(仅供参考)自动化智能化石油钻井系统
自动化智能化石油钻井系统
引言概述：自动化智能化石油钻井系统是现代石油钻探的一项重要技术发展。
随着科技的不断进步和石油需求的增加，石油钻井行业正面临着越来越大的压力和挑战。
传统的钻井方法存在着人力成本高、效率低下、安全风险大等问题。
因此，引入自动化智能化石油钻井系统成为一种必然趋势，将为石油钻井行业带来巨大的改变。
正文内容：大点1：自动化钻井设备1.1钻井工具自动化控制系统：通过安装传感器和执行器，对钻井工具进行自动控制，实现自动起下钻、测井等操作。
这样可以提高钻探效率，减少人力成本。
1.2井下遥测系统：通过无线传输技术将井下传感器数据传输到地面，实时监测井下状态，提高钻井安全性。
同时，地面人员可以通过数据库系统对井下数据进行实时分析，优化钻井过程。
大点2：智能化钻井控制系统2.1自动化地层控制系统：通过智能算法对地层属性进行分析和预测，自动调整钻井参数，提高钻井效率和质量。
例如，根据地质信息，自动调整转速、钻压等参数，避免钻头卡钻等问题。
2.2自动化井眼质量控制系统：利用传感器监测井眼质量，自动调整钻井工具的位置和角度，确保钻井过程中的钻孔垂直度和形状的准确性。
这有助于提高井下油气采集效率。
大点3：智能化数据分析和优化系统3.1数据采集和存储系统：通过安装传感器和数据采集设备，实时采集井下各项参数数据，并将其存储在数据库中。
这为后续的数据分析和优化提供了基础。
3.2数据分析和决策支持系统：利用大数据和技术，对井下数据进行分析和建模，预测井下状况，提供决策支持。
例如，根据历史数据和预测模型，预测出最佳的钻井工艺和参数设置。
大点4：智能化设备监控和维护系统4.1机器学习技术在设备监控中的应用：利用机器学习技术，对各个设备的运行状态进行监控，并进行故障预测和维护调度。
这能够提高设备的可靠性和寿命，减少维修成本和停工时间。
4.2远程监控和维护系统：通过无线通信技术，实现远程对井下设备的监控和维护。
地面的专业维护人员可以通过遥控设备进行操作和故障处理，减少人员在井下的作业时间，降低作业风险。
现代钻井技术发展趋势
现代钻井技术发展趋势钻井技术是石油勘探开发中至关重要的环节。
随着石油需求的增加和传统油田开采难度的加大，现代钻井技术不断得到创新与改进。
本文将介绍目前现代钻井技术的发展趋势。
一、自动化技术的应用现代钻井平台越来越趋向自动化。
通过引入先进的传感器技术和数据处理系统，钻井作业可以实现全程自动化控制。
自动化技术的应用可以大大提高作业效率，降低人为操作的风险，减少人力资源的浪费。
目前，自动化钻井系统已经在一些油田实际应用，并取得了显著的效果。
二、智能化技术的发展随着人工智能和大数据技术的发展，智能化钻井技术逐渐成为现代钻井技术的发展方向之一。
通过采集和分析井下、井上各种数据，智能化钻井系统可以根据实时情况做出智能决策，优化钻井参数，提高钻井效率和安全性。
此外，智能化钻井技术还可以进行数据模拟和预测，帮助工程师更好地制定钻井方案，降低开采成本。
三、超深井钻探技术的突破随着传统油田资源逐渐枯竭，为了满足能源需求，超深井钻探技术成为了发展的重点。
超深井钻探技术是指对井深超过5000米的油气井进行钻探和开发。
由于钻井深度较大，井下温度和压力等条件极端恶劣，超深井钻探技术面临着巨大的挑战。
为了解决这些问题，钻井工程师们正在研发新型的钻井设备和钻井液，以及针对超深井钻探的特殊钻井工艺。
