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产品名称:钻井井控智能监测系统
钻井井控智能监测系统

钻井井控智能监测系统


钻井井控智能监测系统是北京奥林天成科技有限公司研制生产的新型钻井井控监测系统。该系统具有很好的稳定性和可靠性,广泛应用于石油工程钻井。对现场泥浆体积、密度、进出口流量、悬重、泵压、井深、钻头位置、游车高度、转盘扭矩、井筒内泥浆动态液面深度、硫化氢/可燃气体含量等参数的实时监测、报警及记录。同时采用GPRS网络将井控中心站和各井队组成一个内部网络,为石油工程钻井井控真正实现了安全监测的自动化和数字化。系统已经申请国家发明专利ZL200811171896.4。系统中还包含四项专利:钻井井控监测仪ZL200420072958.3;钻井深度智能仪ZL98237992.7;钻井体积仪ZL982337991.9;钻井转盘参数仪ZL98239175.7

 

                   参数齐全的井控监测平台

系统利用激光液位计实时测量泥浆罐内泥浆的液面高度,得出罐内泥浆体积,另一方面通过深度仪实时计算出井筒内的泥浆体积,从而对整个泥浆循环中泥浆体积的监测;同时采用性能一致的进口、出口电磁流量计,通过进出口流量的体积差来直接反应井筒内泥浆体积的变化;以及通过监测井筒内动液面,在起钻下钻等关节时刻同样能准确的监测井筒内泥浆的变化,真正做到对钻井过程的全程监测;再通过监测泥浆进口密度和出口密度,结合悬重传、泵压等参数,利用工业计算机进行综合处理,及时预测出井涌、井漏现象。另外采用高精度的硫化氢、可燃气体传感器检测出泥浆内有毒气体和可燃气体含量,以及采用转盘扭矩仪,防止卡钻事故的发生。

系统还可以通过GPRS将每一个井队采集的参数传送到钻井公司或总公司指挥中心站,构成一个钻井、监测、控制的内部网络,便于中心站对现场进行远程监控,实现对钻井监测的数字化和自动化。



系统配置方案

本套系统总体设计具有

²  本套系统井上部件均按照钻井井上防爆标准设计。

²  系统供电采用AC 85265V宽电压电源设计同时确保系统不受现场电压不稳、频繁停电以及切换发电机等因素的影响。

²  在井上将所有传感器采用工业系统总线的方式与采集仪相,一条总线的走线方式避免了井上繁杂的走线。

²  Ⅱ型的采集仪和主机均采用直观的液晶实时显示所有参数以及相应曲线,同时采用小型的热敏打印机随时可以打印参数,同时可以时实将所有参数保存到U盘。

²  Ⅲ型的采集仪和主机均采用平板工业控制电脑显示所有参数、曲线以及提高各类数据报表、历史曲线的打印。

²  采用GPRS模块将所有参数传到井控中心,组成内网方式的数据监测平台。

同时根据井队现场的需求,提供有相关的配置,现比较典型的配置有

ZJJK-Ⅱ型,其基本配置为ZJJK-Ⅱ型主机、ZJJK-Ⅱ型采集仪、ZJJK-Ⅱ型钻台显示器、激光液位计、进口出口密度计、深度仪、悬重、泵压等。(注:激光液位计为每个泥浆罐各一支)

系统的主要功能是:时实监测泥浆罐内泥浆液面高度、体积、井筒内泥浆体积、井深、钻头位置、游车高度、进口密度、出口密度、悬重、泵压。提供对所有参数超线报警。


ZLJK-Ⅱ型,专门为没有泥浆罐设计的一套监测系统,其基本配置有ZLJK-Ⅱ型采集仪、进口高压电磁流量计、出口非满管电磁流量计、悬重、泵压等

系统的主要功能:系统采用进口高压电磁流量计、出口非满管电磁流量计,尤其是出口流量计采用非满管式设计,不管是否满管都能准确测量,适合各种泥浆排量。另外,配合泵压和悬重传感器,通过时实监测进口、出口流量、瞬时流量差、累计流量差判断井涌、井漏现象。及时处理杜绝事故的发生。



ZPJK-Ⅱ型,是专门为监测转盘扭矩和转盘转速所设计的系统。根据井队情况,有方瓦式转盘扭矩仪和则万向轴转盘扭矩可供选择。

转盘扭矩仪采用方瓦或万向轴检测并采用无线传输的独特设计。使安装、调试、测量十分方便可靠,可以准确的预测井下钻头异常情况,提供给钻井工程技术人员真实的井下钻具扭矩的瞬时值以及整个钻井过程扭矩值曲线记录,同时结合监测转盘转速来判断井下情况,预防卡钻等意外事故的发生。



ZJJK-Ⅲ型,是针对3000米以上深井、重点井所配置。采用平板工业控制电脑做主机和采集仪以及配置全套的传感器。主要配置有ZJJK-Ⅲ型主机,ZJJK-Ⅲ型采集仪、ZJJK-Ⅲ型钻台显示器、激光液位、进口出口流量计、进口出口密度计、深度仪、转盘扭矩仪、井口动态液面、悬重、泵压、天然气、H2S等 。                                          

