在“看不見，摸不著”的地下，如何能讓鉆井作業(yè)跟開導(dǎo)航車一樣，一路暢通無阻？“我們公司鉆井工程技術(shù)研究院的科研人員歷時(shí)兩年多，自主研發(fā)了一套鉆井工程數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)，為鉆機(jī)安上‘千里眼’、裝上‘智慧腦’，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鉆井作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)井下風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警。”中原石油工程公司相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，截至目前，該系統(tǒng)已在該公司西北工區(qū)的21個(gè)井隊(duì)中投入使用，日均發(fā)現(xiàn)并提示異常信息10余條，規(guī)避了故障復(fù)雜約50余井次，讓工區(qū)的復(fù)雜故障發(fā)生率降低了約20個(gè)百分點(diǎn)。

　　“千里眼”實(shí)時(shí)監(jiān)控 地下數(shù)據(jù)飛入“云端”

　　“數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳系統(tǒng)就像駕駛員通過儀表盤了解汽車狀態(tài)一樣，無論是現(xiàn)場(chǎng)操作的司鉆還是千里之外生產(chǎn)指揮中心的技術(shù)專家，都能看到鉆井的工程參數(shù)?！痹摴俱@井工程技術(shù)研究院鉆井裝備專家李鷹峰介紹。

　　據(jù)介紹，該院科研人員充分利用現(xiàn)場(chǎng)VDX鉆井參數(shù)儀采集的數(shù)據(jù)資源，深入挖掘數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值，通過研制的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳智能終端，實(shí)現(xiàn)與鉆井參數(shù)儀數(shù)據(jù)交互，將50多項(xiàng)工程參數(shù)通過專用數(shù)據(jù)鏈路高速上傳至數(shù)據(jù)中心。

　　“該系統(tǒng)在數(shù)據(jù)回傳上表現(xiàn)卓越，其數(shù)據(jù)更新速率遠(yuǎn)超同類產(chǎn)品，是國(guó)內(nèi)平均水平的兩倍以上，因此能更精準(zhǔn)地捕捉瞬時(shí)的關(guān)鍵工程信息，為鉆井作業(yè)提供更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持?！崩铤椃逭f。

　　此外，該系統(tǒng)還自帶井隊(duì)報(bào)表生成和匯總功能，大大提高了報(bào)表管理效率，減輕了現(xiàn)場(chǎng)人員的工作量?！盀楸阌趯?shí)時(shí)查詢和監(jiān)控，我們還特別推出了移動(dòng)端APP，讓鉆井‘大數(shù)據(jù)’觸手可及，隨時(shí)隨地掌握鉆井動(dòng)態(tài)參數(shù)。”李鷹峰表示。

　　“智慧腦”敏銳感知 風(fēng)險(xiǎn)故障提早預(yù)警

　　5月11日，中原石油工程公司鉆井工程技術(shù)研究院青年專家勝亞楠，帶領(lǐng)科研人員對(duì)新安裝風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)的兩套鉆井設(shè)備進(jìn)行了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)調(diào)試，以保障其預(yù)警的精準(zhǔn)度。

　　“目前，鉆井現(xiàn)場(chǎng)的卡鉆故障識(shí)別主要依靠司鉆和技術(shù)人員的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，缺乏相應(yīng)的輔助軟件，風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的準(zhǔn)確度和效率難以保證?，F(xiàn)有卡鉆識(shí)別技術(shù)在監(jiān)控信息綜合利用能力和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警及時(shí)性等方面，仍有待加強(qiáng)和完善?！眲賮嗛f。

　　勝亞楠帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)，通過分析鉆井作業(yè)過程中卡鉆故障的專家知識(shí)判斷，確定了卡鉆風(fēng)險(xiǎn)對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵表征參數(shù)，并研究了卡鉆發(fā)生位點(diǎn)的關(guān)鍵表征參數(shù)的變化趨勢(shì)，得到了相應(yīng)的變化規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)成功建立了基于工程參數(shù)變化趨勢(shì)異常診斷的卡鉆故障實(shí)時(shí)預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了卡鉆故障的實(shí)時(shí)智能診斷。

　　為了驗(yàn)證系統(tǒng)的可靠性，科研團(tuán)隊(duì)選取了發(fā)生卡鉆的歷史井進(jìn)行數(shù)據(jù)反演。軟件預(yù)警結(jié)果與實(shí)際井下風(fēng)險(xiǎn)相吻合，驗(yàn)證了預(yù)警系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性?！霸趯?duì)一口歷史井的反演測(cè)試中，我們的系統(tǒng)有2次起鉆遇阻和1次扭矩過載預(yù)警。這表明，系統(tǒng)在收到遇阻報(bào)警發(fā)出后，相關(guān)人員若能及時(shí)采取相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避措施，就能有效防止卡鉆故障的發(fā)生。”勝亞楠表示。

　　“智囊團(tuán)”晝夜守護(hù) 鉆井之路暢行無阻

　　在成功實(shí)現(xiàn)卡鉆風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的基礎(chǔ)上，科研人員瞄準(zhǔn)鉆井液出口排量監(jiān)測(cè)的難題，創(chuàng)新性提出了鉆井液出口排量非滿管流量測(cè)量方法，并成功研制了出口排量定量測(cè)量裝置，實(shí)現(xiàn)了出口排量的精準(zhǔn)量化。同時(shí)，他們還設(shè)計(jì)了雷達(dá)波液面監(jiān)測(cè)技術(shù)電路，并開發(fā)了基于液面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的溢漏風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警軟件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)溢漏風(fēng)險(xiǎn)的早期預(yù)警。

　　“預(yù)警系統(tǒng)最大的價(jià)值在于提早發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)，從而為操作人員預(yù)留出充足的‘搶救時(shí)間’?！眲賮嗛f。

　　普光P3021-5井是中國(guó)石化集團(tuán)公司打造的首批示范井。鉆井工程風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)為這口井的順利完鉆立下了汗馬功勞。

　　當(dāng)該井施工到3250米時(shí)，頂驅(qū)轉(zhuǎn)速、扭矩等關(guān)鍵參數(shù)出現(xiàn)異常波動(dòng)，預(yù)警系統(tǒng)每隔2分鐘發(fā)出1次聲光同步的卡鉆風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。得益于這套系統(tǒng)的精準(zhǔn)預(yù)警和現(xiàn)場(chǎng)人員的迅速響應(yīng)，潛在的卡鉆故障被成功避免。整個(gè)鉆探期間，預(yù)警系統(tǒng)共捕捉并提示了15條異常信息，為普光P3021-5井的安全完鉆提供了保障。

　　當(dāng)前，科研團(tuán)隊(duì)還在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)?！敖酉聛?，我們將重點(diǎn)攻關(guān)工況智能識(shí)別與司鉆操作智能提醒技術(shù)，為現(xiàn)場(chǎng)司鉆配置一個(gè)‘輔助駕駛系統(tǒng)’，不僅實(shí)時(shí)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)提示，還將精準(zhǔn)指導(dǎo)司鉆優(yōu)化鉆井操作，從而提高鉆井效率并降低風(fēng)險(xiǎn)?！眲賮嗛f。