四、环保技术的应用随着环保意识的提高，现代钻井技术也在积极应用环保技术。
在钻井过程中，会产生大量的废水、废气和固体废弃物，对环境造成严重污染。
为了减少对环境的影响，钻井公司正在研发和应用高效的废物处理技术和环保设备，以实现废物的回收和再利用，减少对自然资源的消耗。
现代钻井技术的发展趋势主要包括自动化技术的应用、智能化技术的发展、超深井钻探技术的突破和环保技术的应用。
这些技术的应用将使钻井作业更加高效、安全和环保。
随着科技的进步和创新的不断推动，相信未来的钻井技术将会取得更大的突破和进步，为石油勘探开发做出更大的贡献。
石油钻井自动化关键技术应用
浅谈石油钻井自动化关键技术应用【摘要】石油钻井技术的不断进步，尤其是智能化、自动化技术的发展，为石油开采技术的全面发展提供很好的平台。
本文将围绕当前石油钻机技术的运用现状进行分析，并从多方面如测量与地质导向钻井、电子智能钻柱等关键技术进行分析，更好的推动石油钻井技术的全面进步。
【关键词】石油钻井自动化关键技术应用模式石油钻井自动化关键技术是当前一项重点运用模式，主要从整个发展的现状出发，突出自动化、智能化的运用方法，突出机械化、科学化钻井的阶段性发展，形成整体发展的局面。
1 简述石油钻井自动化技术的运用现状1.1 增产技术的相对应用在石油钻井开采技术的处理上，一般情况下采用的是井内爆炸技术、水力压裂理论与技术、高能气体压裂技术三种技术方式。
从技术层面来看：三种油藏开采技术各有优势，井内爆炸技术是从物体的三种状态进行技术研究，主要是围绕固态、液态和气态炸药在井内的爆燃效果，通过这种方法，可以在井内产生多条裂缝，从而有效减弱在爆炸过程中对地表造成的表皮损坏，实现天然裂缝与井筒的自然连接，避免机械性能失效的现象发生；水利压裂理论与技术的应用，是基于一定的高压泵组，通过将高粘液体以超大的能量载体形式不断注入井中，在井底形成高压的状态，改变由于泥岩的不稳定，给吸水蠕变和膨胀造成套管等影响，尤其是温度全面升高的时候，由于注入了一定的水质，并结合泥岩层改变泥岩的力学原理，可以发生不同程度的改变，从而影响到套管会被挤压变形乃至错断，避免这些现象的出现；高能气体压裂技术，利用火药或火箭推进剂快速燃烧，产生的大量高温、高压气体，在机械设备、热能、化学反应和振动脉冲等综合作用下，在井壁附近产生不受地应力约束的多条径向垂直裂缝裂纹，改善导流能力、增加天然裂缝的机会，从而达到增产增注的目的。
1.2 旋转导向钻井与随钻测控制传贮技术1990-1995年德国首先研究和成功应用了世界上第一个自动垂直旋转钻井系统（vds）。
90年代中期，斯伦贝谢等多家大公司先后研究成功了pd等系列rst/rss。
自动化智能化石油钻井系统
五、实现自动化智能化钻井系统的地面关键设备—智能司钻控制系统 1、智能司钻控制系统技术方案 智能司钻控制系统是基于神经网络控制技术，现场总线技术，信息网络技术集成于一 体的全数字化、智能化、网络化、可视化、高度集成化的控制系统。
随钻测量数据实时与钻时预测数据进行比较和修正，使钻井专家系统模型更加科学和合 理。
钻井信息化：钻井现场的钻井工程数据、井眼轨迹数据、随钻测井数据、录井数据、设 备运行以及故障信息、井场视频信息等通过无线网络（如卫星网、ＧＳＭ网络）实时传送到 公司总部，现场工程师和总部的地质师、地球物理师、油藏工程师、设备工程师，可随时参 与和协同工作，设计井眼轨道、调整钻井措施、确定完井策略等提出专家会诊决策指令意见， 反馈到钻井队，实现实时最优化钻井施工，还可使钻井和油藏地质人员“透视”地下三维图 像实时监督正钻井和待钻井的井眼轨迹。
