鉆頭位置實(shí)時(shí)自動(dòng)校正系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鉆頭位置實(shí)時(shí)自動(dòng)校正系統(tǒng)，包括絞車傳感器：用于實(shí)時(shí)采集鉆井過程中絞車軸的角位移變化值；大鉤高度處理模塊：用于根據(jù)所采集的絞車軸的角位移變化值，實(shí)時(shí)計(jì)算鉆井時(shí)大鉤的高度位置變化，進(jìn)而計(jì)算鉆頭位置；鉆具數(shù)據(jù)庫：用于存儲(chǔ)位于井下和井上的鉆具信息；鉆具管理模塊：用于對(duì)鉆具數(shù)據(jù)庫中的鉆具信息進(jìn)行讀寫、查詢、鉆具總長統(tǒng)計(jì)的管理；實(shí)時(shí)顯示模塊：用于對(duì)鉆頭位置和標(biāo)準(zhǔn)井深參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示；鉆井狀態(tài)判別模塊：用于實(shí)時(shí)判斷當(dāng)前的鉆井狀態(tài)，如坐卡、劃眼、鉆進(jìn)等狀態(tài)；校正信息維護(hù)模塊：用于對(duì)鉆桿母接頭、吊卡長度和校正門限參數(shù)進(jìn)行維護(hù)管理；其中校正門限記為C；自動(dòng)校正模塊：用于實(shí)現(xiàn)“坐卡”狀態(tài)下鉆頭的位置校正。采用本發(fā)明，在“坐卡”狀態(tài)時(shí)，能自動(dòng)對(duì)鉆頭位置進(jìn)行校正。
【專利說明】鉆頭位置實(shí)時(shí)自動(dòng)校正系統(tǒng)
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及油氣勘探開發(fā)的鉆、錄井【技術(shù)領(lǐng)域】，確切地說涉及一種鉆頭位置實(shí)時(shí)自動(dòng)校正系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]錄井作為勘探開發(fā)的眼睛、鉆井安全的參謀、信息傳輸?shù)闹袠?，為油氣勘探開發(fā)做出了突出貢獻(xiàn)。其主要任務(wù)是做好兩個(gè)保障:一是發(fā)現(xiàn)并準(zhǔn)確評(píng)價(jià)油氣層，為油氣勘探開發(fā)提供保障；二是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、及時(shí)預(yù)報(bào)，為鉆井安全施工提供保障。
[0004]油氣鉆井時(shí)，井眼軸線上任一點(diǎn)至轉(zhuǎn)盤補(bǔ)心面的長度，稱為該點(diǎn)的井深，錄井業(yè)務(wù)上稱為標(biāo)準(zhǔn)井深。在鉆、錄井時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)井深即鉆進(jìn)時(shí)的鉆頭位置，等于鉆頭長度、鉆鋌長度、鉆桿長度、各種接頭長度、方入之和，也可表不為鉆具總長與方入之和。
[0005]每次鉆井起、下鉆坐卡的狀態(tài)時(shí)，都要對(duì)鉆頭位置進(jìn)行校正，否則誤差累加，一口井打下來，標(biāo)準(zhǔn)井深的誤差達(dá)到幾十米。對(duì)于以標(biāo)準(zhǔn)井深來標(biāo)記的地層分層卡層、油氣顯示和工程異常預(yù)報(bào)來說將出現(xiàn)問題，甚至造成整口井報(bào)廢，出現(xiàn)人員傷亡等嚴(yán)重事故，因此標(biāo)準(zhǔn)井深的準(zhǔn)確非常重要，鉆頭位置的校正至關(guān)重要。
[0006]目前，采用人工方式進(jìn)行校正鉆頭位置，每次校正時(shí)，首先工作人員爬到鉆臺(tái)，用卷尺測(cè)量正在轉(zhuǎn)動(dòng)的方入深度，接著在EXCEL中計(jì)算鉆具庫長度，然后計(jì)算出鉆頭位置，最后將計(jì)算出的鉆頭位置輸入到綜合錄井系統(tǒng)中。這種方式有4點(diǎn)不足:
第一，自動(dòng)化程度低，每次.校正時(shí)，都要爬到鉆臺(tái)測(cè)量方入數(shù)值，并計(jì)算鉆頭位置，還要人工輸入綜合錄井系統(tǒng)中，人工方式每次需要至少10分鐘。
