空氣鉆井安全監(jiān)測系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、空氣鉆井作為一種新的鉆井模式，具有提高鉆速、穩(wěn)定地層和防止巖屑污染等諸多優(yōu)點，因此在我國川渝、新疆等地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用。新的鉆井方式也帶來了一些新的問題，國內(nèi)針對空氣鉆井的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)存在著井下燃爆誤判、井深測量誤差較大和現(xiàn)場數(shù)據(jù)總線傳輸布線復(fù)雜等不足。本文通過對多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)、絞車信號處理和無線通訊技術(shù)進(jìn)行研究，對現(xiàn)有系統(tǒng)的不足提出了完善和改進(jìn)的方案，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計開發(fā)了一種小型化、組合靈活，可實現(xiàn)無線通信的空氣鉆井安全監(jiān)測

2、系統(tǒng)。
　　 本文通過對多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)的研究，建立了基于模糊邏輯法的井下燃爆監(jiān)測數(shù)學(xué)模型，實現(xiàn)了對現(xiàn)場多傳感器數(shù)據(jù)的融合，并用現(xiàn)場數(shù)據(jù)驗證了數(shù)學(xué)模型的可靠性。針對用絞車傳感器測量井深誤差較大的問題，應(yīng)用單片機(jī)代替常用的硬件電路實現(xiàn)絞車信號的鑒相和計數(shù)，從原理上減小了硬件電路復(fù)雜性引起的測量誤差。針對現(xiàn)有系統(tǒng)現(xiàn)場數(shù)據(jù)總線傳輸復(fù)雜的問題，通過無線通訊技術(shù)的研究，設(shè)計了系統(tǒng)的無線通訊方案，采用小型數(shù)傳電臺實現(xiàn)了信號采集端與工控機(jī)

3、之間的數(shù)據(jù)無線傳輸。基于以上研究，確定了空氣鉆井安全監(jiān)測系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和性能，并選擇了滿足系統(tǒng)要求的傳感器、單片機(jī)、數(shù)據(jù)采集模塊等硬件的類型和型號，以保證系統(tǒng)功能的實現(xiàn)?；赩B6.0和Access數(shù)據(jù)庫進(jìn)行上位機(jī)軟件的設(shè)計和開發(fā)，實現(xiàn)了鉆井?dāng)?shù)據(jù)實時采集及顯示、鉆井狀態(tài)判斷、鉆井故障報警、實時數(shù)據(jù)存儲、歷史數(shù)據(jù)存儲及查詢、數(shù)據(jù)的輸出等功能。最后對系統(tǒng)進(jìn)行了抗干擾設(shè)計，并制作出了系統(tǒng)的樣機(jī)。
　　 系統(tǒng)在川渝地區(qū)的空氣鉆井過程中進(jìn)