井身结构及随钻轨迹控制：采用钻柱下部组装的随钻测井工具和各类传感器，如地层 电阻率ρ、岩性特征测量探头伽玛γ、中子-密度探头 N-D、声波探头 S、核磁共振探头 NR、 地层空隙压力 P、井斜角θ、方位角α和导向工具面的工具面角ω、钻头井底钻压 pb、井底 转数 n、井底扭矩 Tb、钻柱不同截面处的测力传感器等等，采集并经过处理后准确得到真实 的地层剖面完整资料。主要可包括地层岩性和密度、储层特性及标志层、气顶、油层、夹层、 油底等岩性及其深度、地层流体深度和流体压力、流体性质、实钻三维井身轨迹、钻柱及其 各组配件与钻头的实时工况、井下钻井动态工况等，这些数据与地震、SWD、测井、工程录 井等方法及数据库中的信息，运用软件进行综合分析与整合集成，解释处理得出待钻井段优 化的技术参数及决策，并与设计井身结构地质和工程模型时刻比较，使井下执行工具准确动 作。
2024版石油钻井八大系统(PPT课件)
石油钻井八大系统(PPT课件)目录CATALOGUE•钻井系统概述•八大系统详解•钻井设备介绍•钻井技术探讨•现场操作与安全管理•未来发展趋势预测01CATALOGUE钻井系统概述钻井定义与分类钻井定义利用机械设备，将地层钻成具有一定深度和直径的圆柱形孔眼的工程作业。
钻井分类根据钻井目的和方式不同，可分为地质勘探井、工业油气井、水文地质井、地热井等。
钻井工艺流程包括井场平整、设备安装调试、钻具组合等。
使用钻头破碎岩石，形成井眼。
在井眼内下入套管，并注入水泥浆封固套管与井壁之间的环形空间。
包括井口装置安装、试油测试等作业，最终完成钻井工程。
钻前准备钻进固井完井提供钻进所需的旋转动力和起升动力，是整个钻井系统的核心。
钻机钻具泥浆系统包括钻头、钻铤、钻杆等，用于传递扭矩、破碎岩石并引导井眼轨迹。
由泥浆泵、泥浆池、泥浆净化设备等组成，用于循环泥浆以冷却钻头、携带岩屑并维持井壁稳定。
030201固控系统动力系统控制系统安全防护系统01020304通过振动筛、除砂器、除泥器等设备对泥浆进行净化处理，保证泥浆性能稳定。
为钻机提供动力，包括柴油机、电动机等。
对钻机各部件进行集中控制，实现自动化或半自动化操作。
包括防喷器、防火器材等，确保钻井作业安全进行。
02CATALOGUE八大系统详解钻头、钻柱、转盘、驱动装置等组成提供钻头的旋转动力，破碎岩石，形成井眼功能旋转速度控制、扭矩控制、防卡钻技术等关键技术旋转系统循环系统组成泥浆泵、泥浆管线、泥浆池、钻头等功能循环钻井液，携带岩屑，冷却钻头，稳定井壁关键技术泥浆性能控制、循环压力控制、防漏防喷技术等柴油机、电动机、发电机、传动装置等组成提供钻井所需的动力，驱动各系统运转功能动力匹配技术、节能技术、排放控制技术等关键技术组成天车、游车、大钩、绞车等功能起升和下放钻具，控制钻压，实现钻进和起下钻作业关键技术起升力控制、防碰防顿技术、自动化控制技术等功能控制各系统的运行，实现钻井过程的自动化和智能化组成司钻控制台、电气控制系统、液压控制系统等关键技术控制系统集成技术、故障诊断技术、远程监控技术等03关键技术传动效率控制技术、减振降噪技术、可靠性设计等01组成变速箱、传动轴、万向节等02功能传递动力和扭矩，实现各系统的协同工作1 2 3井口装置、防喷器、压井管汇等组成控制井口压力，防止井喷和井漏，确保钻井安全功能井控装置设计技术、井控工艺技术、应急处理技术等关键技术组成振动筛、除砂器、除泥器、离心机等功能清除钻井液中的固相颗粒，维护钻井液性能，提高钻井效率关键技术固控设备选型技术、固控工艺流程设计技术、固控效果评价技术等03CATALOGUE钻井设备介绍钻机类型及特点陆地钻机适用于陆地石油钻井，稳定性好，移动方便。
