鉆頭位置實時自動校正系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鉆頭位置實時自動校正系統(tǒng)，包括絞車傳感器：用于實時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，實時計算鉆井時大鉤的高度位置變化，進而計算鉆頭位置；鉆具數(shù)據(jù)庫：用于存儲位于井下和井上的鉆具信息；鉆具管理模塊：用于對鉆具數(shù)據(jù)庫中的鉆具信息進行讀寫、查詢、鉆具總長統(tǒng)計的管理；實時顯示模塊：用于對鉆頭位置和標(biāo)準(zhǔn)井深參數(shù)的實時顯示；鉆井狀態(tài)判別模塊：用于實時判斷當(dāng)前的鉆井狀態(tài)，如坐卡、劃眼、鉆進等狀態(tài)；校正信息維護模塊：用于對鉆桿母接頭、吊卡長度和校正門限參數(shù)進行維護管理；其中校正門限記為C；自動校正模塊：用于實現(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，能自動對鉆頭位置進行校正。
【專利說明】鉆頭位置實時自動校正系統(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時自動校正系統(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。其主要任務(wù)是做好兩個保障:一是發(fā)現(xiàn)并準(zhǔn)確評價油氣層，為油氣勘探開發(fā)提供保障；二是實時監(jiān)測、及時預(yù)報，為鉆井安全施工提供保障。
[0004]油氣鉆井時，井眼軸線上任一點至轉(zhuǎn)盤補心面的長度，稱為該點的井深，錄井業(yè)務(wù)上稱為標(biāo)準(zhǔn)井深。在鉆、錄井時，標(biāo)準(zhǔn)井深即鉆進時的鉆頭位置，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，都要對鉆頭位置進行校正，否則誤差累加，一口井打下來，標(biāo)準(zhǔn)井深的誤差達到幾十米。對于以標(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)報來說將出現(xiàn)問題，甚至造成整口井報廢，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，采用人工方式進行校正鉆頭位置，每次校正時，首先工作人員爬到鉆臺，用卷尺測量正在轉(zhuǎn)動的方入深度，接著在EXCEL中計算鉆具庫長度，然后計算出鉆頭位置，最后將計算出的鉆頭位置輸入到綜合錄井系統(tǒng)中。這種方式有4點不足:
第一，自動化程度低，每次.校正時，都要爬到鉆臺測量方入數(shù)值，并計算鉆頭位置，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)險較大，每次工作人員爬到6米高的鉆臺，然后測量轉(zhuǎn)動的方入，存在不安全因素。
[0008]第三，人工測量、計算誤差大，每人測量的方入值可能都不一樣，關(guān)鍵是準(zhǔn)確測量正在轉(zhuǎn)動的方入非常困難，因此計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)錯誤，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)井深錯誤、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時自動校正系統(tǒng)，采用本發(fā)明，在起、下鉆“坐卡”狀態(tài)時，能自動對鉆頭位置進行校正，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)方案實現(xiàn)的:
一種鉆頭位置實時自動校正系統(tǒng)，包括:
絞車傳感器:用于實時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，實時計算鉆井時大鉤的高度位置變化，進而計算鉆頭位置；
鉆具數(shù)據(jù)庫:用于存儲位于井下和井上的鉆具信息；
鉆具管理模塊:用于對鉆具數(shù)據(jù)庫中的鉆具信息進行讀寫、查詢、鉆具總長統(tǒng)計等管
理；
實時顯示模塊:用于對鉆頭位置和標(biāo)準(zhǔn)井深參數(shù)的實時顯示；
鉆井狀態(tài)判別模塊:用于實時判斷當(dāng)前的鉆井狀態(tài)，如坐卡、劃眼、鉆進等狀態(tài)。
[0012]其特征在于還包括:
校正信息維護模塊:用于對鉆桿母接頭、吊卡長度和校正門限參數(shù)進行維護管理；其中校正門限記為C;
自動校正模塊:用于實現(xiàn)“坐卡”狀態(tài)時鉆頭位置校正。
[0013]所述自動校正模塊中，包括:
測量鉆頭位置子模塊:“坐卡”狀態(tài)時，用于獲取大鉤高度處理模塊計算所得鉆頭位置數(shù)值，記為A ；
實際鉆頭位置子模塊:“坐卡”狀態(tài)時，讀取鉆具管理模塊中當(dāng)前入井鉆具所對應(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的絕對值小于或等于C，那么此時用B值即為校正后的鉆頭位置，從而實現(xiàn)了鉆頭位置自動校正；若A與B的絕對值大于C，那么就不進行校正，因為此時如果校正，誤差反而增大。
[0014]所述鉆具信息包括入井序號、單根長度、累計長度、方入井深、坐卡鉆頭位置、編號、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”時，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)明所達到的有益效果如下:
采用本發(fā)明所述的校正信息維護模塊和自動校正模塊的處理方式，在起下鉆“坐卡”狀態(tài)時，能自動對鉆頭位置進行校正，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化程度，每次校正時，無需人工操作便實現(xiàn)了鉆頭位置的實時自動校正，同時也得到了標(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間。
