全程環(huán)空壓力測(cè)量方法及裝置制造方法
【專利摘要】一種鉆井全過程環(huán)空壓力測(cè)量的方法及裝置，實(shí)現(xiàn)開、停泵狀態(tài)下參數(shù)測(cè)量功能，智能檢測(cè)鉆井作業(yè)過程中的最大波動(dòng)壓力、靜動(dòng)態(tài)穩(wěn)定壓力和柱內(nèi)外壓差變化等重要數(shù)據(jù)，并適時(shí)上傳地面系統(tǒng)供綜合分析，預(yù)防井下復(fù)雜情況和事故，指導(dǎo)安全快速鉆完井作業(yè)，降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)和鉆井成本。
【專利說明】全程環(huán)空壓力測(cè)量方法及裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油、天然氣鉆完井作業(yè)的一種全程環(huán)空壓力測(cè)量方法及裝置，用于鉆井全過程的井眼環(huán)空壓力實(shí)時(shí)檢測(cè)，以指導(dǎo)安全進(jìn)行鉆井施工，降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，預(yù)防井下復(fù)雜情況和事故，確保安全快速鉆完井作業(yè)。
【背景技術(shù)】
[0002]鉆井作業(yè)包括起下鉆、鉆進(jìn)、接單根、循環(huán)、劃眼等作業(yè)，在鉆井作業(yè)過程中，有多種因素會(huì)導(dǎo)致井下壓力變化，如鉆柱上下活動(dòng)速度、開停泵作業(yè)、排量變化、鉆柱轉(zhuǎn)速、機(jī)械鉆速、井眼凈化情況、井眼環(huán)空幾何尺寸、井眼軌跡、鉆井液流變性能、巖屑大小和密度等。在工程實(shí)踐中，要避免因操作和施工參數(shù)不當(dāng)而造成井下壓力波動(dòng)超出允許范圍，防止由此引起的井下復(fù)雜情況和事故，如快速起下鉆引起的抽吸和激動(dòng)壓力、停泵引起的井底壓力快速減小，以及開泵和劃眼造成的壓力波動(dòng)。
[0003]在大位移鉆井作業(yè)中，由于穩(wěn)斜段長(zhǎng)，且井斜角大，隨著鉆井進(jìn)尺的增加，環(huán)空沿程流動(dòng)壓耗增加，垂深增加緩慢，從而導(dǎo)致鉆井液當(dāng)量循環(huán)密度(ECD)增加明顯；同時(shí)大位移井存在嚴(yán)重偏心環(huán)空和螺旋流，以及井眼凈化問題突出，容易引起ECD超過允許值。此外，在高溫高壓深井、海上深水鉆井、小井眼鉆井、復(fù)雜地層窄密度窗口鉆井，以及欠平衡鉆井作業(yè)都需要精確實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)鉆井全過程環(huán)空壓力及變化情況，及時(shí)上傳重要數(shù)據(jù)，指導(dǎo)施工決策和安全鉆完井作業(yè)；也利于鉆井事后分析，為以后的鉆井設(shè)計(jì)和施工參數(shù)制定提供參考。
[0004]全過程中監(jiān)測(cè) 鉆井環(huán)空壓力數(shù)據(jù)量大，目前MWD/LWD數(shù)據(jù)傳輸速率還很低，因此迫切需要一種既可滿足全程環(huán)空壓力監(jiān)測(cè)需求，又需智能檢測(cè)出抽吸、激動(dòng)壓力等重要參數(shù)，并適時(shí)上傳的一種全程環(huán)空壓力測(cè)量方法和裝置，為安全鉆井施工作業(yè)提供指導(dǎo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于此，為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供涉及鉆井全過程環(huán)空壓力測(cè)量的技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)開、停泵狀態(tài)下參數(shù)測(cè)量功能，智能檢測(cè)鉆井作業(yè)過程中的最大波動(dòng)壓力、靜動(dòng)態(tài)穩(wěn)定壓力和柱內(nèi)外壓差變化等重要數(shù)據(jù)，并適時(shí)上傳地面系統(tǒng)供綜合分析，預(yù)防井下復(fù)雜情況和事故，指導(dǎo)安全快速鉆完井作業(yè)，降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)和鉆井成本。