[0007]第二，安全風(fēng)險(xiǎn)較大，每次工作人員爬到6米高的鉆臺(tái)，然后測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)的方入，存在不安全因素。
[0008]第三，人工測(cè)量、計(jì)算誤差大，每人測(cè)量的方入值可能都不一樣，關(guān)鍵是準(zhǔn)確測(cè)量正在轉(zhuǎn)動(dòng)的方入非常困難，因此計(jì)算出的鉆頭位置誤差大。
[0009]第四，采用人工方式，將鉆頭位置輸入到綜合錄井系統(tǒng)中容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)井深錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)庫沖井深等嚴(yán)重問題，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明旨在針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷和不足，提供一種鉆頭位置實(shí)時(shí)自動(dòng)校正系統(tǒng)，采用本發(fā)明，在起、下鉆“坐卡”狀態(tài)時(shí)，能自動(dòng)對(duì)鉆頭位置進(jìn)行校正，較好地解決目前人工校正方式存在的問題。
[0011]本發(fā)明是通過采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種鉆頭位置實(shí)時(shí)自動(dòng)校正系統(tǒng)，包括:
絞車傳感器:用于實(shí)時(shí)采集鉆井過程中絞車軸的角位移變化值； 大鉤高度處理模塊:用于根據(jù)所采集的絞車軸的角位移變化值，實(shí)時(shí)計(jì)算鉆井時(shí)大鉤的高度位置變化，進(jìn)而計(jì)算鉆頭位置；
鉆具數(shù)據(jù)庫:用于存儲(chǔ)位于井下和井上的鉆具信息；
鉆具管理模塊:用于對(duì)鉆具數(shù)據(jù)庫中的鉆具信息進(jìn)行讀寫、查詢、鉆具總長統(tǒng)計(jì)等管
理；
實(shí)時(shí)顯示模塊:用于對(duì)鉆頭位置和標(biāo)準(zhǔn)井深參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示；
鉆井狀態(tài)判別模塊:用于實(shí)時(shí)判斷當(dāng)前的鉆井狀態(tài)，如坐卡、劃眼、鉆進(jìn)等狀態(tài)。
[0012]其特征在于還包括:
校正信息維護(hù)模塊:用于對(duì)鉆桿母接頭、吊卡長度和校正門限參數(shù)進(jìn)行維護(hù)管理；其中校正門限記為C;
自動(dòng)校正模塊:用于實(shí)現(xiàn)“坐卡”狀態(tài)時(shí)鉆頭位置校正。
[0013]所述自動(dòng)校正模塊中，包括:
測(cè)量鉆頭位置子模塊:“坐卡”狀態(tài)時(shí)，用于獲取大鉤高度處理模塊計(jì)算所得鉆頭位置數(shù)值，記為A ；
實(shí)際鉆頭位置子模塊:“坐卡”狀態(tài)時(shí)，讀取鉆具管理模塊中當(dāng)前入井鉆具所對(duì)應(yīng)的鉆頭位置，公式為:“鉆具總長-鉆桿母接頭-吊卡長度”，記為B;
判斷校正子模塊:若A與B的絕對(duì)值小于或等于C，那么此時(shí)用B值即為校正后的鉆頭位置，從而實(shí)現(xiàn)了鉆頭位置自動(dòng)校正；若A與B的絕對(duì)值大于C，那么就不進(jìn)行校正，因?yàn)榇藭r(shí)如果校正，誤差反而增大。
[0014]所述鉆具信息包括入井序號(hào)、單根長度、累計(jì)長度、方入井深、坐卡鉆頭位置、編號(hào)、外徑、內(nèi)徑和立柱數(shù)等信息。
[0015]所述設(shè)置校正門限值C應(yīng)設(shè)置為小于鉆具庫中最短鉆具長度。
[0016]當(dāng)鉆井狀態(tài)為“鉆進(jìn)”時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)井深等于鉆頭位置。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果如下:
采用本發(fā)明所述的校正信息維護(hù)模塊和自動(dòng)校正模塊的處理方式，在起下鉆“坐卡”狀態(tài)時(shí)，能自動(dòng)對(duì)鉆頭位置進(jìn)行校正，較好地解決目前人工校正方式存在的問題:
第一，提高了工作效率和自動(dòng)化程度，每次校正時(shí)，無需人工操作便實(shí)現(xiàn)了鉆頭位置的實(shí)時(shí)自動(dòng)校正，同時(shí)也得到了標(biāo)準(zhǔn)井深數(shù)據(jù)；由原來的人工方式需10分鐘降低到不需要時(shí)間。
[0018]第二，提高了鉆頭位置的準(zhǔn)確度，無需每次校正時(shí)去測(cè)量方入值，僅需在開鉆前靜止測(cè)量一次鉆桿母接頭和吊卡長度即可，計(jì)算出的鉆頭位置準(zhǔn)確度更高，在允許誤差范圍內(nèi)。
[0019]第三，安全性更高，無需工作人員爬到6米高的鉆臺(tái)，也無需測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)的方入，不存在安全風(fēng)險(xiǎn)。
[0020]第四，無需將鉆頭位置輸入到綜合錄井系統(tǒng)中，沒有輸入錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)，從而沒有標(biāo)準(zhǔn)井深錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)庫沖井深等問題發(fā)生。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]下面將結(jié)合說明書附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，其中: 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1所示，鉆頭位置實(shí)時(shí)自動(dòng)校正系統(tǒng)，包括絞車傳感器、大鉤高度處理模塊、鉆具數(shù)據(jù)庫、鉆具管理模塊、鉆井狀態(tài)判別模塊、校正信息維護(hù)模塊、自動(dòng)校正模塊和實(shí)時(shí)顯示模塊。絞車傳感器實(shí)時(shí)采集鉆井過程中絞車軸的角位移變化；大鉤高度處理模塊通過實(shí)時(shí)采集絞車傳感器測(cè)量絞車軸角位移的變化值，并實(shí)時(shí)計(jì)算鉆井時(shí)大鉤的高度位置變化，進(jìn)而計(jì)算鉆頭位置；鉆具數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)了位于井下、井上鉆具編號(hào)、長度等信息；鉆具管理模塊對(duì)鉆具庫中鉆具信息讀寫、查詢、鉆具總長統(tǒng)計(jì)等管理；鉆井狀態(tài)判別模塊用于實(shí)時(shí)判斷當(dāng)前的鉆井狀態(tài)，如坐卡、劃眼、鉆進(jìn)等狀態(tài)。校正信息維護(hù)模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)本系統(tǒng)校正門限等參數(shù)的的設(shè)置維護(hù)；自動(dòng)校正模塊實(shí)現(xiàn)坐卡狀態(tài)下鉆頭的位置校正；實(shí)時(shí)顯示模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆頭位置、標(biāo)準(zhǔn)井深等參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示。絞車傳感器、大鉤高度處理模塊、鉆具數(shù)據(jù)庫、鉆具管理模塊、實(shí)時(shí)顯示模塊和鉆井狀態(tài)判別模塊，在綜合錄井系統(tǒng)中有所涉及，其構(gòu)成和功能原理類似。
[0023]校正信息維護(hù)模塊，對(duì)鉆桿母接頭、吊卡長度和校正門限等參數(shù)進(jìn)行維護(hù)管理；其中校正門限記為C，設(shè)置其值小于鉆具庫中的最短鉆具長度。
[0024]自動(dòng)校正模塊，包括測(cè)量鉆頭位置子模塊、實(shí)際鉆頭位置子模塊和判斷校正子模塊，其原理如下:
