РефератыОстальные рефераты«К«Компьютеризация процессов бурения»

«Компьютеризация процессов бурения»




Федеральное агентство по образованию


Государственное профессиональное учреждение


Высшего профессионального образования


Томский политехнический университет


Кафедра информатики


и проектирования систем


Реферат на тему «Компьютеризация процессов бурения»


Выполнил студент группы 2450


Докторенко И. Я.


Принял: доцент, к.т.н Хамухин А.А.


Томск – 2006



Содержание.


1.

Введение

3


2.

Станция контроля процесса бурения «Леуза-2»

5


3.

Система удаленного мониторинга скважин "RT-Leuza"

8


4.

Пульт бурильщика

13


5.

Перечень использованных источников

15


6.

Приложения

16


1.
Введение.


Компьютеризация технологического процесса составляет важную часть научно-технического прогресса в проведении геологоразведочных работ. Теоретические исследования в области совершенствования управления процессом бурения и его оптимизации получили новые возможности практической реализации с появлением управляющей микропроцессорной техники и созданием на ее основе систем компьютеризированного управления.


В отрасли в течение ряда лет проводятся исследования по созданию микропроцессорных систем компьютеризированного управления геологоразведочным бурением, реализующие методы и средства универсального, многофункционального управления, способного в отличие от жестких аналоговых решений осуществлять гибкую технологию бурения.


Разнообразные образцы систем компьютеризированного управления процессом бурения разведочных скважин на твердые полезные ископаемые позволяют не только управлять процессом бурения в реальном времени по любому из известных алгоритмов, но и собирать, накапливать и обрабатывать информацию о процессе бурения, а также диагностировать работоспособность отдельных узлов и механизмов.


Компьютеризация технологических процессов на основе современной техники должна обеспечить интенсификацию производства, повышение качества и снижение себестоимости продукции.


Необходимость этого вытекает из анализа производственной деятельности геологоразведочных организаций по выполнению плановых заданий. Несмотря на то, что внедрение современного оборудования, инструментов, прогрессивной технологии бурения, средств механизации и компьютеризации отдельных операций, совершенствование организации труда в целом обеспечило выполнение этих заданий, в разведочном бурении остаются значительные резервы повышения производительности труда и улучшения его технико-экономических показателей. Эти резервы заключаются, в оптимизации и компьютеризации оперативного управления процессом бурения скважин и в совершенствовании организации работ.


Сегодня, в условиях интенсифицированного производства, возросших скоростей бурения резко повысилась физическая нагрузка на буровой персонал. Учитывая также и тенденцию к росту глубин бурения разведочных поисковых скважин, можно утверждать, что возросли психологическая нагрузка и ответственность за решения, принимаемые бурильщиком в процессе бурения. Уже сейчас время простоев из-за неправильных технологических решений в процессе бурения составляет 5-7% общего баланса рабочего времени.


Процесс бурения, особенно глубоких скважин, протекающий в условиях значительной неопределенности, подвергается сильным и непредсказуемым возмущающим воздействиям, основа которых – как горно-геологические, так и технико-технологические факторы. Буровики знают насколько проектный геологический разрез может отличаться от фактического, а следовательно, проектная технология бурения – от фактической. Бурильщику приходится отступать от проектной технологии, использовать свой опыт, знания, интуицию, чтобы вовремя обнаружить изменение категории буримости пород, неблагоприятную технологическую ситуацию; хорошие мастера работают на грани искусства. Поэтому научить бурить хорошо, не задавать проектные параметры режимов бурения, а варьировать ими в зависимости от условий очень сложно. Намного быстрее и дешевле научить бурильщика пользоваться системой компьютеризированного управления процессом бурения, которая будет выбирать и поддерживать оптимальные режимы бурения в соответствии с заданными критериями оптимальности и в рамках установленных ограничений. С помощью систем компьютеризированного управления можно более жестко нормировать процесс бурения, широко внедрять передовые технологии бурения.[2
] [СОДЕРЖАНИЕ
]


2. Станция контроля процесса бурения
Леуза-2

Cтанции контроля процесса бурения «Леуза-2»

в настоящее время работают в Башкирии, Оренбурге, Татарии, Удмуртии, Коми, Западной Сибири, Республике Беларусь! (работали и в Мавритании - в составе станции ГТИ "Геотест-5")


Назначение


Непрерывный контроль и регистрация технологических параметров процесса бурения с целью оперативного управления бурением и оптимальной, безаварийной проводки скважины
.


Область применения


Бурение скважин на нефть и газ. Контроль процесса бурения. Геолого-технологические исследования скважин. Удаленный мониторинг скважин.