[0006]具體的，本發(fā)明提供一種用于實(shí)現(xiàn)鉆井全過程的環(huán)空壓力測(cè)量裝置，其特征在于，包括PWD(Pressure While Drilling)工具、儀器連續(xù)供電設(shè)備、開停泵檢測(cè)判斷部件、以及MWD(Measurement While Drilling)數(shù)據(jù)通訊工具，所述PWD工具上裝有柱內(nèi)和環(huán)空壓力傳感器，用于測(cè)量鉆柱內(nèi)外的鉆井液流體壓力、監(jiān)測(cè)鉆井液循環(huán)狀態(tài)和鉆頭壓降，所述PWD上還裝有軸向加速度傳感器，用于檢測(cè)鉆柱軸向運(yùn)動(dòng)情況及計(jì)算鉆柱軸向移動(dòng)距離，在接鉆桿坐卡等暫停鉆柱上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，利用環(huán)空壓力傳感器測(cè)量鉆柱軸向靜止環(huán)空壓力，當(dāng)起下鉆、鉆進(jìn)等鉆柱運(yùn)動(dòng)時(shí)，測(cè)量環(huán)空壓力，利用軸向加速度傳感器計(jì)算相近兩次鉆柱軸向靜止間的移動(dòng)距離及鉆柱上下運(yùn)動(dòng)過程中鉆柱相對(duì)移動(dòng)距離，對(duì)應(yīng)的鉆柱運(yùn)動(dòng)環(huán)空壓力，根據(jù)上述信息，計(jì)算鉆柱上下運(yùn)動(dòng)位置對(duì)應(yīng)的靜止環(huán)空壓力及由于鉆柱上下運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的環(huán)空壓力波動(dòng)，并求出最大環(huán)空壓力波動(dòng)。
[0007]所述儀器連續(xù)供電設(shè)備包括電池和渦輪發(fā)電機(jī)，在起下鉆等停止鉆井液循環(huán)時(shí)，井下工具采用電池供電，循環(huán)鉆井液時(shí)由渦輪發(fā)電機(jī)供電。
[0008]所述開停泵檢測(cè)判斷部件實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述環(huán)空壓力及其變化過程，記錄最大開泵環(huán)空壓力點(diǎn)，最大開泵環(huán)空壓力，實(shí)時(shí)測(cè)量在鉆進(jìn)過程中環(huán)空及柱內(nèi)壓力，監(jiān)測(cè)鉆頭壓降及環(huán)空循環(huán)壓耗變化情況，判斷鉆頭壓降(柱內(nèi)壓力與環(huán)空壓力之差)、環(huán)空循環(huán)壓耗(開泵與停泵時(shí)的環(huán)空壓力差)是否偏移正常趨勢(shì)，并通過MWD數(shù)據(jù)通訊工具上傳到地面系統(tǒng)，并且，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)停泵過程環(huán)空壓力及其變化，記錄停泵最小環(huán)空壓力和穩(wěn)定環(huán)空壓力，開泵后通過MWD數(shù)據(jù)通訊工具上傳到地面系統(tǒng)。
