
中国石油川庆钻探工程有限公司
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出处
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期49-57,共9页
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基金
国家自然科学基金杰出青年项目“钻井提速理论与方法”(编号:52225401)。
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文摘
油气勘探已向更深、更复杂的超深层的万米勘探新领域推进,但上部大尺寸井眼给万米深井的钻井提出了巨大挑战:岩石硬和返速低导致钻速慢,大尺寸井眼内剧烈振动导致钻具裂纹多发,钻压小则钻速慢,钻压稍大则下部振动快速加剧从而导致大尺寸钻具使用寿命远低于预期。为此,在对比研究了深地川科1井(以下简称SDCK-1井)和毗邻8000 m超深井上部井段钻柱振动问题基础上,基于全井钻柱系统动力学模型和数值仿真方法,针对性研究了大尺寸井眼中的钻柱动力学特性。研究结果表明:①井眼尺寸越大,钻头和下部钻具的振动越剧烈,SDCK-1井二开大尺寸井眼与邻井中等尺寸井眼相比(井深500 m处),其钻头及下部钻具振动强度均值分别增加了48.0%和41.5%,比SDCK-1井三开中等尺寸3000 m井深的钻头及下部钻具振动强度均值分别高了29.0%和2.9%;②相同井眼尺寸和岩石特性情况下,下部钻具组合比钻柱整体长度对钻头振动的影响更大,优化下部钻具组合能够明显改善钻头振动,保护钻头,同时还可以提高钻头破岩能量利用效率实现钻井提速;③在大尺寸井眼中钻头破岩激励向上传播,横向振动衰减慢于轴向振动衰减,大尺寸钻头扭矩更大且钻压和扭矩波动更加明显,因此从保护下部钻具的角度出发,大尺寸井眼钻具组合对抑制横振更加有效;④大尺寸井眼中下部钻具弯矩和弯矩波动更大,现场频繁出现的钻具裂纹除受控于整体振动强度较大以外,交变弯矩是裂纹发生的重要原因。结论认为,该研究成果揭示了超深井大尺寸井眼中钻柱的动力学特性,指出了应着重控制横振和交变弯矩,该认识可以为超深井上部大尺寸井眼钻井提供技术指导。
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关键词
超深井
科探井
SDCK-1井
大尺寸井眼
钻头振动
钻柱动力学
钻具裂纹
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Keywords
Ultra-deep well
Scientific exploration well
Well SDCK-1
Large-size borehole
Bit vibration
Drill string mechanics
Drill tool crack
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分类号
TE247
[石油与天然气工程—油气井工程]
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