国内石油钻机自动化技术现状与建议
国内石油钻机自动化技术现状与建议目前，国内石油钻机自动化技术在以下几个方面取得了一定的进展：1. 现场数据采集和监测系统：国内石油钻机自动化技术已经能够实现对钻机运行情况的实时监测和数据采集，并能够及时反馈到控制中心，为钻井工作提供了有力的支持。
2. 钻井操作自动化：自动化技术已经应用到了钻井操作中，实现了钻井过程中的一些操作的自动化控制，如起下钻、定向钻井等。
3. 设备智能化：国内石油钻机的设备智能化程度也在不断提高，例如钻机的自动定位、自动保护等功能的应用，使得钻机的操作更加智能化、高效化。
尽管国内石油钻机自动化技术已经取得了一些成果，但与国外先进技术相比，国内石油钻机自动化技术仍存在着一些不足之处。
二、存在的问题1. 技术水平相对落后：与国外先进技术相比，国内石油钻机自动化技术的水平相对落后，尤其是在数据处理和智能控制方面存在明显差距。
2. 自动化系统不完善：国内石油钻机的自动化系统还存在一些问题，如稳定性不足、可靠性较差等，影响了钻机的稳定运行。
3. 应用范围有限：目前国内石油钻机自动化技术的应用范围相对狭窄，还未能满足石油勘探和开采的需求。
三、建议在国内石油钻机自动化技术当前的现状和存在的问题的基础上，提出以下几点建议，以推动国内石油钻机自动化技术的发展：1. 加强技术研发和创新：加大对石油钻机自动化技术的研发力度，提高自主创新能力，推动关键技术的突破和应用。
3. 完善标准体系：建立健全的石油钻机自动化技术标准体系，引导行业技术发展，提高技术水平。
4. 加强国际合作交流：积极开展国际技术交流与合作，引进国外先进技术和经验，加速国内石油钻机自动化技术的发展。
5. 提升人才水平：加强石油钻机自动化技术人才培养，提高技术人员的专业素养和实际操作能力。
通过以上建议的实施，相信国内石油钻机自动化技术将迎来新的发展机遇，为我国石油工业的发展提供更加强大的支撑，实现我国在石油领域的自主创新和领先地位。
智慧油田解决方案
智慧油田解决方案智慧油田解决方案是基于先进的信息技术和物联网技术的一种综合性解决方案，旨在提高油田的生产效率、降低成本、提升安全性，并实现可持续发展。
该解决方案通过智能化的设备和系统，实现对油田各个环节的实时监测、数据分析和自动化控制，从而优化油田的运营管理，提高油田的产能和盈利能力。
1. 智能化采油系统智慧油田解决方案的核心是智能化采油系统，它包括以下几个关键组成部分：1.1 油井监测与控制系统该系统通过传感器、数据采集设备和远程监控平台，实现对油井的实时监测和远程控制。
传感器可以监测油井的产量、压力、温度等参数，并将数据传输到数据采集设备，再通过远程监控平台进行数据分析和决策支持。
远程控制功能可以实现对油井的远程启停、调整产量等操作，提高采油效率。
1.2 油田数据管理系统油田数据管理系统是对采集到的油田数据进行存储、管理和分析的平台。
它可以将来自各个油井的数据进行集中管理，并提供数据查询、统计分析、报表生成等功能。