[0009]本發(fā)明還提供一種用于實(shí)現(xiàn)鉆井全過程的環(huán)空壓力測(cè)量方法，其特征在于，利用PWD工具上裝有的柱內(nèi)和環(huán)空壓力傳感器，測(cè)量鉆柱內(nèi)外的鉆井液流體壓力、監(jiān)測(cè)鉆井液循環(huán)狀態(tài)和鉆頭壓降，利用PWD上裝有的軸向加速度傳感器，檢測(cè)鉆柱軸向運(yùn)動(dòng)情況及計(jì)算鉆柱軸向移動(dòng)距離，并且，在接鉆桿坐卡等暫停鉆柱上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，利用環(huán)空壓力傳感器測(cè)量鉆柱軸向靜止環(huán)空壓力，當(dāng)起下鉆、鉆進(jìn)等鉆柱運(yùn)動(dòng)時(shí)，測(cè)量環(huán)空壓力，利用軸向加速度傳感器計(jì)算相近兩次鉆柱軸向靜止間的移動(dòng)距離及鉆柱上下運(yùn)動(dòng)過程中鉆柱相對(duì)移動(dòng)距離，對(duì)應(yīng)的鉆柱運(yùn)動(dòng)環(huán)空壓力，然后，根據(jù)上述信息，計(jì)算鉆柱上下運(yùn)動(dòng)位置對(duì)應(yīng)的靜止環(huán)空壓力及由于鉆柱上下運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的環(huán)空壓力波動(dòng)，并求出最大環(huán)空壓力波動(dòng)。
[0010]在起下鉆等停止鉆井液循環(huán)時(shí)，采用電池對(duì)井下工具供電，循環(huán)鉆井液時(shí)由渦輪發(fā)電機(jī)供電，并根據(jù)鉆井工況選擇上傳停止鉆井液循環(huán)和循環(huán)時(shí)的井下壓力監(jiān)測(cè)重要參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)鉆井全過程環(huán)空壓力監(jiān)測(cè)。
[0011]本發(fā)明還提供一種用于測(cè)量鉆柱軸向靜止及運(yùn)動(dòng)的方法，其特征在于，利用軸向加速度傳感器測(cè)量軸向加速度，通過濾波求出鉆柱軸向運(yùn)動(dòng)速度和加速度，進(jìn)而判斷鉆柱是否處于靜止?fàn)顟B(tài)，并且，計(jì)算出鉆柱軸向移動(dòng)距離，從而實(shí)現(xiàn)鉆柱軸向靜止及運(yùn)動(dòng)的測(cè)量。
[0012]本發(fā)明還提供一種用于測(cè)量鉆柱上下運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生抽吸環(huán)空壓力波動(dòng)的方法，其特征在于包括，測(cè)量鉆柱軸向靜止及運(yùn)動(dòng)時(shí)環(huán)空壓力步驟，計(jì)算鉆柱軸向移動(dòng)距離及對(duì)應(yīng)靜止壓力及運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的環(huán)空壓力波動(dòng)及最大環(huán)空壓力波動(dòng)步驟，其中，利用PWD上裝有的軸向加速度傳感器，檢測(cè)鉆柱軸向運(yùn)動(dòng)情況及計(jì)算鉆柱軸向移動(dòng)距離，并且，在接鉆桿坐卡等暫停鉆柱上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，利用環(huán)空壓力傳感器測(cè)量鉆柱軸向靜止環(huán)空壓力，當(dāng)起下鉆、鉆進(jìn)等鉆柱運(yùn)動(dòng)時(shí)，測(cè)量環(huán)空壓力，利用軸向加速度傳感器計(jì)算相近兩次鉆柱軸向靜止間的移動(dòng)距離及鉆柱上下運(yùn)動(dòng)過程中鉆柱相對(duì)移動(dòng)距離，對(duì)應(yīng)的鉆柱運(yùn)動(dòng)環(huán)空壓力，然后，根據(jù)上述信息，計(jì)算鉆柱上下運(yùn)動(dòng)位置對(duì)應(yīng)的靜止環(huán)空壓力及由于鉆柱上下運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的環(huán)空壓力波動(dòng)，并求出最大環(huán)空壓力波動(dòng)。
