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WellDrillTM: 井下钻探设备设计分析新工具(一)

时间:2013-10-24 11:30 来源:

 

APS Technology 的 WellDrill™程序是专门为井下钻探设备设计的 SoftToolsSM系列分析工具的成员。其应用包括设计井下设备、确立工具造斜速率限制和分析故障原因。标准运行表中提供了一些必要的输入数据。输出数据为便于理解以图形方式提供。综合分析可以在几分钟内完成。

WellDrill™程序包 包含以下模块:

BHA 弯曲 — 底部钻具 (BHA) 弯曲分析,可提供偏斜、边缘荷载、弯曲力矩和额定应力;BHA 振动 — BHA 临界速度分析;BHA 预测 — 预测 BHA 钻头钻探趋势;

BHA 弯曲 根据钻头和造斜速率的倾斜度和重量计算侧力和接触点;预测井眼中的翘曲;提供必需的输入数据,以进行BHA 振动和 BHA 预测分析(见图1)。

BHA 振动 预测侧向、轴向和扭矩临界钻探速度,从而在增大 ROP 时减少由此导致的振动破坏;显示偏移模式形状和基本频率;预测钻柱对钻头、泥浆马达和钻柱旋转产生的激发力的反应。

BHA 预测 预测各种类型的钻探的三维钻探趋势,包括标准旋转钻探和使用马达和旋转导向工具的定向钻探;计算钻头倾斜角和方位角之间的差异,并与在给定距离 MWD 传感器感测到的钻头数据进行比较,包括对钻探趋势(由于形成倾角)的影响。

WellDrill™系统要求

软件要求 要求 ANSYS™8.0 或更高版本才能运行(ANSYS/ED 随附此程序一起提供)。

硬件要求 PC(配有 2x CD-ROM 驱动器);572 MB 内存;Windows™ NT 4.0、Windows 98、Windows 2000或 Windows XP(32 或 64 位)100% Microsoft™ 兼容鼠标;700 MB 可用磁盘空间和 50 MB操作系统驱动器可用磁盘空间;显卡和 17 in. 显示器,支持1024 x 768 真彩色(见图2)。

注意事项 ANSYS 既不是 APS Technology 的产品,也不是 APS Technology 支持的产品,它仅与WellDrill™ 结合使用。

ANSYS 是 SAS IP Inc. 的注册商标。Windows 和 Microsoft 是 Microsoft Corporation的商标或注册商标。WellDrill™ 和 SoftTools™ 是 APS Technology,Inc.的注册商标。

APS SureShotTM 振动监控模块 (VMM)

APS SureShot™ 振动监控模块 (VMM) 是井下 MWD 工具的附加模块,可以用来测量、分析和记录轴向、侧向和有角度的井下震动,并允许实时传输这些数据。VMM 允许操作人员评估井下钻探情况(粘滑和旋转)的严重度,以提高钻探效率,并针对可能导致损坏 MWA 和其它井下工具的振动状态向操作人员提出警告。

实时和内存数据可以与钻探事件和设备性能关联,以提高钻探效率或防止出现故障。实时和内存数据也可以为保修权利主张决定提供证据。可以使用 SureShot™地面系统对实时、内存和地面数据传感器数据进行绘图,并以按行业标准格式(WITS 和 LAS)导出这些数据(见表1、2)。

振动记忆层 (VMS)

振动记忆层 (VMS) 是独立的井下工具,可以用来测量、分析和记录轴向、侧向和有角度的井下振动,以便进行地面数据检索。VMS 可让操作员评估井下钻探的艰苦程度,包括迟滞和旋转现象,并且可将数据与钻探事件和设备性能或故障关联。数据标有日期和时间,以便与其它测量数据进行比较。它还可用作保修权利主张决定的证据。

操作

首先准备好记录振动数据的工具:确保安装了足够的电池以记录所需钻头行程; 清除内存或确保有足够的可用内存空间;在内存转储端口安装短路插塞,以便开启工具。

数据收集

使用范围是 ±250 g 的加速计进行振动测量。加速计数据是按每秒 1000 次抽样的速率获取的,并每 4 秒存储一次。磁力计数据是按最高每秒 100 次抽样的速率获取的,以进行粘滑和旋转计算(见表3)。

在每次获取数据后,微处理器将计算和存储: 最大侧向加速度 — x 和 y 加速计测量的矢量总和。其中,RMS 侧向加速度;最大轴向振动来自 z 加速计;RMS 轴向加速度;最大和最小角速度 (RPM) 绝对日期和时间。

 

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