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1、西南石油大学本科毕业设计（论文） 摘要钻井液技术是钻井系统中的一个重要组成部分。人们常用“钻井液是钻井的血液”这句话形象地比喻其在钻井作业过程中的重要地位。钻井液池为钻井施工作业提供循环钻井液，通过对钻井液体积、电导率等其他相关参数的监测可以反映出当前钻井是否出现异常。对钻井液的参数的实时监测，可以判断出是否出现溢流、井涌、漏失、井漏等井下异常情况，防止钻井、完井过程中发生事故，减少钻井、完井的工作量，提高工作效率。因此，设计一套钻井液池参数监测系统，通过钻井液参数的变化直接反映井下地层流体的活跃情况及井筒压力与地层压力的情况，重视钻井液参数异常的预报，可以避免井喷、井漏等重大事故的发生，能及
2、时处理油气侵、盐侵、水侵等情况，为顺利施工创造有利条件。 关键词：钻井液；实时监测系统；钻井事故；组态；传感器；数据采集Abstract Drilling fluid technology is an important part of the drilling systems. People often use drilling fluid is blood, this sentence the important of the process of drilling operations. Mud pool drilling operations to provide circulatin
3、g drilling fluid. The parameters for real-time monitoring of drilling fluid, Can determine whether there is overflow, well kick, leakage, leakage and other underground anomalies wells. Prevent the drilling, completion occurs during accidents, reduce drilling and completion of the workload and improv
4、e work efficiency.Therefore, the design parameters of a drilling fluid tank monitoring system, By drilling parameter changes directly reflect the activity of the formation fluids downhole and wellbore pressure and formation pressure situations, Unusual emphasis on drilling parameters forecasting, Av
5、oid blowout, lost circulation and other major incidents, Timely processing of hydrocarbon emplacement, salt intrusion, water intrusion, etc., Create favorable conditions for the smooth construction.Keywords: drilling; real-time monitoring system; drilling accident; configuration; sensor; data acquis
6、ition本科毕业设计（论文）题目：钻井液池监测系统设计系统学生姓名 学号0907010410教学院系电气信息学院专业年级测控技术与仪器2009级指导教师 职称副教授单位西南石油大学电气信息学院完成日期2013年6月11日目录摘要Abstract目录第一章 绪论1.1 研究目的和意义1.2 国内外研究现状1.2.1 国内研究现状1.2.2 国外研究现状1.3 主要研究内容及任务第二章 钻井液2.1 什么是钻井液2.2 钻井液的作用2.3 钻井液性能2.3.1 钻井液密度2.3.2 钻井液电导率2.3.3 钻井液体积2.2.4 钻井液流量2.2.5 钻井液温度2.4 钻井液对石油钻井的影响2.5