[0013]本發(fā)明還提供一種最大開泵環(huán)空壓力監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括開泵過程的判斷步驟，及最大環(huán)空壓力檢測(cè)步驟，其中，在開泵循環(huán)時(shí)，排量由小變大到穩(wěn)定，鉆井液從靜止到流動(dòng)，該過程產(chǎn)生環(huán)空壓力波動(dòng)，并存在一個(gè)最大環(huán)空壓力點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述環(huán)空壓力及其變化過程，記錄最大開泵環(huán)空壓力點(diǎn)，最大開泵環(huán)空壓力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)最大開泵環(huán)空壓力監(jiān)測(cè)。[0014]本發(fā)明還提供一種正常鉆進(jìn)環(huán)空及柱內(nèi)壓力測(cè)量方法，其特征在于，包括鉆頭壓降及環(huán)空循環(huán)壓耗變化情況監(jiān)測(cè)步驟，及自動(dòng)選擇重要變化數(shù)據(jù)上傳步驟，其中，實(shí)時(shí)測(cè)量在鉆進(jìn)過程中環(huán)空及柱內(nèi)壓力，監(jiān)測(cè)鉆頭壓降及環(huán)空循環(huán)壓耗變化情況，判斷鉆頭壓降(柱內(nèi)壓力與環(huán)空壓力之差)、環(huán)空循環(huán)壓耗(開泵與停泵時(shí)的環(huán)空壓力差)是否偏移正常趨勢(shì)，并上傳到地面系統(tǒng)。
[0015]本發(fā)明還提供一種停泵環(huán)空壓力監(jiān)測(cè)方法，包括停泵過程的判斷步驟及井下停泵環(huán)空壓力及穩(wěn)定環(huán)空壓力檢測(cè)步驟，其中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)停泵過程環(huán)空壓力及其變化，記錄停泵最小環(huán)空壓力和穩(wěn)定環(huán)空壓力，開泵后上傳到地面系統(tǒng)。
[0016]在本發(fā)明中，井下工具基本配置包括:正脈沖發(fā)生器、渦輪發(fā)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)短節(jié)、電池筒短節(jié)、定向儀短節(jié)、下數(shù)據(jù)連接器、上數(shù)據(jù)連接器、電池及電路、軸向運(yùn)動(dòng)傳感器、數(shù)據(jù)回放接口、環(huán)空壓力傳感器、柱內(nèi)壓力傳感器等。
[0017]在本發(fā)明中，PWD(Pressure While Drilling)工具上裝有柱內(nèi)和環(huán)空壓力傳感器，用于測(cè)量鉆柱內(nèi)外的鉆井液流體壓力、監(jiān)測(cè)鉆井液循環(huán)狀態(tài)和鉆頭壓降，PWD上還裝有軸向加速度傳感器，用于檢測(cè)鉆柱軸向運(yùn)動(dòng)情況及計(jì)算鉆柱軸向移動(dòng)距離。接鉆桿坐卡等暫停鉆柱上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，利用環(huán)空壓力傳感器測(cè)量鉆柱軸向靜止環(huán)空壓力；當(dāng)起下鉆、鉆進(jìn)等鉆柱運(yùn)動(dòng)時(shí)，測(cè)量環(huán)空壓力；利用軸向加速度傳感器計(jì)算相近兩次鉆柱軸向靜止間的移動(dòng)距離及鉆柱上下運(yùn)動(dòng)過程中鉆柱相對(duì)移動(dòng)距離，對(duì)應(yīng)的鉆柱運(yùn)動(dòng)環(huán)空壓力，根據(jù)上述信息，計(jì)算鉆柱上下運(yùn)動(dòng)位置對(duì)應(yīng)的靜止環(huán)空壓力及由于鉆柱上下運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的環(huán)空壓力波動(dòng)，并求出最大環(huán)空壓力波動(dòng)。
