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石油鉆井工程事故的預(yù)警技術(shù)芻議

文檔作者：張旭龍文檔來源：中國石油集團(tuán)長城鉆探工程技術(shù)研究院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年09月25日
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2014 年11 月
石油鉆井工程事故的預(yù)警技術(shù)芻議
張旭龍
中國石油集團(tuán)長城鉆探工程技術(shù)研究院124010
摘要：近年來，隨著我國石油需求量增長趨勢(shì)不斷的提高，我
國無論是國內(nèi)鉆井采油還是國外投資工作都在呈現(xiàn)著快速增長
的態(tài)勢(shì)，因此從鉆井工程安全方面進(jìn)行技術(shù)的改進(jìn)與采用也就顯
得非常的重要。本文主要從石油鉆井工程在事故預(yù)警技術(shù)方面
進(jìn)行芻議，希望通過智能化的模糊診斷專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面的芻
議來為部分鉆井工作提供一份參考資料。
關(guān)鍵詞：鉆井工程；預(yù)警技術(shù)；要素；模糊診斷專家系統(tǒng)
一、前言
目前，在石油鉆井的工程項(xiàng)目上，其具有資金投資要求較高、
安全操作風(fēng)險(xiǎn)較高、施工技術(shù)要求較高以及隱蔽性較強(qiáng)等特點(diǎn)。
因此，在鉆井的過程中，一旦遇到復(fù)雜多變的地層或者某一工序
失誤時(shí)，將有可能引發(fā)工程事故，使整個(gè)工程受到影響，對(duì)施工人
員的人身安全與企業(yè)的財(cái)產(chǎn)安全具有巨大的威脅。因此，做好事
前的預(yù)警工作，提前把可能出現(xiàn)的事故進(jìn)行排除也就非常的重
要。而智能化的模糊診斷專家系統(tǒng)技術(shù)由于屬于對(duì)傳統(tǒng)預(yù)警技
術(shù)的升華，主要運(yùn)用到了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，因此可以結(jié)合鉆井工
程的實(shí)際情況進(jìn)行事故預(yù)警。
二、智能化的模糊診斷專家系統(tǒng)技術(shù)
1.設(shè)備故障診斷
在設(shè)備故障的診斷上，主要有狀態(tài)監(jiān)測(cè)、分析診斷以及治理
預(yù)防等三個(gè)階段，下面進(jìn)行簡要的列舉。
①、狀態(tài)監(jiān)測(cè)
狀態(tài)監(jiān)測(cè)所指的是對(duì)設(shè)備日常正常的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，主
要運(yùn)用到傳感器對(duì)設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行采集，在免除
干擾參數(shù)的基礎(chǔ)上，把鉆井設(shè)備的主要特征參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。
②、分析診斷
在傳感器狀態(tài)監(jiān)測(cè)獲取設(shè)備的相關(guān)參數(shù)后，將對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)
行對(duì)比與分析，對(duì)于與故障參數(shù)存在同向趨勢(shì)的要進(jìn)行故障原因
與發(fā)生部位的排查，從而為下階段的治理預(yù)防提供最基本的數(shù)據(jù)。
③、治理預(yù)防
在進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)與分析診斷后，對(duì)于出現(xiàn)故障或者有故障趨
向的部位進(jìn)行治理與預(yù)防，保證設(shè)備在運(yùn)行上的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。目前，
傳統(tǒng)經(jīng)典數(shù)學(xué)預(yù)算方式已經(jīng)不再可以很好的描述到診斷系統(tǒng)，因
此可以運(yùn)用到模糊推理與理論來解決不確定的問題與故障。
2.專家系統(tǒng)
專家系統(tǒng)在定義上，主要指的是在運(yùn)用智能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)程序
后，能夠?qū)θ祟愄崆拜斔偷拿顏砟７聦＜夜逃型茢嗄芰Γ⒏?
