煤矿斜巷运输安全自动化控制系统

井下辅助运输安全管理一直是煤矿安全生产建设的薄弱环节，为保障井下斜巷运输的安全性、高效性，满足矿井斜巷运输安全生产的要求，降低安全事故概率，减少经济损失，提高井下运输车辆运行自动化程度，开发研制煤矿斜巷智能安全自动化控制系统。     

涡轮钻井技术发展现状

本文概括了涡轮钻具和涡轮钻井技术的当代成就和发展前景。石油与天然气钻井正由陆地浅层向深层位及近海区发展,定向井、丛式井钻井日益普遍。在开发应用新技术方面,耐高转速、长寿命的PDC钻头和传递高质量信息的随钻随测技术日益普及。所有这些都为发展高速大功率井下动力涡轮钻井和连续控制井眼轨迹定向钻井技术提供了必要性和可能性。目前,涡轮/PDC钻井经济效益显著。“可控直井涡轮钻具井下控制造斜”为连续控制井眼轨迹定向钻井提供了理想的方法,不仅大大增加了定向钻井速度,降低了每米钻井成本,而且为优化钻井和实现钻井作业自动化创造了良好的条件。     

极端环境下的钻井——对地球和其他行星的穿透与取样

钻井技术的发展总是趋向低成本、高效率以及自动化。在某些情况下，比如在遥远的行星上钻井，由于通讯的延时，需要钻井技术的高度智能；在地球的某些地方钻井会遇到石油、岩浆以及冰层等不同温度与性质的物质材料，这些严酷的环境都要求我们开拓新的钻探技术。     

智能材料在钻井液堵漏领域研究进展和应用展望

井漏是目前钻井过程中最常见的井下复杂问题,是制约井下安全、影响钻井进度的主要因素之一。常规堵漏材料在处理渗透性和中小裂缝性井漏时取得了较好的效果,但是对于大裂缝或缝洞性堵漏的适应能力较差,一次堵漏成功率较低。智能材料研发与应用是当今国际前沿学科领域,研究其在钻井液堵漏领域的应用,开发新型智能堵漏材料,有望为钻井液堵漏提供创新性解决方案和技术手段。通过文献分析,阐述智能形状记忆合金、智能形状记忆聚合物、智能凝胶、智能膜和智能仿生材料等智能型材料在钻井液中的作用机制以及应用现状,针对不同智能材料在钻井液中的作用机制和特点,论述智能材料用于钻井液堵漏的可行性和技术途径,提出智能材料在钻井液堵漏领域应用的技术研发方向、方法及应用前景展望。     

井下采区无人值守变电所综合自动化系统设计

开发了一种基于数字信号处理器与控制器局域网络总线的井下采区变电所无人值守综合自动化系统,实现了采区变电站的无人值守。系统由监控中心、通信接口和智能测控保护单元组成。重点研究了智能测控保护单元部分软硬件设计和测控保护算法;针对井下采区变电站的实际应用环境,设计了适合井下供电系统的测控部分模拟量交流采样算法和微机保护算法,以提高测量精度,实现及时有效的保护。     

导向钻井中的BP神经网络解码方法

针对井下闭环旋转导向智能钻井系统中从地面到井下的下行信息传输通道问题,提出了BP神经网络解码方法.利用加速度传感器来敏感地面钻柱的运动,并通过钻柱的钻进或静止交错进行编码操作;利用近钻头DSP芯片中的BP神经网络解码算法得到地面下传的指令.设计了下井仪器,多次油田试验证实了解码方法的可行性.     

井下流量测量装置在MPD系统中的应用研究

在常规钻井和欠平衡钻井的基础上发展起来的控压钻井（MPD）技术已经在国内外一些地区的实际应用中取得了良好效果。介绍的井下流量测量装置采用节流压差法,接在近钻头处,能够随钻监测井下环空流量,并通过随钻测量技术（MWD）把数据及时传至地面进行分析处理,可以及早发现溢流或井漏等井下复杂情况。该技术与现有控压钻井系统结合,能够显著提高系统的控制精度和可靠性,从而提高钻井的安全性及降低钻井成本,为安全可靠地进行控压钻井提供保障。     