[0018]在起下鉆等停止鉆井液循環(huán)時(shí)，井下工具采用電池供電，循環(huán)鉆井液時(shí)由渦輪發(fā)電機(jī)供電，并根據(jù)鉆井工況選擇上傳停止鉆井液循環(huán)和循環(huán)時(shí)的井下壓力監(jiān)測(cè)重要參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)鉆井全過程環(huán)空壓力監(jiān)測(cè)，為鉆井作業(yè)提供依據(jù)，確保壓力波動(dòng)在安全窗口內(nèi)，避免出現(xiàn)井下復(fù)雜情況和事故，降低鉆井作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，快速順利鉆達(dá)目的層。
[0019]發(fā)明的效果
[0020]鉆井過程中，起下鉆、開停泵等作業(yè)容易引起井下壓力波動(dòng)，當(dāng)壓力波動(dòng)范圍超過允許值時(shí)，易引發(fā)井涌、井漏和井壁坍塌井下復(fù)雜情況，甚至導(dǎo)致井噴和卡鉆等井下事故。根據(jù)本發(fā)明提供的全過程井下環(huán)空壓力測(cè)量解決方案，可有效監(jiān)測(cè)井下環(huán)空壓力及其波動(dòng)情況，并根據(jù)作業(yè)工況適時(shí)上傳監(jiān)測(cè)到的重要井下壓力參數(shù)，為鉆井作業(yè)施工人員規(guī)范鉆井操作及確定合理的鉆井參數(shù)提供指導(dǎo)，避免井下復(fù)雜情況和事故，更好地指導(dǎo)安全快速鉆完井作業(yè)，達(dá)到降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)和鉆井成本的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為環(huán)空壓力測(cè)量系統(tǒng)示意圖。
[0022]圖2為環(huán)空壓力測(cè)量方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面通過參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作出詳細(xì)描述以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。
[0024]圖1為環(huán)空壓力測(cè)量系統(tǒng)示意圖。
[0025]如圖1所示，井下工具基本配置包括:正脈沖發(fā)生器1、渦輪發(fā)電機(jī)2、驅(qū)動(dòng)短節(jié)3、電池筒短節(jié)4、定向儀短節(jié)5、下數(shù)據(jù)連接器6、上數(shù)據(jù)連接器7、電池及電路8、軸向運(yùn)動(dòng)傳感器9、數(shù)據(jù)回放接口 10、環(huán)空壓力傳感器11、柱內(nèi)壓力傳感器12等。
[0026] 為了實(shí)現(xiàn)隨鉆環(huán)空壓力測(cè)量PWD (Pressure While Drilling), PWD工具上裝有柱內(nèi)和環(huán)空壓力傳感器，用于測(cè)量鉆柱內(nèi)外的鉆井液流體壓力、監(jiān)測(cè)鉆井液循環(huán)狀態(tài)和鉆頭壓降；PWD上還裝有軸向加速度傳感器，用于檢測(cè)鉆柱軸向運(yùn)動(dòng)情況及計(jì)算鉆柱軸向移動(dòng)距離。