通过对数据的深度挖掘和分析，可以帮助油田管理者及时发现问题、优化运营策略，提高油田的生产效率和经济效益。
1.3 智能化注水系统注水是提高油井产能的重要手段之一。
智慧油田解决方案中的智能化注水系统可以根据油井的实时状态和需求，自动调整注水量和注水压力，提高注水效果。
该系统可以通过传感器监测油井的地层压力、水位、注水效果等参数，并通过自动控制阀门和泵站，实现对注水过程的精确控制。
2. 智能化油田管理系统智慧油田解决方案还包括智能化油田管理系统，它是对整个油田运营过程进行综合管理的平台。
该系统可以实现对油田设备的远程监测和故障诊断，及时发现设备异常并进行维修保养，避免因设备故障导致的生产中断和安全事故。
此外，该系统还可以对油田的人力资源、物资采购、财务管理等进行集中管理，提高油田的管理效率和决策水平。
3. 智能化安全监控系统油田是一个高风险的工作环境，安全是油田运营的重要保障。
智慧油田解决方案中的智能化安全监控系统可以通过视频监控、火灾报警、气体检测等手段，实时监测油田的安全状况，并及时发出警报和采取应急措施。
自动化智能化石油钻井系统
自动化智能化石油钻井系统自动化智能化石油钻井系统文档一、引言1.1 背景在石油行业，钻井作为开采石油资源的重要环节，其安全性、效率和可持续发展性对于企业的成功至关重要。
自动化智能化石油钻井系统的引入，可以提高钻井操作的精确性、自动化程度和智能化水平，从而提高钻井过程的效率和安全性。
1.2 目的二、系统概述2.1 系统架构描述自动化智能化石油钻井系统的整体架构，包括硬件和软件组成部分。
2.2 功能需求详细列出自动化智能化石油钻井系统的功能需求，包括基础功能和扩展功能。
2.3 性能指标定义自动化智能化石油钻井系统的性能指标，包括响应时间、吞吐量、可靠性等。
三、系统设计3.1 系统模块划分将自动化智能化石油钻井系统划分为若干个模块，每个模块的功能和接口进行详细描述。
3.2 模块设计对每个模块进行详细设计，包括模块的输入输出，数据流程和算法等。
3.3 数据管理描述自动化智能化石油钻井系统中数据的采集、存储和处理方式。
四、系统实施4.1 系统环境说明自动化智能化石油钻井系统的部署环境和运行要求。
4.2 系统部署描述自动化智能化石油钻井系统的部署过程和步骤。
4.3 集成测试说明自动化智能化石油钻井系统的测试策略和测试用例。
五、系统维护和运维5.1 维护策略定义自动化智能化石油钻井系统的维护策略，包括预防性维护和紧急维修。
5.2 运维流程描述自动化智能化石油钻井系统的运维流程，包括故障排查和系统优化。
5.3 安全策略定义自动化智能化石油钻井系统的安全策略，包括数据保护和权限管理。
六、附件本文档涉及的附件包括：- 自动化智能化石油钻井系统架构图- 自动化智能化石油钻井系统模块设计图- 自动化智能化石油钻井系统测试用例法律名词及注释：- 石油行业相关法律法规- 自动化智能化技术相关法律法规。
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自动化（智能化）石油钻井控制系统北京四利通控制技术有限公司自动化（智能化）石油钻井控制系统一、现代石油钻机 现代石油钻机是由现代机械技术、液压技术、气动技术、电气技术和计算机控制技术等 多种技术组成的联合工作机组，是目前实现石油、天然气开采的必要设备，并且，也是一整 套包含生产、技术、设备、材料、后勤、人事以及交通运输等等配置齐全的钻井工厂。