Используя буровые станции «Леуза-2» и используя систему удалённого мониторинга скважин(RT-Leuza), можно наблюдать ход бурения ваших скважин в реальном времени и вносить коррективы, находясь в своем офисе.


"Леуза-2" с беспроводной связью -
см. Состав станции, п. 5.


Состав станции




















1.Датчики технологических параметров бурения
/базовый вариант из 8 датчиков/


























Датчик давления
ПЖ на входе


Датчик оборотов
вала буровой лебедки (датчик глубины)


Датчик крутящего момента
на роторе


Датчик уровня
ПЖ в приемной емкости






Датчик нагрузки
на крюке


Датчик плотности
ПЖ в приемной емкости


Датчик ходов насоса


Датчик потока
(расхода) ПЖ на выходе



2.Пульт бурильщика


Количество контролируемых параметров: от 8
Уровень входных сигналов, В
: 0-5; 0-10
Габариты, мм: 600×400×120
Температура окружающей среды, °С: -45...+50


3. Сигнальное устройство


- световой индикатор (фонарь) - звуковая сирена


4. Рабочее место оператора


- компьютер; - принтер; - программы: Регистрация DrillRep GeoData и др.


! 5. Технические средства*
беспроводной передачи данных с пульта бурильщика на компьютер


- устройство беспроводной передачи/приема данных (комплекс: радиомодем-антенна-кабель)
- 2 шт. /Дальность действия - 1,5 км в прямой видимости/


! 6. Технические средства и ПО*
передачи данных с буровой


- модем (радиомодем, GSM-модем) - программное обеспечение приема/передачи данных


!
См. расширенный вариант - систему удаленного мониторинга "RT-Leuza"



*
- поставляется по желанию заказчика.


Выносной пульт бурильщика
осуществляет сбор и визуализацию информации с датчиков.


Компьютер на рабочем месте мастера
(оператора) в автоматическом режиме принимает и обрабатывает информацию с пульта бурильщика и позволяет оперативно решать задачи по контролю и управлению процессом бурения.


>

Регистрируемая информация накапливается в базе данных реального времени
.


Система регистрации
распознает в автоматическом режиме аварийные ситуации
и сигнализирует о них, включая сигнальное устройство.


Размещение


Датчики
устанавливаются на буровом оборудовании (см. схема расположения датчиков на буровой
).


Пульт бурильщика
устанавливается на буровой на удалении 3-5 м от бурильщика.


Рабочее место оператора
размещается в любом отапливаемом помещении на буровой.


Каналы связи для передачи информации с буровой
(по выбору заказчика)
:


существующие телефонные линии с использованием обычного модема
;
радиоканал (расстояние 10-20 км) с использованием радиомодема
;
сотовая связь с использованием GSM-модема
;
спутниковая связь.

Система может быть укомплектована другим набором датчиков, либо дополнительными датчиками.


При подключении более 12 датчиков используется распредкоробка на необходимое количество дополнительных датчиков. [
1
]
[СОДЕРЖАНИЕ
]


3. Система удаленного мониторинга скважин
"RT-Leuza"
Удаленный мониторинг процесса бурения нефтяных и газовых скважин

Система "RT-Leuza"
обеспечивает в режиме реального времени
:


удаленное наблюдение (в офисе
) процесса бурения скважины;
передачу сообщений (рекомендаций, руководящих указаний
) оператору на буровой;
просмотр ряда скважин;
одновременное наблюдение с нескольких рабочих мест.

Для работы системы "RT-Leuza"
необходимо
:


оснащение буровых станциями, регистрирующими процесс бурения:
станциями контроля процесса бурения "Леуза-2" или

станциями ГТИ "Геотест-5".


Все параметры процесса бурения непрерывно отображаются на мониторе наблюдателя по времени и глубине, как и непосредственно на буровой в программе "Регистрация".


Использование системы "RT-Leuza"


дисциплинирует буровую бригаду
снижаются неоправданные простои;

минимизируются нарушения технологии и отклонения от ГТН;

повышаются технико-экономические показатели строительства скважины;


оптимизирует процесс бурения
непрерывный контроль и оперативное вмешательство в процесс бурения со стороны заказчика или супервайзера позволяет избегать грубых ошибок, приводящих к аварийным ситуациям.



Состав системы "RT-Leuza"


Программное обеспечение:

программа "RT- Proxy" - сервер подключений

программа "RT- Client" - рабочее место


Технические средства передачи и приема данных по интернет:

спутниковая связь/сотовая связь/радиосвязь
сервер коммутации (сервер на предприятии наблюдателя)



Программа "RT- Proxy"
устанавливается на сервер на предприятии наблюдателя (или у провайдера интернет-услуг
).


