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中国古代钻井技术被称为中国古代文明的第五大发明,开创了世界钻井历史的先河。新中国成立后,我国钻井工业取得了举世瞩目的巨大成就,我国石油产量现居全世界第5至第8位,我国的钻井规模已跃居全世界第3位,钻井业已走出国门参与国际竞争。
目前虽然人工神经网络识别技术已经得到迅速发展,但还没有充分、有效的应用到钻井行业。在钻进过程中同步显示钻孔地层柱状图绘图软件已经出现,但由于缺乏必要的专业知识,致使此绘图软件没有得到实际的生产应用。
钻探行业与计算机应用相结合是钻探行业的发展必然趋势,未来的钻井技术效益将依赖并产生于信息领域。未来钻井自动化技术要以智能传感器采集静、动态信息为基础,发挥智能计算机的功能来运用信息,再利用双向通讯传输技术来传输和反馈信息,形成闭环信息流达到闭环自动控制的目的。
本课题以中国地质调查局项目“钻进时同步显示钻孔地层柱状图技术的研究与开发”和项目“钻进信息采集处理集成系统示范”为背景,以最优化钻井技术服务为目的,综合利用钻井、数学、计算机技术,在一定的约束条件下,采用最优化算法,计算出最优的钻进参数,寻找钻进规律,从而更好的指导钻进生产、提高经济效益,使钻进成本达到最低。本课题在充分研究了钻速方程、钻头牙齿磨损方程、钻头轴承磨损方程、反演理论、复合形法原理、钻进过程中机械破岩原理的基础上,主要对钻进工况专家系统识别软件、钻进参数的优化软件等的进行了设计与开发。本课题所设计到的所有软件的开发语言均为VisualC++,界面友好,操作简便。
将专家系统技术应用于钻进工况识别,能够利用现代化手段对钻进工况进行识别,弥补了由于人工识别而可能产生的误差;钻进参数的优化软件是以反演理论为基础,推导出各个钻进参数的反演方法,从而实现智能控制。该系统能够优化钻进参数,提高钻进效率,增加经济效益;在完成以上研究的基础上,对研究成果进行了必要的现场测试,从而使理论联系实际,达到预期的目标。现场试验证明,该软件可以对钻进信息、钻头信息、地层信息进行综合处理计算,对地层岩性和钻进工况进行评估,对钻进参数进行优化计算。
全文共分六章:
第一章:论述了本课题的来源、背景、目的、意义;
第二章:介绍了专家系统的结构以及建造方法;
第三章:讲述了钻进工况专家系统的构建;
第四章:论述了钻进参数优化的原理和方法;
第五章:主要是将完成的系统应用于实践,列举了现场试验的一系列试验数据;第六章:简述了本课题最后取得的成果和存在的问题。
由于时间和个人水平有限,有些理论和软件还存在一些问题,恳请各位老师给予批评指正。