主要由以下几部分组成 1、提升系统。
主要由绞车、游动系统、井口工具、井口机械等组成。
2、旋转系统。
主要由转盘、水龙头及顶部驱动等组成。
3、循环系统。
主要由钻井泵、高压管汇、循环罐、固控设备、钻井液处理及储存设备 等组成。
4、动力设备。
主要由柴油发电机组、燃气机组、电动机等组成。
5、传动设备。
主要由减速、并车、分动、转向、倒转、变速、变矩等机械传动、液力 传动、液压传动、电气传动等形式的设备组成。
6、控制系统和监视检测仪表。
主要由 SCR/VFD 电驱动控制系统、液控系统、气控系统、 组合钻井仪表以及计算机监测控制中心等组成。
7、钻机底座。
主要由钻台、机房、移动导轨等组成。
8、辅助设备。
主要由供气供水设备、辅助发电设备、辅助起重设备、防喷设备、防冻 保温设备等组成。
9、生活区服务配套设备。
二、国内外石油钻机目前现状及发展趋势 1、现状 在提升系统、旋转系统、循环系统、动力设备、辅助设备以及钻机底座中，90%以上设 备已接近国外先进水平或与世界主流设备技术水平同步，但是，井口机械设备如铁钻工、自 动猫道、自动排管等井口自动化设备，国外已经得到成熟应用，国内还处于起步或研发阶段。
控制系统和监视检测仪表是体现一套钻机技术水平的核心系统，由于钻机是机械、液压、 气控、电控、计算机控制以及地质学、化学、数学、几何学、材料力学、流体力学等等多专 业多学科的组合体，国内钻机在生产配套过程中，同一套钻机多达几十个厂家的配套，各专 业厂家因专业屏障，严重缺乏跨专业、跨行业的统一协调，造成整套钻机控制技术水平不高 以及重复配套和浪费。
比如，电控系统测量钻具悬重需要在死绳固定器安装传感器，仪表系 统也需要测量钻具悬重在死绳固定器安装传感器，这样就安装了 2 套悬重传感器，并且是 2 套系统测量的数据不一致，司钻不知道哪个是正确的。
诸如此类问题很多，甚至有些重要的 钻井参数，同一个参数多达 3~4 个不同的专业和厂家同时测量出根本不同的数据。
从实际钻井工艺需求角度看，分专业局部技术都已达到了同等国际水平。
如交流变频电 驱动控制系统的应用，完全可以精确控制绞车转速、游车位移、转盘扭矩、钻井泵排量和泵 压等；钻井仪表系统采用了 DSP 开发技术，可实现多参数测量和显示；井下随钻测量、旋 转导向、地质导向等国际先进钻井技术也得到了成功应用。
但是，不管是垂直井、斜井、水 平井还是大位移井，其执行设备都是由电控系统控制绞车、转盘、顶驱、泥浆泵以及固控节 流井控等设备实现的，然而，实际施工中，同样的井身结构，不同的司钻会操作出不同的效 果。
问题就在于各专业和技术之间在实际应用中基本上是脱节的，没有实现真正意义上的自 动闭环钻井，而是地面和井下的各种信息全部汇集给司钻，由司钻依靠个人经验对钻机进行 控制。
井队对井身质量控制的制度中描述：“司钻是技术措施直接执行者”，“钻进软硬交错地层要做到：地层软变硬，钻压重变轻，找中打窝窝，加压再钻进，地层硬变软，提起到步步 跟着走，加压要均匀”。
如此先进设备，这样的操作制度，的确非常尴尬！但，这就是现状！因此，目前我国钻机的生产配套能力还主要集中在制造上，从钻井工艺要求出发，加强 整体方案设计和研究，特别是一体化、自动化、智能化控制系统的设计和研究是石油机械制 造业所面临的一个重大课题。