接鉆桿坐卡等暫停鉆柱上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，利用環(huán)空壓力傳感器測(cè)量鉆柱軸向靜止環(huán)空壓力Pas ;當(dāng)起下鉆、鉆進(jìn)等鉆柱運(yùn)動(dòng)時(shí)，測(cè)量環(huán)空壓力Pam ;利用軸向加速度傳感器計(jì)算相近兩次鉆柱軸向靜止間的移動(dòng)距離AL及鉆柱上下運(yùn)動(dòng)過程中鉆柱相對(duì)移動(dòng)距離ALi,對(duì)應(yīng)的鉆柱運(yùn)動(dòng)環(huán)空壓力Pami ;根據(jù)上述信息，計(jì)算鉆柱上下運(yùn)動(dòng)位置對(duì)應(yīng)的靜止環(huán)空壓力Pai及由于鉆柱上下運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的環(huán)空壓力波動(dòng)APai，并求出最大環(huán)空壓力波動(dòng)APaifaP
[0027]在起下鉆等停止鉆井液循環(huán)時(shí)，井下工具采用電池供電，循環(huán)鉆井液時(shí)由渦輪發(fā)電機(jī)供電，并根據(jù)鉆井工況選擇上傳停止鉆井液循環(huán)和循環(huán)時(shí)的井下壓力監(jiān)測(cè)重要參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)鉆井全過程環(huán)空壓力監(jiān)測(cè)，為鉆井作業(yè)提供依據(jù)，確保壓力波動(dòng)在安全窗口內(nèi)，避免出現(xiàn)井下復(fù)雜情況和事故，降低鉆井作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，快速順利鉆達(dá)目的層。
[0028]圖2為環(huán)空壓力測(cè)量方法流程圖。
[0029]如圖2所示，本發(fā)明測(cè)量方法和步驟如下:
[0030]1.地面設(shè)置PWD工作參數(shù)，包括儀器延時(shí)啟動(dòng)時(shí)間、壓力和軸向加速度采樣時(shí)間。
[0031]PWD延時(shí)啟動(dòng)時(shí)間根據(jù)下鉆前準(zhǔn)備工作時(shí)間、下鉆速度及開始測(cè)量深度確定。
[0032]壓力采樣時(shí)間根據(jù)PWD井下工作時(shí)間、存儲(chǔ)器大小及對(duì)監(jiān)測(cè)壓力要求綜合考慮。通常采樣間隔為I~60秒/點(diǎn)。為了監(jiān)測(cè)快速壓力波動(dòng)情況，典型采樣間隔為I秒/點(diǎn)。
[0033]軸向加速度采樣間隔為0.001~0.1秒/點(diǎn)。
[0034]2.測(cè)量環(huán)空壓力、柱內(nèi)壓力、軸向加速度及溫度參數(shù)，井下存儲(chǔ)測(cè)量結(jié)果。
[0035]3.對(duì)測(cè)量到的軸向加速度進(jìn)行濾波，求出鉆柱軸向運(yùn)動(dòng)加速度ax。
[0036]4.利用軸向運(yùn)動(dòng)加速度ax及其持續(xù)時(shí)間判斷鉆具軸向是否處于靜止?fàn)顟B(tài)。
[0037]如果I ax I〈 ε ( ε為鉆具靜止加速度判斷閾值，比如0.0Olg或0.01g)，且持續(xù)時(shí)間 τ (τ為鉆具靜止時(shí)間判斷閾值，比如15秒)，則判斷鉆柱處于軸向靜止?fàn)顟B(tài)(如起下
鉆接立柱及鉆井接單根過程中鉆具坐卡時(shí))；一旦|ax| ^ 10 ε ,則判斷鉆柱開始軸向運(yùn)動(dòng)(如接完鉆具后的上提下放作業(yè))。
[0038]5.求鉆柱軸向運(yùn)動(dòng)速度和距離。
[0039]利用運(yùn)動(dòng)加速度ax 一次積分可求得軸向運(yùn)動(dòng)速度vx，但實(shí)際測(cè)量到的運(yùn)動(dòng)加速度信號(hào)am中總是包含誤差信號(hào)(為直流誤差信號(hào)和噪聲干擾信號(hào)之和)，即am = ax+ae0所以，實(shí)際積分結(jié)果為式(I)所示，其中Vx為希望獲取的軸向運(yùn)動(dòng)速度實(shí)際信號(hào)，而\為希望
去除的軸向運(yùn)動(dòng)速度誤差信號(hào)。
? ?
