一種可測(cè)量井深的電子測(cè)斜儀和井深的測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及井深測(cè)量領(lǐng)域，具體來說，涉及一種可測(cè)量井深的電子測(cè)斜儀和井深的測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油鉆井行業(yè)中，測(cè)量井深是一項(xiàng)很重要的工作，而且難度較大。通常鉆桿鉆具的起下鉆依靠鉆機(jī)上的鋼絲繩滑輪系統(tǒng)，具體的，鋼絲繩被固定纏繞在鉆機(jī)的絞車滾筒上，當(dāng)絞車滾筒正反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，鋼絲繩滑輪系統(tǒng)帶動(dòng)鉆具上下運(yùn)動(dòng)。因此，測(cè)出絞車滾筒軸旋轉(zhuǎn)的角度，就可以計(jì)算出鉆具上下移動(dòng)的距離，從而計(jì)算井深。而如何測(cè)絞車滾筒軸旋轉(zhuǎn)的角度，則可將角度傳感器軸與絞車滾筒軸同軸心連接的方式來進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)角度傳感器軸與絞車滾筒同軸心連接后，其旋轉(zhuǎn)角度會(huì)與滾筒一致，此時(shí)通過測(cè)量角度傳感器的角度，即可得出絞車滾筒軸旋轉(zhuǎn)的角度，從而可計(jì)算井深。但采用這種方法通常結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，占地面積大，安裝復(fù)雜。
[0003]此外，測(cè)井時(shí)還通常使用立柱測(cè)井深，也就是利用每提起一根立柱時(shí)候井深和提立柱開始及結(jié)束的時(shí)間點(diǎn)，通過這兩組都與時(shí)間有關(guān)系的數(shù)據(jù)的合并，得到了井身姿態(tài)與深度的變化關(guān)系，通過軟件，才能計(jì)算出井身的軌跡。此過程中，每提一根立柱的開始及結(jié)束時(shí)間點(diǎn)很多，普通2000m深的井，起完所有立柱正常情況下需要三四個(gè)小時(shí)，隨著井深的增加，記錄起立柱時(shí)間點(diǎn)將會(huì)持續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間，中間不能停止，記錄工作非常辛苦。
[0004]針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的上述技術(shù)問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種可測(cè)量井深的電子測(cè)斜儀和井深的測(cè)量方法，能夠不用鋼絲繩，也不用記錄立柱時(shí)間，直接使用電子測(cè)斜儀測(cè)量井深。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種可測(cè)量井深的電子測(cè)斜儀，包括繩帽頭、電纜轉(zhuǎn)換接頭以及探管短節(jié)，所述探管短節(jié)包括三軸磁傳感器、三軸陀螺傳感器以及三軸加速傳感器，其中，所述三軸磁傳感器、三軸陀螺傳感器以及三軸加速傳感器均與設(shè)置于所述探管短節(jié)內(nèi)的信號(hào)采集器連接，所述信號(hào)采集器與所述電纜轉(zhuǎn)換接頭連接。
[0007]此外，所述可測(cè)量井深的電子測(cè)斜儀還包括扶正器，所述扶正器設(shè)置于所述探管短節(jié)上。
[0008]優(yōu)選的，所述扶正器的數(shù)量為兩個(gè)。
[0009]優(yōu)選的，所述兩個(gè)扶正器分別設(shè)置于所述探管短節(jié)的兩端。
[〇〇1〇]另外，所述可測(cè)量井深的電子測(cè)斜儀還包括減震器，所述減震器設(shè)置于位于扶正器的底端。
[〇〇11]優(yōu)選的，所述信號(hào)采集器的采集速率為200Hz。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種井深的測(cè)量方法，該井深的測(cè)量方法是根據(jù)上述電子測(cè)斜儀測(cè)量井深，并且，該井深的測(cè)量方法包括:
[0013]將所述探管短節(jié)放至井底第一預(yù)定時(shí)間，通過所述探管短節(jié)中的三軸磁傳感器和三軸加速傳感器，確定所述井底的靜止姿態(tài)參數(shù)；
[0014]將所述探管短節(jié)沿井壁向上移動(dòng)至任意位置，并停留第二預(yù)定時(shí)間，通過所述探管短節(jié)中的三軸磁傳感器和三軸加速傳感器，確定該停留位置的靜止姿態(tài)參數(shù)，并通過所述探管短節(jié)中的三軸陀螺傳感器，確定所述探管短節(jié)從井底至所述停留位置過程中的動(dòng)態(tài)姿態(tài)參數(shù)；
