文档介绍：★石油化工安全环保技术★
、、.、年第卷第期
基于模糊故障诊断的钻井井下事故分析
王岩,辛颖
延安职业技术学院石油工程系,陕西延安
摘要:在钻井施工中经常会遇到钻井井下事故,如果不及时发现采取措施或处理不当,
就会影响正常钻进或者导致钻井失败,因此做好对钻井事故的诊断工作具有重大的意义。介
绍了模糊故障诊断的原理和模型,应用于钻井井下事故的诊断中,根据发生钻井井下事故的
井史资料,建立了个常见的井下事故原因集合和引起这些事故的个征兆集合,利用二元
对比排序法确定隶属函数,从而确定模糊诊断矩阵。然后,将建立的模糊故障诊断模型应用
于出现井下事故征兆实例中,根据最大隶属度的原则,确定出引起这些征兆的钻井井下事故
原因,分析结果与现场实际诊断的结果相符。
关键词:钻井事故故障诊断模糊模型隶属函数
在钻井施工过程中存在着大量的模糊性、隐凡个事故原因所引起的各种征兆集合为:
藏性和随机性问题。由于对钻井井下情况的认识,“,,⋯,
不清或主观的决策失误,往往会发生许多复杂情其中为事故征兆种类的总数。
况甚至造成严重的事故。因此,有必要研究钻井由于钻井井下事故征兆界限具有不明确性,
事故与征兆之问的关系。模糊故障诊断就可以通因此需要通过建立隶属函数来表征各种征兆隶属
过研究钻井井下事故原因与征兆之间的关系,对于各种钻井事故原因的程度。设钻井事故征兆样
钻井系统工作状态进行诊断。在钻井系统运行过本为.,, 一,,同时得出此样本中分量
程中,由于运行状态、运行参数等存在着许多模元素对征兆的隶属函数/,于是故障
糊信息,难以用精确的模型描述钻井井下事故与征兆就可以用模糊向量表示为:
征兆之间的关系,这就需要模糊集合论中的隶属.,,,,⋯,
函数和模糊关系矩阵来描述这种不确定性¨
模糊故障诊断原理假设该征兆样本是由钻井事故原因产生
的,对各种钻井事故原因的隶属函数为,
钻井井下事故模糊故障诊断的过程就好像医同样钻井事故原因用模糊向量表示为:
生通过望、闻、问、切等手段,对病人的模糊症.., , ,⋯,
状进行诊断一样,利用自身积累的经验,诊断出
形成疾病对应的病因。通过对大量已经发生的钻
根据模糊推理合成原则,可得与之间的
井井下事故案例分析,以及引起事故的原因、征模糊关系方程为:
兆及事故后果的研究,利用专家经验对可能发生·
钻井井下的事故分析与诊断。
其中为模糊关系矩阵,表示为
建立故障诊断模型
收稿日期:——。
设常见钻井井下事故原因集合为: 作者简介:王岩,男,年毕业于大庆石油学院
,,,⋯, 油气井工程专业,硕士,现从事钻井专业教学工作,
其中为钻井井下事故原因种类的总数。由讲师。电话:,—:.
年第卷第期★★
大,,钻井液返出量减小, 不能返出钻井液。
: 确定每一征兆,分别对于每个原因的隶属函
尺『『
数.,其中,,⋯,; : ,,,,。
⋯依次将每个隶属函数填入表中。
其中,矩阵的元素∈,,,, 表钻井井下事故诊断矩阵
⋯; , ,⋯, 。
, 井下事故原因
模糊关系矩阵为×维矩阵,其中行表事故征兆钻具段落卡钻严重井塌井喷钻头落井
示故障征兆,而列表示故障原因。矩阵元素表,
. .
数,即转盘扭矩增大. . .
/。转盘扭矩减小.
根据公式可以看出,如果已经观测得到了转盘不能转动.
钻井井下事故征兆群样本。,, 一,,即钻具上体遇阻. . .
事故征兆模糊向量已知,又根据钻井专家建立钻具下放遇阻. .
好的模糊关系矩阵,那么就可以求得事故原因
悬重正常, .
模糊向量,进而对事故原因进行分析与综合,
悬重下降. .
做出事故诊断结果。
泵压上升。.
建立模糊诊断矩阵泵压下降. .
对于某种钻井井下事故的发生,所出现的征泥浆量正常.
兆和导致事故的原因,通过井口的仪器监测、井泥浆返出量增大. . .
史资料以及钻井施工人员的经验就可以确定出泥浆返出量减小, .
来。而建立模糊关系矩阵,就是要确定出钻井泥浆返出量为零.
井下事故征兆与产生征兆原因之间的模糊关系,
即反映这种从属关系的隶属函数。根据上面分析可知,事故征兆与原因之间的
在钻井井下事故中经常出现同一征兆对应不隶属关系非常复杂,同一事故征兆对应多种事故
同的事故原因,为了能够确定出他们之间的隶属原因;而同一事故原因,又可能发生多种事故征
函数关系,利用二元对比排序法。设有个井下兆。为了能够从征兆中准确找出事