提速增效始终是钻井寻求的方针,如安在钻进过程中获取钻头的实在参数,为进步钻头破岩功率供给数据支撑,一直是成功石油工程公司钻井工艺研讨院青年博士后黄哲苦苦思索的课题。
现阶段,依托安装在螺杆上游的丈量设备取得的数据存在缺乏,难以供给实在牢靠的提速提效剖析。黄哲把目光投向国际上选用的智能钻头产品,但经深化调研,国外智能钻头主要为探管式与偏置式两种规划思路,前者仅能进行运动参数的丈量,后者存在应力参数解耦难度巨大的问题。
“与其跟在老外后边吃灰,不如奋勇赶上、弯道超车。”黄哲决议带领团队,另辟蹊径研制国产智能钻头。
“依据刚体运动理论,钻具上恣意方位的振荡、滚动参数可由刚体运动方程描绘。也就是说,假如经过合理的传感器摆放安置,取得9组线性无关的丈量数据,就可以经过数学办法对钻头全体的运动参数进行反演剖析……”
黑板上的阵列画了又擦,推满公式的草纸摆了一地,经过数月的沟通评论与公式推导,黄哲团队规划出多种完成计划,却在后续证明中纷繁败下阵来。
那些日子,搭档们常常听到黄哲工作室里传来碎纸机的声响,就知道博士的方程又没解出来。重复的调研、考虑、推倒重来,团队好像陷入了一个“怪圈”。
上一年“五一”劳动节期间,黄哲决议给大伙放个假,放松一下严峻的大脑。他与三五老友在网上小聚,聊日子、打游戏,游戏里火炮弹道从立体到平面的视角切换,促进他脑袋中灵光一闪。
黄哲仓促跑回工作室进行规划推导验证,终究清晰了棱柱式的阵列结构。困扰他良久的阵列方程欠定无解、阵列载体与钻头结构对立、模块嵌入钻头接箍难题,以及钻压、扭矩、弯矩的解耦等一系列问题悉数方便的处理。
处理阵列与结构计划仅仅技能道路的第一步,数据的计算办法则是拦在黄哲面前的第二道难题。
引进随机噪声展开数据测试后黄哲发现,当时算法在转速求解上受噪声搅扰严峻。究其底子,是因为算法中没考虑各物理参量间的内部联系。所以,黄哲又引进物理束缚进行了数据校对,依据成果得出,根据新办法的计算差错明显下降。
两年时刻,黄哲团队针对不一样的使用需求,连续开发了探管式、偏置式、阵列式三种计划的智能钻头丈量体系,为推进咱们国家智能钻井技能进步贡献了三块重要的“拼图”。
2022年,黄哲团队研制的智能钻头先后在牛页、义页、渤深等要点区块进行了现场实验,累计入井7井次,振荡、滚动、井斜、井温等多参数丈量的数据完好、特征明显,开始完成了钻头实在工况听诊,而且经过要害参数的超前猜测与云图制作,确定了钻井参数优化区间。
“咱们还模仿鸟群捕食信息同享战略,建立了多方针的钻井参数计划点评模型,探究了智能钻井参数的优化决议计划办法。”黄哲介绍说,“这样一来,就可以终究靠钻前剖析和钻时校对,为全自动钻机供给送钻参数道路,躲避井下危险、进步钻井功率。”
智能钻头取得了重大突破,黄哲又再接再励地朝着下一个方针跨进:以智能钻头参数感知为突破口,持续展开井下东西自动操控与地上钻井参数优化决议计划技能讨论研讨,尽力构成以钻头参数收集-剖析-操控-优化“四位一体”的智能钻头参数感知与优化操控技能,完全打破国外技能独占与数据封闭。
风劲潮涌,自当扬帆破浪;负重致远,更需策马加鞭。捧着集团公司优秀青年科学技能创新人才的荣誉,黄哲再次闯入科技迷宫悉心求索,以芳华的名义在新时代的画卷上绘就新的任务与担任。