石油钻井防碰测距系统设计

石油钻井防碰测距系统设计

论文摘要

随着丛式钻井技术的发展,特别是近年来海上石油勘探过程中高密度加密井项目的陆续展开,钻头与成井相碰的事件时有发生,而一旦碰撞打穿成井就会造成数百万元的经济损失。渤海油田开发的大型丛式井项目多次出现钻穿套管及碰撞险情。为防止此类事故的发生,需要设计出一套独立的石油防碰测距系统。针对过往的各种防碰测距手段的分析与经验,如水声传感器法、井眼轨迹预测法等,以及磁旋转定向系统(RMRS)在煤气层勘探应用中的迅速推广,本文提出了一种将磁测距技术与SMWD磁测量原理相结合的防碰理论。以现有的ZT-MWD成熟设备为基础,利用ZT-MWD磁通门磁强计磁场测量功能作为磁测量基础,以ZT-MWD定向角度测量功能作为距离测算基本数据的来源,结合全新的磁源工装和功能全面的地面软件,可以极大的提高防碰效率并降低成本,是一种有效的设计方法与先进的设计理念。本文着重介绍磁测距技术的现状,阐述SMWD磁测量原理以及测量工具磁通门磁强计。给出并建立一套基于此项技术理论的测量模型,通过大量的模型计算及Maxwell vll软件下的各项模拟仿真,确定磁源工装的各项技术参数,结合当下最先进的永磁材料和充磁技术,设计制造设备工装,搭建无磁环境,进行模拟钻井平台之上的各项现场试验。与此同时完善地面软件部分的各项功能。得到实测数据以及进行系统的调试修改,以应用于真正的海上石油勘探丛式井防碰。

论文目录

  • 致谢
  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 1 绪论
  • 1.1 研究背景及意义
  • 1.2 研究现状及趋势
  • 1.3 研究目标和论文的组织结构
  • 2 磁测距技术理论基础
  • 2.1 磁测距技术概述
  • 2.2 磁测量原理解析
  • 2.3 本章小结
  • 3 防碰测距模型的建立
  • 3.1 系统总体设计
  • 3.2 ZT-MWD磁测量原理
  • 3.3 磁场发生工具的磁场模型
  • 3.4 本章小结
  • 4 防碰测距模型的仿真分析
  • 4.1 仿真分析软件Maxwell v11
  • 4.2 确定磁源参数
  • 4.3 磁场数学模型的软件仿真
  • 4.4 本章小结
  • 5 防碰测距工装的现场试验
  • 5.1 静态磁场分布试验
  • 5.2 交变磁场试验
  • 5.3 磁场与方位的关系模型研究
  • 5.4 本章小结
  • 6 防碰测距软件设计
  • 6.1 防碰测距软件的设计要求
  • 6.2 防碰软件的功能介绍
  • 6.3 本章小结
  • 7 总结与展望
  • 7.1 论文总结
  • 7.2 展望
  • 参考文献
  • 附录A
  • 作者简历
  • 学位论文数据集
  • 相关论文文献

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