當(dāng)鉆井狀態(tài)判別模塊實(shí)施判斷為“坐卡”時(shí)，系統(tǒng)獲得兩個(gè)數(shù)值，一個(gè)為絞車測(cè)量模塊中測(cè)量大鉤高度得出的鉆頭位置數(shù)值，記為A，該值因測(cè)量有誤差，本發(fā)明正是校正此數(shù)據(jù)；另一個(gè)為鉆具庫管理模塊中讀取的數(shù)值，讀取鉆具管理模塊中當(dāng)前入井鉆具所對(duì)應(yīng)的鉆頭位置，公式為:“鉆具總長-鉆桿母接頭-吊卡長度”，記為B。
[0025]若A與B的絕對(duì)值小于或等于C，那么此時(shí)用B值即為校正后的鉆頭位置，從而實(shí)現(xiàn)了鉆頭位置自動(dòng)校正；若A與B的絕對(duì)值大于C，那么就不進(jìn)行校正，因?yàn)榇藭r(shí)如果校正，誤差反而增大。
[0026]當(dāng)鉆井狀態(tài)為“鉆進(jìn)”時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)井深等于鉆頭位置。
【權(quán)利要求】
1.一種鉆頭位置實(shí)時(shí)自動(dòng)校正系統(tǒng),包括: 絞車傳感器:用于實(shí)時(shí)采集鉆井過程中絞車軸的角位移變化值； 大鉤高度處理模塊:用于根據(jù)所采集的絞車軸的角位移變化值，實(shí)時(shí)計(jì)算鉆井時(shí)大鉤的高度位置變化，進(jìn)而計(jì)算鉆頭位置； 鉆具數(shù)據(jù)庫:用于存儲(chǔ)位于井下和井上的鉆具信息； 鉆具管理模塊:用于對(duì)鉆具數(shù)據(jù)庫中的鉆具信息進(jìn)行讀寫、查詢、鉆具總長統(tǒng)計(jì)的管理； 實(shí)時(shí)顯示模塊:用于對(duì)鉆頭位置和標(biāo)準(zhǔn)井深參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示； 鉆井狀態(tài)判別模塊:用于實(shí)時(shí)判斷當(dāng)前的鉆井狀態(tài)； 其特征在于還包括: 校正信息維護(hù)模塊:用于對(duì)鉆桿母接頭、吊卡長度和校正門限參數(shù)進(jìn)行維護(hù)管理；其中校正門限記為C; 自動(dòng)校正模塊:用于實(shí)現(xiàn)“坐卡”狀態(tài)下鉆頭的位置校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆頭位置實(shí)時(shí)自動(dòng)校正系統(tǒng)，其特征在于:所述自動(dòng)校正模塊中，包括: 測(cè)量鉆頭位置子模塊:“坐卡”狀態(tài)時(shí)，用于獲取大鉤高度處理模塊計(jì)算所得鉆頭位置數(shù)值，記為A ； 實(shí)際鉆頭位置子模塊:“坐卡”狀態(tài)時(shí)，讀取鉆具管理模塊中當(dāng)前入井鉆具所對(duì)應(yīng)的鉆頭位置，公式為:“鉆具總長-鉆桿母接頭-吊卡長度”，記為B; 判斷校正子模塊:若A與B的絕對(duì)值小于或等于C，那么此時(shí)用B值即為校正后的鉆頭位置；若A與B的絕對(duì)值大于C，那么就不進(jìn)行校正。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆頭位置實(shí)時(shí)自動(dòng)校正系統(tǒng)，其特征在于:所述鉆具信息包括入井序號(hào)、單根長度、累計(jì)長度、方入井深、坐卡鉆頭位置、編號(hào)、外徑、內(nèi)徑和立柱數(shù)信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆頭位置實(shí)時(shí)自動(dòng)校正系統(tǒng)，其特征在于:所述設(shè)置校正門限值C小于鉆具庫中的最短鉆具長度。
【文檔編號(hào)】E21B44/00GK103437751SQ201310371133
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月23日
【發(fā)明者】劉明德, 邢會(huì)民, 饒應(yīng)波 申請(qǐng)人:中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司