7、 钻井液各项参数变化时可能发生的事故类型第三章 系统硬件设计3.1 硬件系统总体框架图3.2 传感器选型及安装3.2.1 传感器选型依据3.2.2 钻井液密度传感器3.2.3 钻井液体积传感器3.2.4 钻井液流量传感器3.2.5 钻井液温度传感器3.2.6 钻井液电导率传感器3.2.7 现场传感器安装位置示意图3.3 数据采集接口与数据通信的实现3.3.1 数据采集模块选型依据3.3.2 数据采集模块选型3.3.3 数据通信3.3.4 数据采集总体框架第四章 系统软件设计4.1 开发软件平台介绍4.1.1 组态软件简介4.1.2 组态软件开发平台优势4.2 钻井液池监测软件功能模块设计4.2
8、.1 软件总体框架图4.2.2 功能模块介绍4.3 钻井工序的异常检测报警4.3.1 钻进过程4.3.2 起钻过程4.3.3 下钻过程4.3.4 关井循环4.4 远程实时监测4.5 双机冗余第五章 系统调试第六章 结论与建议6.1 结论6.2 建议谢辞参考文献附录附录一：系统调试示意图附录二：部分程序第一章 绪论1.1研究目的和意义1、研究目的钻井液池为钻井施工作业过程中提供循环钻井液，通过对钻井液体积、密度的、电导率等其他相关参数的监测可以反映出当前钻井是否出现异常。通过对钻井液的参数进行实时监测，判断是否会出现溢流、井涌、漏失、井漏等井下异常情况，防止钻井、完井过程中发生事故，减少钻井、完
9、井的工作量，提高工作效率，并且通过钻井液性能的变化，来判断是否遇油、气、水层和特殊岩性，为接下来的钻井施工打好方向。2、研究意义钻井液参数包括钻井液的出入口温度、出入口电导率、出入口密度、流量、钻井液体积等。钻井液参数的变化通常能直接反映井下地层流体的活跃情况以及井筒压力与地层压力的平衡情况，重视钻井液参数异常的预报，可以避免井喷、井漏、溢流等重大事故的发生，及时处理油气侵、盐侵、水侵，为顺利施工创造有利条件。本监测系统通过力控6.0开发出一套对钻井液池的各项参数进行实时监测，参数显示及报警，达到保障钻井施工安全、减少投入、提高勘探开发整体效益的目的。1.2 国内外研究现状1.2.1 国内研究
10、现状在钻井、完井工程中，监测各项参数以及参数报警是最重要的步骤之一。在国内，中石油、中石化、中海油三大石油公司已经进行了许多钻井、完井方面的工作，通过无数的实践证明，很多钻井、完井测试技术已经非常成熟。但是在溢流、漏失、井涌、井漏等井下情况监测系统上还略有不足，所用的监测系统还都还比较分散，不能将所有监测参数集中在一个系统上。虽然当前国内已经有比较先进的MWD（随钻测量）测试系统，但部分功能不如国外的MWD（随钻测量）监测系统，而且中国当前使用的石油工业中的自主研发测试技术大都属于完井、钻井工程领域中基础的技术，而部分高端的测试技术仍需要求助于国外。1.2.2 国外研究现状在国外，石油工业起步
11、很早，到目前为止已经有大量高端的测控技术，已经拥有MWD（随钻测量）、LWD（随钻录井）、PWD（随钻测压）等先进的测量系统，能够实时实地、完整地对钻井液参数进行监测以及报警。同时，致力于钻井液参数仪表和钻井液参数监测系统的研究、开发、生产的专业公司很多，其中包括美国的马丁（M/D TOTCO）公司、加拿大Datalog公司和英国的瑞设（Rigserv）公司等在该领域的研究中处于国际领先水平。例如，加拿大Datalog公司研制的钻井液监测系统，该系统具有以下特点：可以测量并显示200多个钻井参数，以Windows95/98或windows NT作为操作平台，采用客户端/服务器技术，通过Inte
12、rnet或Modem进行远程实时和历史监控，采用触摸屏，可自制美观实用的用户界面，所有钻井参数数据均可存储在光盘中，系统易安装、易扩展、可靠性高、稳定性强保证了钻井、完井过程中的安全，减少了工作量，提高了工作效率。美国Varco公司M/D TOTCO分公司于2001年最新研制的钻井集成控制信息系统，该信息系统可以测量显示基本的钻井参数，采用液晶触摸显示屏，以Windows NT为操作为平台，可以通过计算机局域网进行信息交换，也可以通过Internet/Intranet实现钻井信息远程通信。英国Rigserv公司（该公司是世界上第一个使用触摸屏的石油仪器公司）研制的触摸屏自动钻井系统，此系统可以测量几乎所有与钻井作业过程中有关的参数，采用非接触式传感器，系统的硬件紧凑、密封性好。美国Epoch公司开发的产品RIGWATCHTM，是基于Windows的钻井参数记录仪，采用触摸显示屏或CRT，可以进行实时多曲线和多窗口显示，可以进行自动钻井参数的记录和打印，可以通过Internet或电话拨号实现远程访问，使用数据库管理钻井参数数据国外的测控技术现正向自动化和智能化的方向上发展。1.3 主要研究内容在钻井过程中对钻井液参数进行实时监测是钻井工程中的重要部分。本文针对现有钻井液池监测技术中所存在的问题进行系统深入的研究，在查阅大量国内外相关文献的基础上，设计一套钻井液池参数实时监测系统，