[0015]根據(jù)所述探管短節(jié)中的三軸加速傳感器，確定所述停留位置的加速度，并根據(jù)該加速度和上述各姿態(tài)參數(shù)，確定所述井底至所述停留位置的距離；
[0016]重復(fù)上述步驟，直至所述探管短節(jié)移動(dòng)至井口，并在所述探管短節(jié)移動(dòng)至所述井口的情況下，根據(jù)測(cè)出的所述距離求和確定所述井深。
[0017]優(yōu)選的，所述第一預(yù)定時(shí)間大于或等于5秒。
[0018]優(yōu)選的，所述第二預(yù)定時(shí)間大于或等于5秒。
[0019]本發(fā)明通過在電子測(cè)斜儀的探管短節(jié)內(nèi)設(shè)置有三軸磁傳感器、三軸加速傳感器和三軸陀螺傳感器，從而能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量井軌跡的實(shí)時(shí)姿態(tài)角和每個(gè)點(diǎn)沿井軌跡方向的加速度，進(jìn)而能夠直接測(cè)量并記錄井深。此外，本發(fā)明還具有使用方便、節(jié)省時(shí)間、節(jié)省成本、體積小等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可測(cè)量井深的電子測(cè)斜儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的探管短節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的井深的測(cè)量方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種可測(cè)量井深的電子測(cè)斜儀。
[0026]如圖1至2所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可測(cè)量井深的電子測(cè)斜儀包括繩帽頭1、電纜轉(zhuǎn)換接頭2以及探管短節(jié)3,所述探管短節(jié)3包括三軸磁傳感器301、三軸陀螺傳感器302以及三軸加速傳感器303,其中，所述三軸磁傳感器301、三軸陀螺傳感器302以及三軸加速傳感器303均與設(shè)置于所述探管短節(jié)3內(nèi)的信號(hào)采集器304連接，所述信號(hào)采集器304與所述電纜轉(zhuǎn)換接頭2連接。
[0027]此外，所述可測(cè)量井深的電子測(cè)斜儀還包括扶正器4,所述扶正器4設(shè)置于所述探管短節(jié)3上。
[0028]優(yōu)選的，所述扶正器4的數(shù)量為兩個(gè)。
[0029]優(yōu)選的，所述兩個(gè)扶正器4分別設(shè)置于所述探管短節(jié)3的兩端。
[0030]另外，所述可測(cè)量井深的電子測(cè)斜儀還包括減震器5，所述減震器5設(shè)置于位于扶正器4的底端。
[0031]優(yōu)選的，所述信號(hào)采集器的采集速率為200Hz。
[0032]在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，本發(fā)明通過三軸磁傳感器301和三軸加速傳感器303測(cè)量電子測(cè)斜儀靜止過程中的姿態(tài)角，通過三軸陀螺傳感器302測(cè)量電子測(cè)斜儀運(yùn)動(dòng)過程中的姿態(tài)角，從而可以實(shí)時(shí)測(cè)量井軌跡的實(shí)時(shí)姿態(tài)角，然后通過三軸加速傳感器303測(cè)量每個(gè)點(diǎn)沿井軌跡方向的加速度，加速度對(duì)時(shí)間積分即可計(jì)算出當(dāng)前瞬時(shí)速度，速度再對(duì)時(shí)間積分即可計(jì)算位移，從而可計(jì)算出井深。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種井深的測(cè)量方法，該井深的測(cè)量方法是根據(jù)上述電子測(cè)斜儀測(cè)量井深。
[0034]如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的井深的測(cè)量方法包括:
[0035]步驟S301，將所述探管短節(jié)3放至井底第一預(yù)定時(shí)間，通過所述探管短節(jié)3中的三軸磁傳感器301和三軸加速傳感器303，確定所述井底的靜止姿態(tài)參數(shù)；
[0036]步驟S303，將所述探管短節(jié)3沿井壁向上移動(dòng)至任意位置，并停留第二預(yù)定時(shí)間，通過所述探管短節(jié)3中的三軸磁傳感器301和三軸加速傳感器303，確定該停留位置的靜止姿態(tài)參數(shù)，并通過所述探管短節(jié)3中的三軸陀螺傳感器302，確定所述探管短節(jié)3從井底至所述停留位置過程中的動(dòng)態(tài)姿態(tài)參數(shù)；
