«Компьютеризация процессов бурения»
СОДЕРЖАНИЕ: 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 |
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/ |
|
||||||||||||||||
| 2.Пульт бурильщика |
|
||||||||||||||||
| 3. Сигнальное устройство |
|
||||||||||||||||
| 4. Рабочее место оператора |
|
||||||||||||||||
| ! 5. Технические средства* беспроводной передачи данных с пульта бурильщика на компьютер |
|
||||||||||||||||
| ! 6. Технические средства и ПО* передачи данных с буровой |
! См. расширенный вариант - систему удаленного мониторинга RT-Leuza |
Количество контролируемых параметров: от 8
- компьютер;* - 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; |
| 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.
|
|
|
| Отображаемые параметры : |
|
ПЖ - промывочная жидкость |
|
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 ]