2、发展趋势 21 世纪是科学技术特别是工程科学技术进一步高速发展的机遇期，国际钻井界重点关 注和发展的技术有：钻井信息技术、随钻测量和随钻地层评价技术、井下数据的动态采集处 理和应用系统、信息流闭环系统和旋转导向闭环钻井技术，以及钻井液自动固控技术和控压 钻井技术等，这一切都是为了最终实现自动化智能化钻井。
三、新型钻井工艺对钻机和钻井系统的要求 随着定向井、水平井、大位移井、深井、超深井以及复杂地层井的工艺要求，自动化智 能化钻井是现代钻井的发展必然，是全世界石油钻井界一直追求与奋斗的目标。
它集成地质 导向钻井、旋转导向钻井、随钻地震、随钻测井、智能钻杆传输等技术于一体，形成闭环钻 井系统。
闭环钻井技术是实现自动化钻井的关键，在实现井下闭环钻井技术的基础上，解决地面 钻机的自动化，即钻井地面作业的自动化操作是实现自动化闭环钻井的必由之路。
1、研制钻井专家系统，实现对钻井状况的自动处理分析，并及时正确地发出各项指令 和操作； 2、有效建立不同专业设备之间的科学联系，让仪表系统、随钻监测等按钻井专家系统 要求实时自动参与钻机控制； 3、解决钻井液自动化处理系统和自动化固井； 4、完全摆脱钻井对司钻个人经验的依赖，最终实现自动化智能化钻井。
四、自动化智能化钻井关键技术途径—— 闭环钻井系统 主要由地面操作系统、地面监控系统、双向通讯系统、井下工具系统、井下测量系统及 短程通讯系统等组成，闭环钻井系统具有以下特点：(1)井下测量系统通过随钻测量钻井工程参数，如钻头钻压、扭矩、钻柱内外的压力变 化等可以实现对井下工具工作状态的实时监测，极大地提高了井下安全性能；通过对井眼轨 迹等工程参数的随钻测量，与井下工具控制系统配合实现井下的闭环控制，井身轨迹控制精 度高，钻出的井眼平滑、没有螺旋井眼的出现，同时对钻进特殊井段的适应性强，可减少起 下钻次数，实现优质、高效钻进，提高钻井效率。
(2)井下随钻测井系统和随钻地震系统通过随钻测量所钻地层的地质参数以及随钻预测 钻头前方的地层特性，可实时分辨油、气、水层，从而及时调整井眼轨迹，保证井眼在油气 层中有效穿行，提高油气采收率。
(3)地面监控分析系统通过随钻测量的工程参数及地质参数可以实时判断井下工具的工 作状态及钻遇地层的地质特性，实时发出控制指令，确保井眼轨迹以最佳路线在油层中钻进。
(4)智能钻杆可实现地面与井下测量的高效率数据传输，可以使地面监控系统对井下随 钻测量信息做出更正确的分析及预测，提高预测的准确性。
五、实现自动化智能化钻井系统的地面关键设备—智能司钻控制系统 1、智能司钻控制系统技术方案 智能司钻控制系统是基于神经网络控制技术，现场总线技术，信息网络技术集成于一 体的全数字化、智能化、网络化、可视化、高度集成化的控制系统。
⑴、自动钻井专家系统 实时钻压预测以及钻压转速确定:将钻进过程基本规律的数学模式与既定的优化目标 联系起来，建立尽可能完善的钻进目标函数。
在此基础上，运用最优化理论或各种线性、非 线性规划方法，在确定各种约束条件的情况下，优选目标函数的各项钻进参数，并实时参与 钻机钻进过程的决策和控制。
钻进循环流动压耗计算及水力参数优化确定：根据钻井泵的特性、钻柱结构、钻头类 别、钻井液性能、钻井液在管内和环空的流动状态、以及流体力学的基本理论等，合理优化 确定钻井水力参数，并实时参与钻机钻进过程的控制（泵压、排量等），提高钻井速度。
井底压力控制及泥浆管汇系统自动化：分析计算在停泵、停钻、起钻、下钻、钻进等 各工况下的井底压力，运用井底压力平衡理论，建立井底压力控制模型，合理优化钻进以及 起下钻速度，并实时参与钻机控制。
