谈钻井基于C/S空气钻井安全预警系统设计

摘要 近年来，由于川东北地区独特的地理条件以及空气钻井技术尚未成熟，各种钻井安全事故连绵不断，造成了严重的经济损失。为此，分析了空气钻井安全异常类型及其发生的根本原因，建立了预报模型，探讨软件系统业务流程以及数据流程，采用C/S结构作为系统开发模式，开发设计出空气钻井安全预警软件平台，在与之配套的硬件系统支持下实现安全预警功能，从而有效地预防和减少钻井事故。
关键词 C/S结构 ；空气钻井；安全预警；系统设计
A 文章编号 1674-6708（2013）88-0199-02
0 引言
由于国内空气钻井技术还不够成熟，导致在钻井过程中存在许多安全隐患，钻井事故时常发生，比如井下燃爆、地层出水、气测异常等。中国石化近年来一直致力于研发一套完善的空气钻井事故监测预警系统，并不断改进，使之能对空气钻井异常事件进行实时监控和预警，为钻井工作人员提供井下数据显示，有效地预防事故的发生。

1 安全预警系统基本原理

图1为安全监测预警系统工作流程图。系统采用C/S结构。综合录井仪是钻井设备自身配置，对悬重、扭矩等工程参数进行检测，输出标准信号，然后基于UDP传输给上位机。模块化数据采集监测综合录井仪没有覆盖的参数，包括一氧化碳，氧气，二氧化碳，硫化氢和（高、低）甲烷六种气体参数以及立压、温度、湿度三种参数

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。排沙口所取得被测样品经过除尘与传感器接触，传感器所得信号经过模块化数据采集系统处理后，通过串口传输到上位机。以上两路数据将被存入数据库中。
上位机预警平台对数据库中的实时数据进行分析处理，通过可视化软件界面实现监测预警功能。

2.2 系统数据分析

监测单；单参数报警阈值表SimpleAlert，用来设置各单参数的阈值包含阈值ID，对应单参数ID、正常低值、正常高值、井深。

2.3 系统业务处理流程分析

系统的业务处理流程如图2所示，用户经登录系统进入系统主界面，通过子系统选择，实现监测预警、系统维护、参数重置、帮用户助和查询打印等功能。
监测预警子系统用于对钻井参数进行实时监测预警，包括单值预警和综合预警。其中，前者对每个单一参数进行监测，并用数据和曲线图反映。综合预警监测和预报八种异常事件，可视化显示各趋势值变化情况，实现分级预警。
系统维护子系统用于系统管理员对各用户的权限管理，并且提供数据备份和数据清理功能，提高系统安全性和降低数据库冗余度。
参数重置子系统包括单参数预置、综合预警参数预置以及分级参数预置。在钻井过程中，各种预置参数不是固定不变的，而是随着井号、井深、钻井时间以及环境条件的改变而改变的，包括单参数预置、综合预警参数预置以及分级参数预置。
查询打印子系统根据查询需求对各类数据进行预览和按照所需格式打印，包括查询打印事故通知单和历史数据查询。
用户帮助子系统提供用户等设置。
3 结论
本项目研究的空气钻井安全监测系统已正式投入使用于到川东北地区元坝气田的钻井现场，气体浓度的测量精度控制在±4%FS之内，满足系统要求的±5%FS，预警系统能在工程要求的5秒内做出准确及时的预警响应，有效地对空气钻井安全事故进行监测和预警。
图2 安全预警系统业务流程图
参考文献
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