气体钻井井下燃爆界限计算模型

为明确气体钻井过程中引发井下燃爆的原因,确定井下混合气的燃爆界限,根据现行气体钻井施工规范及现场从业经验,归纳出气体钻井施工时环空不畅或封闭、钻具与地层岩石的摩擦生热、钻头破岩产生火花是引发燃爆的原因,并结合燃烧与爆炸学理论知识从引燃方式入手,建立了以热自燃、热板点火、热球点火和火花点火为引燃能量表现形式的燃爆界限计算模型。以A井施工为例,该模型可根据钻井参数变化动态计算不同井段的燃爆界限,为及时调整钻井方案,防控井下燃爆事故提供了依托。     

现代井下钻井工具及旋转导向闭环钻井系统

大位移井和复杂井眼轨迹的控制须实现连续旋转井下闭环导向钻井 ,这一需求推动了井眼轨迹控制手段的提高 ,为此 ,探讨了适用于旋转导向闭环钻井的井下工具的发展概况 ,提出了比较可行的井下钻井工具发展和研究方向。研究结果表明 ,应重视旋转导向闭环钻井技术的发展 ,静态式可调偏量机构是井下闭环控制的主要方式 ,应采用直接侧向力法控制钻头轨迹。     

矿井安全智能监测无线传感器网络关键技术研究

无线传感器网络（WSN）是一种现代智能自动化的世界最新无线监测网络技术,综合了多个领域的先进技术,具有广泛的应用前景。对煤矿安全智能无线监测采用最新WSN技术进行了探索,尤其对井下安全监测需要解决WSN的无线通信、传输路由协议和定位算法三个关键技术进行了研究。     

钻井液堵漏材料研究及应用现状与堵漏技术对策

井漏是目前钻井过程中常见且难以治理的井下复杂事故之一,是制约井下安全、影响钻井进度的主要因素之一.复杂地层钻井过程中,常用堵漏材料存在对漏失地层适应性差、抗温性能不佳、承压能力和驻留能力差等问题,缺乏科学的堵漏对策,导致一次堵漏成功率低、堵漏方法难以复制.阐述了桥接堵漏材料、高失水堵漏材料、吸水/吸油聚合物堵漏材料、聚合物凝胶堵漏材料、可固化堵漏材料、智能堵漏材料等堵漏材料的组成、特点和堵漏机理,总结了不同种类堵漏材料在不同漏失类型地层中的应用效果,提出了堵漏材料在钻井液堵漏中应用的技术途径、研发方向及堵漏对策.研究结果对于提高钻井液防漏堵漏效果、促进堵漏技术的发展具有重要的理论和技术借鉴意义.     

现代井下钻井工具及旋转导向闭环钻井系统

大位移井和复杂井眼轨迹的控制须实现连续旋转井下闭环导向钻井,这一需求推动了井眼轨迹控制手段的提高,为此,探讨了适用于旋转导向闭环钻井的井下工具的发展概况,提出了比较可行的井下钻井工具发展和研究方向。结果结果表明,应重视旋转导向闭环钻井技术的发展,静态式可调偏量机构是井下闭环控制的主要方式,应采用直接侧向力法控制钻头轨迹。     

井下套管阀应用介绍

井下套管阀是在进行欠平衡钻井中一种新型的非压井起下钻技术。能够有效的节约钻井成本,减少作业时间。在国外欠平衡钻井过程中已经得到广泛使用,在国内现在应用较少。本文介绍了井下套管阀的优势及组成部分,可供国内生产厂家参考。     

用可控偏心器控制井眼轨迹的方法研究

井控轨迹自动控制技术是钻井行业急待解决的最前沿课题,用可控偏心器可以实现井眼轨迹自动控制,提高井眼轨迹控制精度,降低钻井成本。可控偏心器是一种井下可调的、可采用转盘钻进方式的井下寻向工具,它由翼片体转轴、翼片体、翼片和测控总成组成,在钻井过程中,通过随时调节可控偏心器翼片对井壁的作用力或伸缩来实现对井眼轨迹的控制。在使用可控偏心器进行钻井作业时,不需要频繁起下钻就可以在井下实现对井眼轨迹的控制,这对高难度密集丛式井、各种曲率斜井、水平井、加密井和抢险井等在完成各自的钻井目的方面有重大意义和极其宽广的应用前景。     