同时，对井控装置、井控管汇、钻井液固控、关井程序 等发出自动控制指令，有效控制井侵、溢流、井涌、井喷、井漏、井塌等钻井事故。
井身结构及随钻轨迹控制：采用钻柱下部组装的随钻测井工具和各类传感器，如地层 电阻率ρ、岩性特征测量探头伽玛γ、中子-密度探头 N-D、声波探头 S、核磁共振探头 NR、 地层空隙压力 P、井斜角θ、方位角α和导向工具面的工具面角ω、钻头井底钻压 pb、井底 转数 n、井底扭矩 Tb、钻柱不同截面处的测力传感器等等，采集并经过处理后准确得到真实 的地层剖面完整资料。
主要可包括地层岩性和密度、储层特性及标志层、气顶、油层、夹层、 油底等岩性及其深度、地层流体深度和流体压力、流体性质、实钻三维井身轨迹、钻柱及其 各组配件与钻头的实时工况、井下钻井动态工况等，这些数据与地震、SWD、测井、工程录 井等方法及数据库中的信息，运用软件进行综合分析与整合集成，解释处理得出待钻井段优 化的技术参数及决策，并与设计井身结构地质和工程模型时刻比较，使井下执行工具准确动 作。
这样连续实现“专家预测-测量采集-处理决策-控制执行-再专家预测-再测量采集-再处 理决策-再控制执行-……”如此连续进行，达到智能闭环钻井的目标。
随钻测量数据可实时诊断、识别、决策、控制井下动态复杂情况，随钻数据直接接入智 能司钻控制系统，实现地层可视化、井眼及钻柱可视化、井内流体及流动状况可视化、井身 轨迹可视化，可随钻监控井下隐患的动态变化，分析排除复杂情况，降低风险，减少乃至消 除钻井事故，确保钻井安全。
随钻测量数据实时与钻时预测数据进行比较和修正，使钻井专家系统模型更加科学和合 理。
钻井信息化：钻井现场的钻井工程数据、井眼轨迹数据、随钻测井数据、录井数据、设 备运行以及故障信息、井场视频信息等通过无线网络（如卫星网、ＧＳＭ网络）实时传送到 公司总部，现场工程师和总部的地质师、地球物理师、油藏工程师、设备工程师，可随时参 与和协同工作，设计井眼轨道、调整钻井措施、确定完井策略等提出专家会诊决策指令意见， 反馈到钻井队，实现实时最优化钻井施工，还可使钻井和油藏地质人员“透视”地下三维图 像实时监督正钻井和待钻井的井眼轨迹。
⑵、控制网络 [1] 智能司钻控制系统由管理级、中心级和现场控制单元组成; [2] 系统采用工业现场总线技术来实现数据的快速传输; [3] 通过触摸屏、数据服务器、远程计算机实现监控、故障诊断、参量修改、诊断、存 储、记录等功能; [4] 完成对钻井设备(发电机组、绞车，转盘，顶驱，泥浆泵，铁钻工，排管机，自动 猫道等)的逻辑控制、保护功能及其他辅助设备的控制。
⑶、现场总线 PFOFIBUS-DP [1] 现场总线控制及工业以太网技术在电动石油钻机上有着广泛的应用； [2] 随着智能芯片技术的发展成熟，设备的智能化越来越高，成本在不断的下降，因此， 在智能设备之间基与开放标准的现场总线技术构建的自动化系统极大的成熟； [3] 通过标准的现场总线通信接口，将现场的 I/O 设备、传感器、变送器的设备直接连 接到现场总线上； [4] 现场总线控制系统通过总线电缆传递所有数据信号，替代了原来的成百上千根电 缆，大大降低了布线的成本，提高了通信的可靠性； [5] 自动化控制系统、特别是现场总线控制技术在电驱动石油钻机的广泛应用，对钻机 高可靠性、安全性、稳定性都有着非常重要的意义和作用。