自動(dòng)化鉆井是現(xiàn)代鉆井的最高水平,是一個(gè)多世紀(jì)以來全世界石油鉆井界一直追求與奮斗的目標(biāo)。在自動(dòng)化鉆井過程中,井下閉環(huán)鉆井技術(shù)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化鉆井的關(guān)鍵,它代表了當(dāng)今鉆井井眼軌跡控制技術(shù)的最高水平。井下閉環(huán)鉆井技術(shù)主要是指:鉆井井身軌跡控制完全可以離開人的干預(yù),井下信息的測(cè)量、傳輸和控制指令的產(chǎn)生、執(zhí)行完全可以自動(dòng)進(jìn)行。中心電腦安放在井下,鉆進(jìn)過程中測(cè)量的信息首先傳給井下中心電腦,經(jīng)分析比較后發(fā)出指令,控制井下可控工具的工作狀態(tài)。在井下測(cè)量信息傳給中心電腦的同時(shí),還要傳給地面的計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬研究,用來監(jiān)測(cè)井下的作業(yè)效果。井下工具能根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)量的結(jié)果,及時(shí)采取相應(yīng)的措施,使鉆頭沿著設(shè)計(jì)的軌跡鉆進(jìn),并具有較好的適時(shí)應(yīng)變能力,減少了調(diào)整軌跡所需的時(shí)間,保證了鉆井的精度和準(zhǔn)確性,實(shí)現(xiàn)了自然中靶的功能。為了實(shí)現(xiàn)井下閉環(huán)鉆井,必須有先進(jìn)的井下無線隨鉆測(cè)量?jī)x器(MWD、LWD等)和功能較強(qiáng)的井下可調(diào)控工具,同時(shí)還要有性能很好的井下微電腦,并要求電腦能承受井下的惡劣工作環(huán)境。 除實(shí)現(xiàn)井下閉環(huán)鉆井技術(shù)外,自動(dòng)化鉆井還必須解決另外的三個(gè)問題:第一是地面鉆機(jī)的自動(dòng)化,即鉆井地面作業(yè)的自動(dòng)化操作,國(guó)外早在1994年就生產(chǎn)出自動(dòng)鉆機(jī)的樣機(jī),近年來,國(guó)外又成功研制了各種型號(hào)的自動(dòng)化鉆機(jī);第二是鉆井液、水泥等液體和固體的裝卸、配制和泵送的自動(dòng)化(即鉆井液自動(dòng)化處理系統(tǒng)和自動(dòng)化固井等);第三是鉆井專家系統(tǒng),該部分在綜合各個(gè)部分的信息(即鉆井時(shí)發(fā)生的情況以及鉆井設(shè)計(jì)的規(guī)定)自動(dòng)進(jìn)行處理分析后,及時(shí)正確地發(fā)出各項(xiàng)指令和操作。 實(shí)現(xiàn)鉆井自動(dòng)化要涉及很多方面,它是一個(gè)學(xué)科門類多、技術(shù)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,目前人們所做的工作和完成的各項(xiàng)研究成果正在朝著實(shí)現(xiàn)鉆井自動(dòng)化的目標(biāo)靠近。自動(dòng)化鉆井能實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效鉆進(jìn);能使鉆頭的潛力充分發(fā)揮、鉆井速度達(dá)到最快;并且能在特殊工藝井的鉆井施工中用一種井下鉆具組合鉆完全部設(shè)計(jì)鉆井井段;井筒質(zhì)量好、為鉆井完井作業(yè)提供保障條件;鉆井時(shí)效高、成本低、經(jīng)濟(jì)效益好。即自動(dòng)化鉆井在水平井、大位移井和超深井鉆進(jìn)中的優(yōu)越性尤其明顯。我國(guó)該項(xiàng)技術(shù)正處在起步和分課題研究階段,與世界先進(jìn)水平尚有一定差距。
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