Реферат: «» ФТПУ 7.1-21/1
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.
Введение 3
Станция контроля процесса бурения «Леуза-2» 5
Система удаленного мониторинга скважин "RT-Leuza" 8
Пульт бурильщика 13
Перечень использованных источников 15
Приложения 16
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]
Станция контроля процесса бурения Леуза-2Cтанции 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 | Количество контролируемых параметров: от 8 | ||||||||||||||||
| 3. Сигнальное устройство | | ||||||||||||||||
| 4. Рабочее место оператора | - компьютер; | ||||||||||||||||
| ! 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" |
* - 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]
Система удаленного мониторинга скважин "RT-Leuza" Удаленный мониторинг процесса бурения нефтяных и газовых скважинСистема "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"
«основной экран» наблюдения удалённой скважины:
«Экран скважина» показывает текущее состояние бурения:
«Экран емкостей» показывает текущее состояние ёмкостей:
«Экран сообщения» для обмена сообщениями с оператором на буровой:
«Экран выбор скважины» для выбора скважины для наблюдения:
[1]
[СОДЕРЖАНИЕ]
Пульт бурильщика Выносной технологический модуль коммутации и сбора информации на буровойНазначение: (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: | |
| 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]
Перечень используемых источников.
npf-geofizika/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.
Белонин М.Д., Голубева В.А., Скублов Г.Т. «Рентабельность внедрения новых компьютерных технологий в бурение» — М.: Недра, 1998. — 269 с.
[СОДЕРЖАНИЕ]
Приложения.
Буровая ночью:чудеса инженерии :-):
(В каких условиях нам посчастливится работать ?) - 64 Цельсия:
Крутая буровая в США:
(падение ствола буровой) Аварии происходят очень редко:
[2] [СОДЕРЖАНИЕ]
Дата разработки: 29.05.2006
Выполнил студент группы: 2450 Докторенко И. Я.
Проверил: Хамухин А.А.