Page 104 - 《精细化工》2020年第11期
P. 104

·2250·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 37 卷

            子纤维素（LV-PAC）聚合物为原料，制备了碱性钻                          当前，智能传送设备主要为智能钻杆及其附属设备。
            井液。通过对泥饼表面的表征观察到，泥饼具有智                                 荣继光   [33] 以双层有线钻杆、微处理下位机、井
            能亲水、疏水性能转化以及自恢复行为。实验表明，                            下测量传感器、地面控制系统等设计出一种智能钻
            致密泥饼在 110 ℃下，页岩膨胀率从 63.89%降低到                      柱，实现了对钻井液数据的实时监测，确保在 2 min
            36.44%，且钻井液流变性稳定。实现了在设计温度                          内判断出溢流地点及溢流程度大小。另外，在井眼
            内（70~110 ℃）有效降低页岩水化膨胀的目的。                          轨迹方面能够依据智能钻柱高频信号传输及时反馈
                 黄进军等    [30] 从增强抑制剂作用效果出发，以顺                  给地面系统，同时配合钻具实时监控系统对钻进方
            丁烯二酸酐、三乙醇胺等研发出了智能 HGI 抑制剂，                         向做出校正，确保钻井工作顺利进行。
            该抑制剂末端的“钩形”羟基与黏土表面的正电性                                 GURK 等  [34] 为解决井下工具在其使用寿命范围
            离子构成螯合键使得抑制剂紧紧吸附在黏土表面                              内被磨损破坏、无法高效传送钻井液、操作员频繁
            上，同时黏土与 HGI 易于形成氢键加强吸附作用。                          操作等问题，开发了“智能干预”系统。该系统的
            另外，HGI 与黏土的静电作用加固了吸附效果，以                           核心部件为模块化随钻测量（MWD）式传感器接头，
            上 3 点使得 HGI 牢固地吸附在黏土表面上，实现了                        可在井下收集钻头质量、扭矩、转速、弯矩、振动、
            智能应对不同环境变化，长久有效地形成抑制作用。                            环空压力和钻孔压力等测量值，然后通过钻井液泥
                 除强化抑制性能外，增加抑制剂的附属性能也                          浆脉冲遥测技术将信息传输到地面，并在钻台监视
            是实现智能化的一个方向。郝彬彬等                  [31] 利用非离子       器上进行展示，以便更清楚地了解井下工具及其周
            的线型嵌段聚合物和聚醚胺类聚合物合成出抑制作                             围发生的情况，使操作员作出决定并采取行动，达
            用性能突出的智能页岩抑制剂。当向钻井液添加不                             到进行智能优化干预的目的。经过现场测试，证明
            同剂量页岩抑制剂时，在保证钻井液流变性不变的                             了该系统能够显著提高钻井效率，减少不确定性因素
            条件下，大大降低了常温下钻井液的滤失量，使得                             的发生。
            钻井液性能保持稳定，实现了钻井液的智能化。                                  ZHOU 等  [35] 介绍了一种智能钻井液传送设备的
                 常见的化学方式解决井壁稳定的方法有调节吸                          附属设备 Ra-D 型智能钻机，其以轻型机械手钻杆
            附性和离子交换两种          [32] 。其中，吸附性的研究对实               操作系统为主，能够操作和运送各种钻杆设备，通
            现抑制剂智能化作用更加明显。当前，钻井液页岩                             过计算机系统实现远程控制，将钻杆以正确的顺序
            抑制剂的智能化一方面体现在提升抑制剂吸附效                              进行排放，并把管架固定在钻井平台上，以便传输
                                                               所携带的设备。在机械手可使钻杆在机头框架内转
            果，以便在不同环境中保持抑制效果不受影响；另
                                                               移的作用下，将装有钻杆的钻机保持在水平位置，
            一方面体现在实现抑制剂配伍功能强化，确保钻井
                                                               完成安装操作，确保钻井液正常传送。缩短了人工
            液其他性能不因抑制剂的添加而受影响。总的来说，
                                                               操作时间，提升了钻井液运输速率。
            页岩抑制剂智能化尚在初级阶段，未来仍有很大的
                                                                   目前，智能钻井液传送设备作为钻井液传送的
            发展空间。
                                                               重要载体，利用附着在钻杆上的测量传感器以及地
            2    钻井液智能辅助系统                                     面控制系统，实现对钻井液参数的实时监测，使钻
                                                               井液能够安全高效运达井下。但钻井液为循环利用
                 钻井液智能辅助系统既包括钻井液传送、钻井                          产品，而对钻井液循环系统的智能化报道较少，建
            液循环以及实时监测等必要装置，又包括钻井液信                             议今后应加强该方面的研究（如固控设备等）。
            息共享平台建设、钻井液智能操控系统的研发，是                             2.1.2    智能钻井液监测装置
            实现钻井液智能化的重要环节。随着计算机技术、                                 作为智能化钻井技术的监控设备，钻井液监测
            信息传输技术以及传统机械的进步，钻井液辅助系                             装置的研究相对开始时间较早，因此监测数据也相
            统的智能化在近年来快速发展，得到了众多学者的                             对准确，智能监控的类型也更加多样，如井漏预测、
            广泛关注。                                              滤失量测定、泥浆密度检测、流变性预测及泥饼渗
                                                                                   [1]
            2.1   智能控制系统                                       透率预测等都有所涉足 。
            2.1.1    智能钻井液传送设备                                     何宏等   [36] 针对现场钻井液密度测量困难等问
                 钻井液传送设备被形象地称为智能钻井液的                           题，设计出一种智能传感密度监测设备，其核心技
            “双脚”，其作用为将钻井液有效运送到井下，并实                            术为硅谐振传感器，钻井液在传感器两膜片上形成
            时监测钻井液数据是否正常，并及时反馈到地上平                             压差，再将压差信号由单晶硅谐振式传感器上的两
            台。因此，对智能钻井液传送设备的研究十分重要。                            个 H 型振动梁转换为频率信号，直接传送到 CPU
   99   100   101   102   103   104   105   106   107   108   109