[0040]vn-(f) ? ar?(t)dt = ? ο\ (O + ac(t)dt = vy(t) +.0-)
OO(I)
[0041]將式(I)獲取的軸向運(yùn)動(dòng)速度信號(hào)再次積分可求得軸向位移信號(hào)Im，如式(2)所不，同樣包含軸向運(yùn)動(dòng)位移誤差信號(hào)
【權(quán)利要求】
1.一種用于實(shí)現(xiàn)鉆井全過程的環(huán)空壓力測(cè)量裝置，其特征在于，包括PWD工具、儀器連續(xù)供電設(shè)備、開停泵檢測(cè)判斷部件、以及MWD數(shù)據(jù)通訊工具，所述PWD工具上裝有柱內(nèi)和環(huán)空壓力傳感器，用于測(cè)量鉆柱內(nèi)外的鉆井液流體壓力、監(jiān)測(cè)鉆井液循環(huán)狀態(tài)和鉆頭壓降，所述PWD上還裝有軸向加速度傳感器，用于檢測(cè)鉆柱軸向運(yùn)動(dòng)情況及計(jì)算鉆柱軸向移動(dòng)距離，在接鉆桿坐卡等暫停鉆柱上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，利用環(huán)空壓力傳感器測(cè)量鉆柱軸向靜止環(huán)空壓力，當(dāng)起下鉆、鉆進(jìn)等鉆柱運(yùn)動(dòng)時(shí)，測(cè)量環(huán)空壓力，利用軸向加速度傳感器計(jì)算相近兩次鉆柱軸向靜止間的移動(dòng)距離及鉆柱上下運(yùn)動(dòng)過程中鉆柱相對(duì)移動(dòng)距離，對(duì)應(yīng)的鉆柱運(yùn)動(dòng)環(huán)空壓力，根據(jù)上述信息，計(jì)算鉆柱上下運(yùn)動(dòng)位置對(duì)應(yīng)的靜止環(huán)空壓力及由于鉆柱上下運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的環(huán)空壓力波動(dòng)，并求出最大環(huán)空壓力波動(dòng)， 所述儀器連續(xù)供電設(shè)備包括電池和渦輪發(fā)電機(jī)，在起下鉆等停止鉆井液循環(huán)時(shí)，井下工具采用電池供電，循環(huán)鉆井液由渦輪發(fā)電機(jī)供電， 所述開停泵檢測(cè)判斷部件實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述環(huán)空壓力及其變化過程，記錄最大開泵環(huán)空壓力點(diǎn)，最大開泵環(huán)空壓力，實(shí)時(shí)測(cè)量在鉆進(jìn)過程中環(huán)空及柱內(nèi)壓力，監(jiān)測(cè)鉆頭壓降及環(huán)空循環(huán)壓耗變化情況，判斷鉆頭壓降、環(huán)空循環(huán)壓耗是否偏移正常趨勢(shì)，并通過MWD數(shù)據(jù)通訊工具上傳到地面系統(tǒng)，并且，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)停泵過程環(huán)空壓力及其變化，記錄停泵最小環(huán)空壓力和穩(wěn)定環(huán)空壓力，開泵后通過MWD數(shù)據(jù)通訊工具上傳到地面系統(tǒng)。
2. ，其特征在于，利用PWD工具上裝有的柱內(nèi)和環(huán)空壓力傳感器，測(cè)量鉆柱內(nèi)外的鉆井液流體壓力、監(jiān)測(cè)鉆井液循環(huán)狀態(tài)和鉆頭壓降，利用PWD上裝有的軸向加速度傳感器，檢測(cè)鉆柱軸向運(yùn)動(dòng)情況及計(jì)算鉆柱軸向移動(dòng)距離，并且，在接鉆桿坐卡等暫停鉆柱上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，利用環(huán)空壓力傳感器測(cè)量鉆柱軸向靜止環(huán)空壓力，當(dāng)起下鉆、鉆進(jìn)等鉆柱運(yùn)動(dòng)時(shí)，測(cè)量環(huán)空壓力，利用軸向加速度傳感器計(jì)算相近兩次鉆柱軸向靜止間的移動(dòng)距離及鉆柱上下運(yùn)動(dòng)過程中鉆柱相對(duì)移動(dòng)距離，對(duì)應(yīng)的鉆柱運(yùn)動(dòng)環(huán)空壓力，然后，根據(jù)上述信息，計(jì)算鉆柱上下運(yùn)動(dòng)位置對(duì)應(yīng)的靜止環(huán)空壓力及由于鉆柱上下運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的環(huán)空壓力波動(dòng)，并求出最大環(huán)空壓力波動(dòng)， 在起下鉆等停止鉆井液循環(huán)時(shí)，采用電池對(duì)井下工具供電，循環(huán)鉆井液由渦輪發(fā)電機(jī)供電，并根據(jù)鉆井工況選擇上傳停止鉆井液循環(huán)和循環(huán)時(shí)的井下壓力監(jiān)測(cè)重要參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)鉆井全過程環(huán)空壓力監(jiān)測(cè)。
