通井機(jī)修井作業(yè)輔助控制系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、修井作業(yè)是石油與天然氣實(shí)際生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)，我國大部分油氣井都已進(jìn)入開采的中后期，修井作業(yè)的頻次和強(qiáng)度不斷提高。通井機(jī)是國內(nèi)陸上油氣田修井作業(yè)的主要設(shè)備，為修井作業(yè)過程中修井工具和油管的起下放提供動(dòng)力。絕大部分修井作業(yè)尤其是小修作業(yè)仍采用司鉆技術(shù)人員憑經(jīng)驗(yàn)手動(dòng)控制通井機(jī)的方式來完成修井作業(yè)，人工手動(dòng)操作通井機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度高，技術(shù)人員的技能水平參差不齊造成修井質(zhì)量不穩(wěn)定，作業(yè)效率低下，且容易引發(fā)安全事故。針對以上問題，本文在充分調(diào)研分析現(xiàn)

2、場修井作業(yè)工藝以及司鉆技術(shù)人員長期積累的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對通井機(jī)修井作業(yè)輔助控制系統(tǒng)的總體方案和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，開發(fā)了通井機(jī)修井作業(yè)輔助控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對通井機(jī)修井作業(yè)過程良好地輔助控制，降低了司鉆技術(shù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了通井機(jī)修井作業(yè)的效率和質(zhì)量。
　　首先，介紹了油田修井作業(yè)設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀以及自動(dòng)控制技術(shù)在國內(nèi)外修井作業(yè)設(shè)備中的應(yīng)用，并根據(jù)通井機(jī)油田修井作業(yè)的特點(diǎn)，提出了通井機(jī)修井作業(yè)輔助控制系統(tǒng)的總體方案。該方案在不

3、改變通井機(jī)現(xiàn)有的硬件基礎(chǔ)上，通過可編程邏輯控制器PLC對現(xiàn)場傳感器的信息進(jìn)行采集和處理獲取修井作業(yè)的運(yùn)行狀態(tài)，針對不同的作業(yè)狀態(tài)輸出相應(yīng)的控制指令；通過前臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對修井作業(yè)過程控制參數(shù)的監(jiān)測、修改和存儲(chǔ)；通過修井作業(yè)過程追溯與管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對油田修井作業(yè)過程參數(shù)的存儲(chǔ)歸檔、回放以及報(bào)表打印。
　　其次，對系統(tǒng)研發(fā)過程中所涉及的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了較為深入的研究。首先，針對非線性和強(qiáng)干擾性引起速度控制困難，制約通井機(jī)修井作業(yè)效率的瓶頸

4、問題，提出了一種針對通井機(jī)修井作業(yè)的專家模糊PID控制算法，將專家控制與模糊PID控制相結(jié)合，利用專家控制良好的適應(yīng)性以及模糊PID優(yōu)良的魯棒性能，提高系統(tǒng)的控制性能。其次，針對人工操作和現(xiàn)有天車防碰儀的不足，提出了通井機(jī)分段柔性減速停車的控制方法。該方法減速過程平穩(wěn)，對修井作業(yè)系統(tǒng)沖擊較小，?？奎c(diǎn)準(zhǔn)確。
　　最后，在確立了系統(tǒng)的總體方案以及對關(guān)鍵技術(shù)較為深入研究的基礎(chǔ)上，開發(fā)了通井機(jī)修井作業(yè)輔助控制系統(tǒng)。經(jīng)過現(xiàn)場反復(fù)的調(diào)試，該系