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合肥利民钻井队

    合肥钻井过程中的故障检测与诊断方法

    作者:合肥钻井 日期:2020-07-24 点击:678
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      钻井是高投入、高风险的工程,特别是在复杂层段或新探区,凭经历打井常常事故不时,处置事故不但耗费了大量的人力和物力,而且大大进步了钻井费用,形成资金和时间的宏大糜费。应用钻井过程中的各种信息及时发现钻井异常状况,预防钻井事故的发作是钻井人员长期研讨的严重课题,研讨方向也由事故后的剖析到事故前的剖析、预测和辨认。

      但是,目前现场钻井过程中的异常辨认和故障诊断,主要还是靠现场工程技术人员和操作人员的肉眼察看,依据钻井参数的变化趋向和现场经历进行异常状况的判别。这不只需求高度的义务心,而且需求现场工作人员具有较高的专业学问程度和实践工作经历。钻井过程中,在钻井事故发作前绝大多数状况下都有某些前兆,即表现为某些钻井参数的异常。从呈现事故征兆到事故的发作常常时间距离很短,有的为几分钟以至更短。因而,及时发现钻井参数异常,对可能发作的事故进行实时预告,以采取相应的处置措施,才干避免钻井事故的发作。

      一、合肥钻井故障检测与诊断的根本思想

      1.故障检测

      故障检测是依据设备运转过程中所产生的各种信息来肯定系统的运转状态。经过对实时采集到的各子系统(或部件)的信号进行剖析和处置,即可对系统的运转状况进行辨认和判别,肯定能否可能发作故障。信息的来源普通有两种,一种是系统运转过程中所产生的信息,另一种是经过对某一部件或者对整个系统进行鼓励使之产生信息。检测的目的就是搜集故障诊断所需的信息,包括由各种传感器丈量的信号,正确、有效信号的获取是进行故障诊断的先决条件。检测的根本办法是将系统正常运转时的值作为规范值加以记载,当丈量值与规范值之差超越某一给定的阈值时,则以为是异常状态。

      2.故障诊断

      依据检测到的异常状态,判别故障类型、故障发作的部位,找出故障发作的缘由,估量出故障的严重水平,进行相应的评价与决策是故障诊断的主要内容。故障检测与诊断是统一的整体,因而有时也可把故障检测与诊断简称为故障诊断,实践上它是系统运转过程中的异常状态辨认。在实践过程中,系统状态自身是一个动态变化和开展的过程,当前的正常状态在一定时间后可能会开展变化为异常状态。因而,故障的诊断必需包括设备运转状态的检测和辨认、系统运转状态的趋向剖析和诊断决策。笼统到理论上来看,系统的故障诊断就是信息处置和系统辨识在现代诊断技术中的应用。

      二、合肥钻井故障检测与诊断的根本过程

      1.信息采集

      信息采集是进行故障诊断的根底,系统运转过程中的信息普通有两种,一种为以能量方式表现的物理信号,另一种是以物态方式表现的系统信息。对经过能量方式表现出的物理信号(如各种方式的力、压力、温度、振动波等),普通采用实时检测方式;对某些以物态方式表现出的信号,当不能用传感器直接丈量时,可采用人工剖析描绘的方式进行量化处置。在对系统运转时的有关信息进行检测时,应尽可能选择对故障反映敏感的特征参数,以进步诊断结果的牢靠性,同时必需思索到环境要素的影响。

      2.特征提取

      由传感器丈量的信号普通其特征表现不明显,某些状况下很难直接用于故障的判别。因而,常常需求对直接采集的信号进行时域或频域内的剖析处置,并对信号的变化进程进行趋向剖析,以提取对故障诊断最有用的特征参量。

      3.故障诊断

      故障诊断就是应用信号剖析处置后所得到的特征参量,运用各种学问和经历取得的各种故障形式,对系统运转状态的辨认、判别和预告。

      三、合肥钻井故障检测与诊断的常用办法

      由于系统组成的差别性和故障的多样性,在实践消费过程中构成了多种故障检测和诊断理论。固然其详细办法各种各样,但可归结为三大类,第一类是基于系统动态模型的办法;第二类是基于因果关系的诊断办法;第三类是基于学问的诊断办法。

      基于动态模型的诊断办法是依据系统的输入输出关系树立系统的动态模型(或状态模型),应用观测器或滤波器对系统的状态或参数进行重构,并构成残差序列,然后采用一些措施来加强残差序列中所包含的故障信息,抑止模型误差中的非故障信息,经过残差序列的统计剖析即可检测出系统能否产生了故障并进行故障诊断。该办法普通常用于对控制系统的故障诊断。