Эксплуатационно-технологическая оценка состояния глубинного бурового оборудования

• Автор: Ямалиев, Виль Узбекович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 311 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Обзор исследований по колебаниям глубинного оборудования, способах получения и обработки забойной информации

1.1 Частотный состав колебаний бурильной колонны

1.2 Классификация каналов связи устья с забоем скважин ьц,

1.3 Автоматизированные системы контроля технологических параметров

1.3.1 Измерительный усилитель ИВК «Спектр»

1.3.2 Устройство ввода сигнала в микро-ЭВМ

1.3.3 Стендовые и промысловые испытания ИВК «Спектр»

1.4 Общая схема анализа временных рядов

1.4.1 Подготовка данных для численного анализа

1.4.2 Оценка основных свойств реализаций
1.4.3 Анализ отдельных реализаций случайных процессов
Выводы
2 Применение случайных колебаний при диагностировании бурового оборудования
2.1 Вибрационные методы диагностирования бурового оборудования
2.1.1 Общие принципы вибродиагностирования
2.1.2. Вибродиагностика наземного бурового оборудования
2.2 Оценка состояния глубинного оборудования путем использования случайных колебаний технологических параметров процесса бурения
2.3 Методы измерения статистических характеристик случайных функций технологических параметров бурения
2.3.1 Оценка корреляционной функции случайного процесса
2.3.2 Оценка состояния объекта по методу средних
2.3.3 Спектральный анализ случайного процесса
Выводы,

3 Современные методы обработки сигнала для контроля состояния оборудования
3.1 Диагностирование глубинного оборудования с применением коэффициента Джини
3.2 Выбросы случайных колебаний за некоторый уровень
3.3 Косвенные критерии оценки технического состояния глубинного оборудования
Выводы
4 Вероятностный подход распознавания технического состояния глубинного оборудования,
4.1 Энтропийный анализ процесса диагностирования глубинного оборудования
4.2 Метод Байеса
4.3 Метод статистических решений
Выводы,
5 Фрактальные характеристики динамики глубинного бурового оборудования
5.1 Корреляционная размерность и фазовые портреты сигналов
временных рядов замеров
5.2 Вейвлет -преобразование сигнала, новый метод контроля состояния
бурового оборудования
5.2.1 Разложение сигнала в частотно - временной области
5.2.2 Типы вейвлетов и их особенности
5.2.3 Диагностирование с помощью вейвлетов
5.3 Распознавание состояния глубинного оборудования
5.3.1 Структура и принцип работы нейронной сети
5.3.2 Демонстрационная программа распознавания состояния глубинного бурового оборудования
Выводы
Основные выводы и рекомендации
Литература
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Алгоритм и программа вычисления спектральной плотности
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Акт о результатах промысловых испытаний по применению измерительно-вычислительного комплекса «Спектр» при бурении скважины № 3125 Хазинской площади Нефтекамского УБР
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Алгоритм и программа вычисления показателя энтропии и коэффициента Джини
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Назначение, принцип и программное обеспечение ИВК «Спектр»
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Руководство по диагностированию глубинного бурового оборудования с использованием вероятностно - статистических методов
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. Справки о внедрении руководства по диагностированию глубинного оборудования на различных буровых предприятиях
ПРИЛОЖЕНИЕ 7. Среднеквадратические значения общего уровня виброускорения для бурового насоса и буровой лебедки

щим образом. Источником возбуждения низкочастотных колебаний в диапазоне частот со = 0... 0,5 Гц, которые мы анализируем, является забойный двигатель, а именно турбобур. При прохождении потока промывочной жидкости через периодически перекрывающиеся каналы ротора и статора, нарушается оптимальный режим обтекания лопаток турбины, что способствует возникновению медленно меняющихся волн давления.
А когда бурение ведется электробуром, то на почти всех спектрограммах отмечается «белый шум». Единственная закономерность которую можно отметить, это снижение площади спектра колебаний давления промывочной жидкости с 8=0,130 в начале долбления до 8=0,0015 МПа/с в конце долбления.
Через четыре часа бурения интервала 2210-2260м было обнаружено, что пропускает поршень насоса, а еще через полчаса бурение было остановлено для ремонта бурового насоса. В обеих случаях были произведены измерения результаты которого представлены на рисунке 1.4.
МПа |
0 0,003 0,006 0,009 0,012 0,
Рисунок 1.4 - Спектр колебаний давления жидкости при неисправной гидравлической системе
А - пропускает поршень насоса;
В - перед ремонтом бурового насоса.