Программа "RT- Client"
устанавливается на рабочие места наблюдения.


Техническая характеристика системы "RT-Leuza"














Передаваемые данные


- основные регистрируемые и расчетные параметры; - тип операции; - комментарии оператора


Периодичность поступления данных


каждые 10 с


Рекомендуемая скорость линии


не ниже 9600 Кб/с


Тип обратной связи


текстовые сообщения



Рабочие экраны наблюдения системы "RT-Leuza"


1. «основной экран» наблюдения удалённой скважины:



2. «Экран скважина» показывает текущее состояние бурения:



3. «Экран емкостей» показывает текущее состояние ёмкостей:



4. «Экран сообщения» для обмена сообщениями с оператором на буровой:



5. «Экран выбор скважины» для выбора скважины для наблюдения:



[
1
]


[СОДЕРЖАНИЕ
]


4. Пульт бурильщика
Выносной технологический модуль коммутации и сбора информации на буровой

Назначение:
(см. фото)
Сбор с датчиков, контроль и наглядное отображение основных технологических параметров бурения. Вывод аварийной сигнализации и сообщений для бурильщика в процессе бурения.


Область применения:
Контроль процесса бурения и геолого-технологические исследования (ГТИ) скважин при бурении на нефть и газ.




















Количество каналов: - входные аналоговые сигналы - 22 - входные дискретные сигналы (TTL) - 8 - выходные дискретные (TTL) - 8 - входные/выходные (TTL) - 5


Разрядность АЦП - 12


Уровень входных сигналов: 0 – 5 В; 0 – 10 В


Канал связи пульта с компьютером: - RS-485 (оптоизолированный) - Радиоканал (433 МГц)


Напряжение питания: 150-260 В


Температура окружающей среды: (- 45) - (+50) °С


Габаритные размеры: 600 х 400 х 120 мм









Отображаемые параметры
:


крутящий момент ротора;
давление ПЖ на входе;
нагрузка на долото;
вес на крюке;
плотность ПЖ на входе;
уровень ПЖ в приемной емкости;

ПЖ - промывочная жидкость


расход ПЖ на входе;
расход ПЖ на выходе;
высота долота над забоем;
глубина;
механическая скорость бурения;
суммарное газосодержание бурового раствора.


При использовании программы "Регистрация" на пульте бурильщика
отображаются не только регистрируемые, но и расчетные параметры, выводится аварийная сигнализация и сообщения в бегущей (информационной) строке.



Пульт бурильщика
осуществляет:


автоматизированный сбор информации с датчиков технологических параметров бурения;
обработку и отображение на 12 линейных и цифровых индикаторах;
контроль параметров по установленным пороговым значениям;
распознавание в автоматическом режиме аварийных ситуаций
вывод световой и звуковой аварийной сигнализации;
вывод сообщений для бурильщика в бегущей (информационной) строке;
двустороннюю связь с компьютером для передачи/приема информации.

Функциональные особенности
:


возможность подключения как аналоговых, так и цифровых датчиков;
стандартные параметры входа (совместимость с регистрирующей аппаратурой сторонних предприятий
);
2 вида связи с компьютером: по кабелю и радиосвязь (по выбору заказчика
).

Пульт бурильщика
размещается на буровой в непосредственной близости от бурильщика под легким укрытием. [
1
]


[СОДРЖАНИЕ
]


5.
Перечень используемых источников
.


1. http://www.npf-geofizika.ru/leuza/index.html - Лаборатория "Информационно-измерительные системы ГТИ"
с ИПЦ "Геотест"
, в составе ОАО НПФ "Геофизика", представляет свои разработки по контролю процесса бурения нефтяных и газовых скважин и ГТИ: станции, лаборатории, системы, комплексы, наземную аппаратуру, приборы и программное обеспечение
.


2. Белонин М.Д., Голубева В.А., Скублов Г.Т. «Рентабельность внедрения новых компьютерных технологий в бурение» — М.: Недра, 1998. — 269 с.


[СОДЕРЖАНИЕ
]


6.
Приложения
.


1.
Буровая ночью:



2. чудеса инженерии :-):



3.
(В каких условиях нам посчастливится работать ?) - 64 Цельсия:



4. Крутая буровая в США:



5. (падение ствола буровой) Аварии происходят очень редко:



[
2
]
[СОДЕРЖАНИЕ
]

Сохранить в соц. сетях:
Обсуждение:
comments powered by Disqus

Название реферата: «Компьютеризация процессов бурения»

Слов:2018
Символов:19310
Размер:37.71 Кб.