據(jù)命令要求來解決實(shí)際存在的故障與問題。因此，具有鮮明的啟
發(fā)性、靈活性以及透明性的優(yōu)點(diǎn)。目前，專家系統(tǒng)從技術(shù)方面的
設(shè)計(jì)，其主要結(jié)構(gòu)有：知識(shí)庫、人機(jī)界面、推理機(jī)、知識(shí)庫、綜合數(shù)
據(jù)庫和解釋器六個(gè)部分。
目前，專家系統(tǒng)在預(yù)警技術(shù)上，主要利用解釋器向工作人員
提出兩個(gè)問題。一是專家系統(tǒng)為什么要向技術(shù)人員提出故障問
題，二是計(jì)算機(jī)技術(shù)是如何獲取最后的結(jié)論。因此，對(duì)于鉆井工
程的事故預(yù)警技術(shù)來講，不但是人類專家對(duì)系統(tǒng)知識(shí)的輸送，也
是計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)人類故障問題判斷的一種供給。
在石油鉆井工程的事故預(yù)警工作上，其所花費(fèi)的時(shí)間較長、
環(huán)境較為惡劣，因此對(duì)于從事預(yù)警工作的技術(shù)人員來講具有巨大
的挑戰(zhàn)，如果只是以人工經(jīng)驗(yàn)或者參數(shù)監(jiān)測(cè)是無法完成這個(gè)系統(tǒng)
工程的。但是對(duì)于專家系統(tǒng)來說，由于其并不會(huì)受到人力與精力
等方面的影響，只要計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)符合要求，其就可以高效率
的與連續(xù)的進(jìn)行工作。另外，對(duì)于日常的故障經(jīng)驗(yàn)或者相關(guān)數(shù)據(jù)
其可以長時(shí)間的保存，在對(duì)其知識(shí)庫進(jìn)行升級(jí)后，其還可以提升
與吸取新的操作經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)系統(tǒng)的預(yù)警技術(shù)。
3.建立系統(tǒng)模型
（1）建立預(yù)警模型類庫
在預(yù)警技術(shù)的運(yùn)用上，從事故對(duì)象的分析到預(yù)警技術(shù)的設(shè)計(jì)
制造屬于一個(gè)逐漸擴(kuò)散與細(xì)化模型的步驟，下面對(duì)其步驟進(jìn)行簡
要的列舉。
①細(xì)化對(duì)象
對(duì)系統(tǒng)中對(duì)象之間的交互作用與相關(guān)行為進(jìn)行細(xì)化，從而形
成一整套明確的、完整的以及穩(wěn)定的定義。然后在根據(jù)參數(shù)和事
故問題微秒關(guān)系的前提下，把已經(jīng)出現(xiàn)過事故的行為、趨向等進(jìn)
行關(guān)聯(lián)，確定參數(shù)的可用性。
②認(rèn)定類型
在預(yù)警技術(shù)模型的設(shè)計(jì)上，一般都要求分為不同種類。例如
出現(xiàn)溢流、井涌、井噴、氣侵或者油侵等分到溢流的類型上。
③重用支持設(shè)計(jì)
在根據(jù)某類對(duì)類庫進(jìn)行建設(shè)分類后，還要對(duì)該類型進(jìn)行重用
與實(shí)例化。主要可以根據(jù)上面說簡述到步驟，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)化的模
型類庫。
（2）建立模型
①在之前經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)事故參數(shù)的變化情況來確立事故
發(fā)生特殊點(diǎn)，然后對(duì)事故與參數(shù)行為、部件等屬性進(jìn)行聯(lián)系。
②對(duì)于出現(xiàn)過工程事故案例的鉆井與設(shè)備條件、錄井參數(shù)等
進(jìn)行分析與研究，得到他們之間的關(guān)聯(lián)點(diǎn)進(jìn)行關(guān)系的確認(rèn)。主要
關(guān)系包括包含、繼承、創(chuàng)建等靜態(tài)關(guān)系。
③建立動(dòng)態(tài)對(duì)象間的主要關(guān)系，然后才能形成一套較為全面
的系統(tǒng)模型。如表1所示。
表1、工程參數(shù)與鉆井工況之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系
結(jié)論
綜上所述，石油鉆井工程事故的預(yù)警技術(shù)可以良好的預(yù)防到
事故的發(fā)生，為鉆井的施工工作人員提供人身安全的保障，避免
石油企業(yè)的財(cái)產(chǎn)不必要的損失。因此，希望我國加大對(duì)這方面的
研究力度。
參考文獻(xiàn)：
[1]夏虹；劉永闊；謝春麗.設(shè)備故障診斷技術(shù)[M].哈爾濱:哈爾
濱工程大學(xué)出版社，2010.
[2]吳俊杰.鉆井工程事故監(jiān)測(cè)和預(yù)警方法研究［J］.錄井工程，
2006.
施工管理
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