3.一種用于測(cè)量鉆柱軸向靜止及運(yùn)動(dòng)的方法，其特征在于，利用軸向加速度傳感器測(cè)量軸向加速度，通過濾波求出鉆柱軸向運(yùn)動(dòng)速度和加速度，進(jìn)而判斷鉆柱是否處于靜止?fàn)顟B(tài)，并且，計(jì)算出鉆柱軸向移動(dòng)距離，從而實(shí)現(xiàn)鉆柱軸向靜止及運(yùn)動(dòng)的測(cè)量。
4.一種用于測(cè)量鉆柱上下運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生抽吸環(huán)空壓力波動(dòng)的方法，其特征在于包括，測(cè)量鉆柱軸向靜止及運(yùn)動(dòng)時(shí)環(huán)空壓力步驟，計(jì)算鉆柱軸向移動(dòng)距離及對(duì)應(yīng)靜止壓力及運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的環(huán)空壓力波動(dòng)及最大環(huán)空壓力波動(dòng)步驟，其中，利用PWD上裝有的軸向加速度傳感器，檢測(cè)鉆柱軸向運(yùn)動(dòng)情況及計(jì)算鉆柱軸向移動(dòng)距離，并且，在接鉆桿坐卡等暫停鉆柱上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，利用環(huán)空壓力傳感器測(cè)量鉆柱軸向靜止環(huán)空壓力，當(dāng)起下鉆、鉆進(jìn)等鉆柱運(yùn)動(dòng)時(shí)，測(cè)量環(huán)空壓力，利用軸向加速度傳感器計(jì)算相近兩次鉆柱軸向靜止間的移動(dòng)距離及鉆柱上下運(yùn)動(dòng)過程中鉆柱相對(duì)移動(dòng)距離，對(duì)應(yīng)的鉆柱運(yùn)動(dòng)環(huán)空壓力，然后，根據(jù)上述信息，計(jì)算鉆柱上下運(yùn)動(dòng)位置對(duì)應(yīng)的靜止環(huán)空壓力及由于鉆柱上下運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的環(huán)空壓力波動(dòng)，并求出最大環(huán)空壓力波動(dòng)。
5.一種最大開泵環(huán)空壓力監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括開泵過程的判斷步驟，及最大環(huán)空壓力檢測(cè)步驟，其中，在開泵循環(huán)時(shí)，排量由小變大到穩(wěn)定，鉆井液從靜止到流動(dòng)，該過程產(chǎn)生環(huán)空壓力波動(dòng)，并存在一個(gè)最大環(huán)空壓力點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述環(huán)空壓力及其變化過程，記錄最大開泵環(huán)空壓力點(diǎn)，最大開泵環(huán)空壓力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)最大開泵環(huán)空壓力監(jiān)測(cè)。
6.一種正常鉆進(jìn)環(huán)空及柱內(nèi)壓力測(cè)量方法，其特征在于，包括鉆頭壓降及環(huán)空循環(huán)壓耗變化情況監(jiān)測(cè)步驟，及自動(dòng)選擇重要變化數(shù)據(jù)上傳步驟，其中，實(shí)時(shí)測(cè)量在鉆進(jìn)過程中環(huán)空及柱內(nèi)壓力，監(jiān)測(cè)鉆頭壓降及環(huán)空循環(huán)壓耗變化情況，判斷鉆頭壓降、環(huán)空循環(huán)壓耗是否偏移正常趨勢(shì)，并上傳到地面系統(tǒng)。
7.一種停泵環(huán)空壓力監(jiān)測(cè)方法，包括停泵過程的判斷步驟及井下停泵環(huán)空壓力及穩(wěn)定環(huán)空壓力檢測(cè)步驟，其中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)停泵過程環(huán)空壓力及其變化，記錄停泵最小環(huán)空壓力和穩(wěn)定環(huán)空壓力，開泵 后上傳到地面系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】E21B47/06GK103982175SQ201410232941
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】唐雪平, 盛利民, 竇修榮, 鄧樂, 王家進(jìn), 王鵬, 藍(lán)蓉, 艾維平, 呂海川 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院