[0037]步驟S305，根據(jù)所述探管短節(jié)3中的三軸加速傳感器303，確定所述停留位置的加速度，并根據(jù)該加速度和上述各姿態(tài)參數(shù)，確定所述井底至所述停留位置的距離；
[0038]步驟S307，重復(fù)上述步驟，直至所述探管短節(jié)3移動(dòng)至井口，并在所述探管短節(jié)3移動(dòng)至所述井口的情況下，根據(jù)測(cè)出的所述距離求和確定所述并深。
[0039]優(yōu)選的，所述第一預(yù)定時(shí)間大于或等于5秒。
[0040]優(yōu)選的，所述第二預(yù)定時(shí)間大于或等于5秒。
[0041]由此可見，借助于本發(fā)明的上述技術(shù)方案，通過在電子測(cè)斜儀的探管短節(jié)內(nèi)3設(shè)置有三軸磁傳感器301、三軸陀螺傳感器302和三軸加速傳感器303，從而能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量井軌跡的實(shí)時(shí)姿態(tài)角和每個(gè)點(diǎn)沿井軌跡方向的加速度，進(jìn)而能夠直接測(cè)量并記錄井深。此外，本發(fā)明還具有使用方便、節(jié)省時(shí)間、節(jié)省成本、體積小等優(yōu)點(diǎn)。
[0042]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可測(cè)量井深的電子測(cè)斜儀，包括探管短節(jié)，其特征在于，所述探管短節(jié)包括三軸磁傳感器、三軸陀螺傳感器以及三軸加速傳感器，其中，所述三軸磁傳感器、三軸陀螺傳感器以及三軸加速傳感器均與設(shè)置于所述探管短節(jié)內(nèi)的信號(hào)采集器連接，所述信號(hào)采集器與所述電纜轉(zhuǎn)換接頭連接。2.一種井深的測(cè)量方法，其特征在于，根據(jù)權(quán)利要求1中任意一項(xiàng)所述的電子測(cè)斜儀測(cè)量井深，并且，所述井深的測(cè)量方法包括: 將所述探管短節(jié)放至井底第一預(yù)定時(shí)間，通過所述探管短節(jié)中的三軸磁傳感器和三軸加速傳感器，確定所述井底的靜止姿態(tài)參數(shù)； 將所述探管短節(jié)沿井壁向上移動(dòng)至任意位置，并停留第二預(yù)定時(shí)間，通過所述探管短節(jié)中的三軸磁傳感器和三軸加速傳感器，確定該停留位置的靜止姿態(tài)參數(shù)，并通過所述探管短節(jié)中的三軸陀螺傳感器，確定所述探管短節(jié)從井底至所述停留位置過程中的動(dòng)態(tài)姿態(tài)參數(shù)； 根據(jù)所述探管短節(jié)中的三軸加速傳感器，確定所述停留位置的加速度，并根據(jù)該加速度和上述各姿態(tài)參數(shù)，確定所述井底至所述停留位置的距離； 重復(fù)上述步驟，直至所述探管短節(jié)移動(dòng)至井口，并在所述探管短節(jié)移動(dòng)至所述井口的情況下，根據(jù)測(cè)出的所述距離求和確定所述井深。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可測(cè)量井深的電子測(cè)斜儀和井深的測(cè)量方法，該可測(cè)量井深的電子測(cè)斜儀包括繩帽頭、電纜轉(zhuǎn)換接頭以及探管短節(jié)，所述探管短節(jié)包括三軸磁傳感器、三軸陀螺傳感器以及三軸加速傳感器，其中，所述三軸磁傳感器、三軸陀螺傳感器以及三軸加速傳感器均與設(shè)置于所述探管短節(jié)內(nèi)的信號(hào)采集器連接，所述信號(hào)采集器與所述電纜轉(zhuǎn)換接頭連接。本發(fā)明通過在電子測(cè)斜儀的探管短節(jié)內(nèi)設(shè)置有三軸磁傳感器、三軸加速傳感器和三軸陀螺傳感器，從而能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量井軌跡的實(shí)時(shí)姿態(tài)角和每個(gè)點(diǎn)沿井軌跡方向的加速度，進(jìn)而能夠直接測(cè)量并記錄井深。此外，本發(fā)明還具有使用方便、節(jié)省時(shí)間、節(jié)省成本、體積小等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】E21B47/022, E21B47/04
【公開號(hào)】CN105317423
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410326847
【發(fā)明人】譚詩(shī)煒
【申請(qǐng)人】北京六合偉業(yè)科技股份有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2014年7月9日