文档介绍：前言环指钻井作业过程。闭环钻井是指钻井过程的整体优化。闭环钻井的目标是实现钻井过程的全面自动化、智能化,解放钻井人员、提高整体经济效益。钻井自动化发展趋势传统转盘钻具螺杆钻具MWD计算机导向马达自动化钻井PDC钻头井下遥控工具19501960197019801990200020052010常规转盘钻井喷射钻井最优化钻井定向井丛式井水平井小井眼井多分枝水平井大位移井地质导向钻井自动化钻井一、钻井作业自动化的发展过程钻井作业自动化的发展过程可划分为井下开环、井下半闭环、井下闭环和全闭环四个技术发展阶段:1、井下开环钻井阶段指井下操作全部由人来完成,只有一般的井下测量工具。井眼轨迹的控制只能利用预测技术和更换井底钻具组合来进行。井眼轨迹质量差,钻井效率低,安全性差。如果井下开环钻井用自动化钻机,就成为地面闭环、井下开环钻井;否则为地面开环、井下开环钻井。2、井下半闭环钻井阶段有较先进的井下测量工具(如MWD),有地面可控的井下工具。测量数据向地面传输,经过计算机处理及地面模拟,通过传输通道向井下传送操作指令,随后对井下操作进行控制。与井下开环系统相比,测量精度高、实时性强、信息量大。操作指令更大程度上依靠计算机处理得到,人为经验减少。井下可控工具(包括可变径稳定器、可调弯接头、可变弯角井下动力钻具、可伸缩偏心块等)使得起下钻操作大幅度减少,钻井效率显著提高。目前许多水平井、定向井都是利用井下半闭环钻井技术完成的。3、井下闭环阶段指井身轨迹控制完全可以离开人的干预(特殊需要时例外),井下信息测量、传输、处理以及控制指令的产生和执行完全自动进行。有先进的随钻测量工具(MWD等)和功能较强的井下可调控工具。同时,必须有性能很好的微电脑(能承受井下的恶劣环境)。井下闭环钻井作业可分为两类:(1)中心电脑放在地面。通常是测量信息通过传输通道传到地面,经中心处理机处理后,控制指令传给顶部驱动钻机,由顶部驱动钻机来改变井下工具的工具面。也可以是中心电脑发出的控制指令传给井下可控工具,从而改变井下工具的结构参数。(2)中心电脑放在井下。随钻测量信息传给井下电脑,由井下电脑发出控制指令来控制井下可控工具的工作状态。测量信息同时传给地面计算机进行模拟研究,用来监测井下作业效果。4、全闭环钻井阶段这是钻井技术发展的最高阶段。井下采用智能化钻井系统,地面监控和操作采用规范的自动化系统。地面中心控制计算机控制整个钻井作业系统,井下智能钻井系统则带有独立的井下微电脑。此时,作业人员就可全部或大部分从作业环节中解放出来,从而实现钻井的整体优化。目前离实现全闭环钻井还有一段距离。执行机构测量系统控制系统双向通讯闭环钻井技术的流程框图二、闭环钻井技术的必要条件要实现闭环钻井作业的全过程,必须具备以下六个条件:地面测量,主要包括泥浆录井,钻井参数地面测量;井下随钻测量,目前主要采用MWD、LWD等井下测量工具;数据采集,同时包括地面计算;