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自动压井操作可大幅降低安全风险,提高作业效率。为降低风险和提高效能采取的井控自动化操作提供了意味深长的技术进步。在过去的几十年里,油气井施工面临着一些重大障碍。钻井作业本质上存在着诸多安全风险,因为这种作业暴露在危险和具有挑战的环境中。众所周知,井控失控是钻井作业中的主要风险之一,一次错误可能会导致灾难性的后果。自动化系统的运用可以消除人为失误,减少井控事故,从而实现钻井作业的技术进步。通过将目前人工执行的操作流程变为自动化操作,就能最大限度地降低安全风险和提高钻井作业效率。地层流体涌入的快速响应能使涌入量减少,更快地恢复到正常的钻井作业。
自动压井系统实现自动化的核心在于智能监测与精准控制。它通过在井口、钻柱等关键位置安装高精度传感器,实时采集关井参数,如井口压力、流量、温度等,同时结合钻井数据,如钻井深度、泥浆性能等,为后续的智能计算提供全面、准确的数据支持。
智能计算是自动压井系统自动化的关键步骤。该系统在国内首次将人工智能技术应用于溢流后地层压力计算,通过大量模拟数据训练出准确率极高的神经网络。当采集到相关数据后,系统能快速、精准地计算出地层压力,生成配套的压井方案。这一过程摆脱了传统人工计算地层压力的繁琐与不准确,实现了井控地层压力由传统人工计算到智能计算的突破。
精准控制是自动压井系统自动化的重要体现。系统成功研发出智能压力控制算法,可根据现场工况自动选择最科学的压井方案。在压井过程中,它通过调节节流阀等设备,精确控制井底压力,使其始终保持等于或稍大于地层压力,并保持井底压力稳定。例如,中国海油首套自动控制压井系统,在陆地试验井场完成138次控制压井试验,全部压井成功,控制精度达到90%以上。
维泰IPC-MPD智能压力控制钻井系统配备了高速、大推力电动直驱节流阀的控压管汇,节流阀的运行速度提升了1倍,执行精度达到±0.02mm,具备毫秒级响应能力,以及超大的推力适应范围,满足35 – 70MPa所需推力,确保在控压钻井期间对压力变化实现快速、稳定响应,期待了解。