钻探工程计算机辅助设计系统的研究与开发

论文摘要

本文通过对地质岩心钻探、水文水井钻探设计流程和定向钻孔轴线轨迹设计的总结分析,运用现代计算机技术(Delphi语言和OpenGL控件GLScene),从底层开发了独立自主版权的钻探工程计算机辅助设计系统和钻探工程信息平台。主要研究成果有: 1、通过查阅大量国内外文献,总结分析了地质岩心钻探和水文水井钻探设计的详细流程,为钻探工程的计算机辅助设计提供可靠的设计依据和逻辑设计。 2、鉴于系统开发成本、后期升级和对应用程序完全操控的需要,运用计算机图形学知识,从底层开发了一套完整的自主版权的钻孔结构矢量绘图系统,解决了目前大部分矢量绘图软件不能绘制地质地层、钻孔和套管等特殊图形对象的难题,可以很好地辅助钻探设计人员以日常习惯的设计方式“自下往上”逐渐推导和演算出钻孔孔身结构来进行钻孔施工设计。 3、根据岩心钻探规程、水文地质钻探规程和国内外网站资料,建立钻探施工的方法库、工艺参数库和设备库,根据地质岩心钻探和水文水井钻探的设计流程,通过计算机编程实现以向导的方式指导用户一步步设计和选用钻进方法、施工机具、钻孔参数和施工工艺参数,并提供接口程序供用户管理和维护这些数据库信息。 4、对定向钻孔轨迹设计进行了较深入的研究,建立和确定了二维、三维定向孔轴线轨迹设计的数学模型,利用OpenGL控件GLScene实现了二维、三维定向孔轴线轨迹的设计,以及根据测斜数据实时动态绘制实际钻孔轨迹和造斜施工过程中的定向造斜基本运算。 5、运用Asp.net技术和SQL Server数据库,建设了钻探工程信息平台,建立了各种钻探工程国家标准、行业标准、施工技术规程、工程范例、施工设备、工程材料、施工工艺方法知识,为广大钻探工程设计与施工技术人员提供了一个很好的查询、学习与交流的平台。

论文目录

• 1 绪论
• 1.1 计算机辅助设计（CAD）技术概述
• 1.1.1 市场需求
• 1.1.2 发展趋势
• 1.2 钻探工程概述
• 1.3 钻探工程计算机辅助设计技术研究现状
• 1.4 基于AutoCAD的辅助设计系统的优缺点
• 1.5 本文研究内容
• 1.6 本文研究意义
• 2 地质岩心钻探设计流程分析
• 2.1 钻孔结构设计
• 2.1.1 确定地层参数
• 2.1.2 确定钻进方法
• 2.1.3 确定终孔直径
• 2.1.4 拟定钻孔结构
• 2.1.5 确定套管层次、下放深度和套管直径
• 2.2 钻探设备选择
• 2.2.1 钻机选择
• 2.2.2 钻塔选择
• 2.2.3 动力机选择
• 2.2.4 泥浆泵选择
• 2.2.5 钻头选择
• 2.2.6 钻杆柱选择
• 2.3 钻进参数（工艺）设计
• 3 水文地质钻探设计流程分析
• 3.1 井身结构设计
• 3.1.1 确定地层参数
• 3.1.2 确定钻进方法
• 3.1.3 确定终孔直径
• 3.1.4 确定钻孔深度
• 3.1.5 过滤管设计
• 3.1.6 拟定井身结构
• 3.2 钻探设备选择
• 3.2.1 钻机选择
• 3.2.2 泵类设备的选择
• 3.2.3 空压机选择
• 3.2.4 钻探仪器、仪表选择
• 3.2.5 钻具选择
• 3.3 钻进参数（工艺）设计
• 3.4 成井工艺设计
• 3.4.1 井管设计
• 3.4.2 下管方法选择
• 3.4.3 填砾设计
• 3.4.4 洗井方法选择
• 3.4.5 抽水试验
• 4 定向孔轴线轨迹设计数学模型的建立与确定
• 4.1 二维定向孔轴线设计数学模型
• 4.1.1 曲线型和直线—曲线型定向孔轴线设计
• 4.1.2 曲线—直线型和直线—曲线—直线型定向孔轴线设计
• 4.1.3 曲线—曲线型和直线—曲线—曲线型定向孔轴线设计
• 4.1.4 其它复杂定向孔的轴线设计
• 4.2 三维定向孔轴线设计
• 4.3 钻孔轴线空间位置的计算
• 5 钻探工程计算机辅助设计系统的设计与实现
• 5.1 软件开发平台的选定
• 5.2 系统功能设计
• 5.2.1 钻孔结构图绘制
• 5.2.2 钻探工程设计的计算与查询功能
• 5.2.3 钻探工程施工、竣工技术报告编写
• 5.2.4 定向孔轴线轨迹的设计与绘制
• 5.3 系统功能实现
• 5.3.1 钻孔结构图绘制系统
• 5.3.2 钻探工程设计的计算与查询功能
• 5.3.3 钻探工程施工、竣工技术报告编写
• 5.3.4 定向孔轴线轨迹设计与绘制
• 6 钻探工程信息平台建设
• 6.1 开发目标
• 6.2 开发平台选定
• 6.3 系统功能模块
• 7 结论与展望
• 7.1 论文主要工作
• 7.2 建议与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 软件著作权登记证书
• 软件测试报告
• 在学期间论文发表情况