[0018]第二，提高了鉆頭位置的準(zhǔn)確度，無需每次校正時去測量方入值，僅需在開鉆前靜止測量一次鉆桿母接頭和吊卡長度即可，計算出的鉆頭位置準(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，也無需測量轉(zhuǎn)動的方入，不存在安全風(fēng)險。
[0020]第四，無需將鉆頭位置輸入到綜合錄井系統(tǒng)中，沒有輸入錯誤的風(fēng)險，從而沒有標(biāo)準(zhǔn)井深錯誤、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【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的詳細說明，其中: 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0022]如圖1所示，鉆頭位置實時自動校正系統(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、校正信息維護模塊、自動校正模塊和實時顯示模塊。絞車傳感器實時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時采集絞車傳感器測量絞車軸角位移的變化值，并實時計算鉆井時大鉤的高度位置變化，進而計算鉆頭位置；鉆具數(shù)據(jù)庫存儲了位于井下、井上鉆具編號、長度等信息；鉆具管理模塊對鉆具庫中鉆具信息讀寫、查詢、鉆具總長統(tǒng)計等管理；鉆井狀態(tài)判別模塊用于實時判斷當(dāng)前的鉆井狀態(tài)，如坐卡、劃眼、鉆進等狀態(tài)。校正信息維護模塊實現(xiàn)對本系統(tǒng)校正門限等參數(shù)的的設(shè)置維護；自動校正模塊實現(xiàn)坐卡狀態(tài)下鉆頭的位置校正；實時顯示模塊實現(xiàn)對鉆頭位置、標(biāo)準(zhǔn)井深等參數(shù)的實時顯示。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、實時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]校正信息維護模塊，對鉆桿母接頭、吊卡長度和校正門限等參數(shù)進行維護管理；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]自動校正模塊，包括測量鉆頭位置子模塊、實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)判別模塊實施判斷為“坐卡”時，系統(tǒng)獲得兩個數(shù)值，一個為絞車測量模塊中測量大鉤高度得出的鉆頭位置數(shù)值，記為A，該值因測量有誤差，本發(fā)明正是校正此數(shù)據(jù)；另一個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的絕對值小于或等于C，那么此時用B值即為校正后的鉆頭位置，從而實現(xiàn)了鉆頭位置自動校正；若A與B的絕對值大于C，那么就不進行校正，因為此時如果校正，誤差反而增大。
[0026]當(dāng)鉆井狀態(tài)為“鉆進”時，標(biāo)準(zhǔn)井深等于鉆頭位置。
【權(quán)利要求】
1.一種鉆頭位置實時自動校正系統(tǒng),包括: 絞車傳感器:用于實時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，實時計算鉆井時大鉤的高度位置變化，進而計算鉆頭位置； 鉆具數(shù)據(jù)庫:用于存儲位于井下和井上的鉆具信息； 鉆具管理模塊:用于對鉆具數(shù)據(jù)庫中的鉆具信息進行讀寫、查詢、鉆具總長統(tǒng)計的管理； 實時顯示模塊:用于對鉆頭位置和標(biāo)準(zhǔn)井深參數(shù)的實時顯示； 鉆井狀態(tài)判別模塊:用于實時判斷當(dāng)前的鉆井狀態(tài)； 其特征在于還包括: 校正信息維護模塊:用于對鉆桿母接頭、吊卡長度和校正門限參數(shù)進行維護管理；其中校正門限記為C; 自動校正模塊:用于實現(xiàn)“坐卡”狀態(tài)下鉆頭的位置校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆頭位置實時自動校正系統(tǒng)，其特征在于:所述自動校正模塊中，包括: 測量鉆頭位置子模塊:“坐卡”狀態(tài)時，用于獲取大鉤高度處理模塊計算所得鉆頭位置數(shù)值，記為A ； 實際鉆頭位置子模塊:“坐卡”狀態(tài)時，讀取鉆具管理模塊中當(dāng)前入井鉆具所對應(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的絕對值小于或等于C，那么此時用B值即為校正后的鉆頭位置；若A與B的絕對值大于C，那么就不進行校正。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆頭位置實時自動校正系統(tǒng)，其特征在于:所述鉆具信息包括入井序號、單根長度、累計長度、方入井深、坐卡鉆頭位置、編號、外徑、內(nèi)徑和立柱數(shù)信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆頭位置實時自動校正系統(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】E21B44/00GK103437751SQ201310371133
【公開日】2013年12月11日 申請日期: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, 邢會民, 饒應(yīng)波 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司