利用钻柱振动频谱判别钻柱复杂情况的方法

为实现钻井过程中井下钻柱运动状态以及井下复杂情况的实时监测,依据振动测试原理,结合实际钻井工况中钻柱振动特征,研制钻柱振动信号测量及处理系统。现场试验结果表明:钻柱出现黏卡、跳钻等现象后,利用快速傅里叶变换和小波变换处理方法可有效提取和识别钻柱在井下的振动特征;研制的钻柱振动采集系统可以应用于现场钻柱振动信号的采集、处理,其结果可以判断钻柱的井下工作状态。     

石油钻井自动化技术探索

自动化钻井是20世纪90年代和21世纪世界钻井的重大发展方向。自动化钻井的发展方向是闭环钻井、、所谓闭环钻井，就是依靠传感器测量钻井过程中的各种参数，依靠计算机与人工智能技术获取数据，并进行解释和发出指令、最终由自动设备按指令进行操作，变成一种无人操作的闭环自动控制系统进行钻井。它的主要优点是：保证钻井安全,提高钻井效率，节省钻井时间，优化钻井过程，从而获得更好的经济效益。     

地质导向钻井技术的现场应用

地质导向钻井是以井下实际地质特征来确定和控制井眼轨迹的钻井技术。使用这一技术,可以精确地控制井下钻具命中最佳地质目标。新疆油田MBHW04水平井是国内第一口使用地质导向钻井技术的井。重点介绍了地质导向钻井技术的具体步骤及其在新疆油田MBHW04井中的应用情况,包括自然伽马测井资料的解释和应用。应用地质导向钻井技术,该井获得良好的油藏开发效果。     

矿山井下通风自动化的改造

在矿井生产中,矿山井下通风应当属于不可缺少的重要部分。对井下作业进行全面的通风处理,从而为井下工作人员提供新鲜空气。由此可见,矿山井下通风的基本目标在排除粉尘与毒害性气体,在此基础上改善井下的整体气候状况。近些年来,自动化技术已经逐步融入了矿井生产中,与之相应的井下通风也有必要接受自动化改造。矿山井下施行自动化的通风改造,宗旨在于创造清洁且安全的矿山工作环境,确保井下工作人员拥有良好健康状况。为此对现阶段的矿山井下通风,应当明确自动化改造的基本思路及其内容;结合井下通风的真实状况,探求落实自动化通风改造的可行措施。     

Zigbee网络应用在煤矿井下环境的技术优势

现代煤矿企业对于信息自动化的要求越来越高,很多技术集中的生产场所都要求实现无人化的智能管理。建设井下大范围环境监测监控和人员监测监控系统,可以减少下井人员数量,降低井下人员工作强度,并做到精确监控与有效管理。现有的井下监控系统对传感器以及设备信息的采集主要依靠硬接线,存在着布线工作量巨大而且复杂,维护困难的缺点。近年来无线通讯技术陆续用于部分井下系统,而针对井下生产设备监控和环境安全监控的无线监控系统基本处于试验阶段。ZigBee作为一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术,相对其他无线传输技术更适合煤矿井下环境。本文将从技术原理、传输速度、传输距离以及功耗等方面论证其优势。     

一种应用于高含硫气井的智能取垢器系统设计

油气井生产过程中，受地质环境、生产阶段、矿物成分等多种因素综合影响，井筒上易产生垢物堵塞，影响正常生产；而解堵和工艺措施的有效性由能否精准取样井下垢物直接决定。针对高含硫气井井下垢物样本取样需要，设计研制了一套智能井下取垢系统，介绍了智能井下取垢器的体系结构及工作原理；详细论述了电路板减震结构、取垢弹爪、容垢篮装置以及扶正装置等取垢器关键机械结构及部件；阐述了基于DSP的电气定时控制系统的体系结构及控制原理，重点说明了系统PID控制算法关键参数计算过程。室内性能实验以及试验井功能试验结果表明，研制工具的耐温、承压性能以及取垢和容垢装置自动化伸缩同步联动控制功能可靠，入井和出井过程顺利，能为高含硫气井井下垢物精准化取样提供设备支撑。同时，提出的设计方法和思路对其他智能化井下工具的研发具有一定的参考意义。