石油钻井实时监测与控制系统

石油钻井实时监测与控制系统

一、石油钻井实时监测与控制系统，包括：

1、实时监测单元，有三个部分，钻井液性能监测仪器、地质录井监测仪器和钻井工程参数监测仪器。实时监测单元有很多传感器和监测仪器，监测的信号由无线传感器网络系统传送。

2、实时显示及控制单元，是该系统的控制中心。实时显示及控制单元包括计算机处理设备和多个显示终端及中控台，中控台设在钻井平台控制房中，在队部、录井、泥浆、技术员等处设置显示终端。计算机处理设备（设置在1号泥浆罐下面）接收并处理由无线传感器网络系统传送的所述传感器监测的信号，并通过所述显示终端显示监测数据，操作人员根据显示终端显示的监测数据调节控制转盘电机、送钻电机、泥浆泵电机、离心机电机、振动筛电机、除砂器和除泥器等。并且数据通过移动网或者卫星实时传送到后方基地，即可实现整个公司乃至整个石油系统的数据实时调阅和存储，在计算机技术、卫星通讯和互联网的推动下，钻井过程实时监控井下和地面参数，远程监控、远程决策及数字钻井成为钻井的发展趋势，石油钻井实时监测与控制系统的研究成功使“数字油田”得以实现。

3、创新：1）可以在线实时监测钻井液粘度、切力、失水、密度、进出口流量等性能指标。2）通过自动捞砂和荧光含量测定仪不仅可以实时监测气态烷烃，也可以实时监测岩屑中重质烷烃的含量，再结合取芯，即可以全面的得到不同层位的含油饱和度。3）实时监测钻井液进出口流量，用仪器代替人工有效防止了井喷和卡钻。

二、自动捞砂和荧光含量测定仪

包括钻井液输液管，钻井液输液管上装有计量泵，钻井液输液管的出口下方设置有圆筒筛，经过冲洗的岩屑从圆筒筛流入光谱测定仪，进行光谱测定，光谱信号传送给计算机，根据砂子的重量与钻井实时监测系统采集的钻时、井深、泥浆上返速度等数据结合，经计算机软件处理即得到一定深度油气层的含油饱和度数据。经光谱测定后的岩屑经传送带流入盛砂容器，经重量传感器测定规定时间的砂子重量，用于计算含油饱和度和钻井液含砂量。电脑根据钻时、井深、泥浆上返速度等数据，每进尺一米或规定进尺，指令盛砂容器卸砂一次，岩屑进入自动装袋机封装，打码机打上日期和油气层深度数据。

三、数据的处理及传输

钻井液性能、地质录井和钻井工程参数等数据，设定为每秒采集一次，经过计算机处理，变成股票形式的数十个折线图，即可实时看到数据，也可回放。

数据传输到基地，通过硬盘储存作为资料保存。

四、泥浆出口监测仪原理

泥浆出口监测仪，由缓冲罐、液位计、PLC、变频电机、容积泵构成。其中，液位计安装在缓冲罐内部，通过导线与PLC连接，传递液位信号，PLC通过电缆和变频电机相连接，根据液位计的信号控制变频电机的转速。为了保持缓冲罐一定的液位，控制器调整电机转速，流量大转速快，流量小转速慢，根据电机的转速，电脑即可换算为出口瞬时流量。见附图。通过泥浆泵的冲次可以算出进口流量。进出口流量在显示器上实时显示，即可有效防止井喷和井漏。

五、设备安装

仪器安装在1号泥浆罐里面，上面原来振动筛前泥浆出口的缓冲罐改为泥浆出口监测仪。1号泥浆罐安装调试后与移动网络或卫星联网。