该系统是配置了全套的传感器,监测到了井控安全上几乎所有的参数,包括每个泥浆罐的液位高度、每个罐的泥浆体积、井筒内泥浆的液位高度、井筒内泥浆体积、以及整个循环系统内泥浆的总体积、体积变化量、进口密度、出口密度、进口流量、出口流量、瞬间流量差值、累计流量差值、钻头位置、转盘扭矩、转盘转速、游车高度、悬重、泵压、天然气、H2S等。通过综合处理所有参数可以判断井涌、井漏、密度超限、有毒气体超标、卡钻、憋泵等一系列的井控安全事故的发生。

除了,以上典型配置外,还可以根据井队要求,定制适合自己井队情况的特定的系统。



精准可靠的传感器

根据多年来的现场经验表明一套监测系统监测数准确与稳定的关节在于传感器的性能,稳定可靠的传感器是整套系统的核心。针对井场恶劣复杂的现场情况,本套系统所有传感器的主要部件均采用国外进口,以保证井控监测的准确与稳定。

进口激光液位传感器

激光液位传感器测量精度不受环境温度影响,长期稳定性和抗干扰能力大大高于传统的超声波传感器,测量精度提高近10倍,测量泥浆液面分辨率为1.5mm,且无时间漂移现象。

技术指标:

1)测量范围:0~3000mm        2)精度:0.1%

3)电压:DC15~24V             4)输出:RS485

5)工作环境:-40℃~70℃     

         

压差式密度传感器

在泥浆的进口和出口处安装精度为0.5%的密度传感器,来监测泥浆进入井筒和从井筒出来的变化情况。通过泥浆密度的变化情况,来间接的监测井涌井漏现象,以及井下的运行情况。为井控预防提供重要的参数依据。

技术指标: 1)测量范围:0~2g/cm3      2)精度:0.5%

3)电压:DC15~24V          4)输出:485

5)工作环境:-40℃~105℃

 

 

高精度的进口、非满管出口电磁流量计

在井筒的进口和出口都采用精度为0.5%的电磁流量计,出口电磁流量计在国内首创使用非满管式测量设计,很好的保证了在出口泥浆非满管时的测量。

          

出口电磁流量计    进口电磁流量计

进出口间流量差是最直接的反应井筒内泥浆的变化情况。能直接、快速的预防和判别井涌、井漏等安全事故。                  

技术指标:

1)量程080L/s      2)精度 0.5

3)电压:DC15~24V    4)输出:RS485         5)工作环境:-40℃~120

 

深度仪

采用进口传感器,具有高精度全数字化,高线性度,信号无温度、机械影响,信号干扰零点飘移极小。

通过对井深的测量,可以实时得到钻井井筒内及其相关管线内的钻井液体积,进而可以使系统更加准确的监测到钻井液循环系统全程的钻井液体积变化,对于井涌井漏能做出更加准确及时的预报。同时可以监测游车高度并可以对其进行最多三段报警设置,以防止发生游车碰撞天车事故的发生

技术指标:

1)量程0~9999m      2)测量误差10m

3)电压:DC15~24V    4)输出:RS485        5)工作环境:-40℃~120℃

 

    井筒动态液面监测仪                  

在钻井过程中,起钻、下钻时最容易发生井涌和井漏等安全事故,同时这个过程监测也是最难的。本系统采用动态液面监测仪对井口泥浆面的监测,通过对井筒内泥浆液面变化来直接的监测井筒内泥浆体积的变化情况。科学和直观的预测和判断井涌、井漏等安全事故。

技术指标:

1)量程0~1500m        2)精度 10m

3)电压:DC15~24V     4)输出:RS485        5)工作环境:-40℃~120℃

天然气、硫化氢气体传感器

通过监测井筒出口的天然气、硫化氢气体的含量,能对有毒气体含量超标提供报警。同时通过对天然气含量的监测,可以间接的推测出当前钻井是否进入了油层,为井上作业提供数据参考。

技术指标:

1)量程0~60%        2)精度 0.5

3)电压:DC15~24V     4)输出:RS485     5)工作环境:-40℃~100℃

 

方瓦式转盘扭矩仪或则万向轴转盘扭矩

方瓦式转盘扭矩仪是直接测量转盘扭矩,测量方式直接、准确。同时方便安装和拆卸。适合用在3000米以下的井;在3000米以上的钻井中,一般都采用非链轮式转盘,故系统采用传感器精度高、性能稳定的万向轴转盘扭矩仪。通过对转盘扭矩的测量,对监测井底钻头的运行情况,预防卡钻等意外情况提供可靠的数据依据。

技术参数:

扭矩量程: 0±10000150002000030000N.m可选

转速量程: 0~3000/

精 度: ±0.5%         电压:DC15~24V      输出:RS485

现场运用情况

    目前,该系统已在胜利油田、辽河油田、大港油田、华北油田和土哈油田使用,测量各种参数较为准确,性能比较稳定,得到了现场技术人员和相关单位的认同。同时,也为仪器的进一步改进升级提供了宝贵的现场经验。



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