[發(fā)明專利]石油鉆井鉆壓扭矩隨鉆測(cè)量?jī)x器的刻度裝置及方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110165389.1
• 申請(qǐng)日: 2011-06-20
• 公開（公告）號(hào): CN102839961A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊錦舟;李作會(huì);耿艷峰;張海花;華陳權(quán);崔海波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工集團(tuán)公司;中國(guó)石化集團(tuán)勝利石油管理局鉆井工藝研究院
• 主分類號(hào): E21B44/00
• 分類號(hào): E21B44/00;E21B47/06
• 代理公司: 東營(yíng)雙橋?qū)＠碛邢挢?zé)任公司 37107
• 代理人: 羅文遠(yuǎn)

1.石油鉆井鉆壓扭矩隨鉆測(cè)量?jī)x器的刻度裝置，該裝置包括：扭矩發(fā)生器(1)、支撐架(2)、固定式夾緊裝置(3)、鉆壓發(fā)生器(4)、底座(5)、液壓控制模塊(6)、計(jì)算機(jī)測(cè)控模塊(7)、工業(yè)平板電腦(8)、數(shù)據(jù)采集卡(9)/(10)、測(cè)量短節(jié)(11)、標(biāo)準(zhǔn)鉆壓表(12)、標(biāo)準(zhǔn)扭矩表(13)、液壓操作手柄(14)、液壓保持器(15)、液動(dòng)調(diào)節(jié)閥(16)、電氣操作按鈕(17)、液壓泵(18)、壓力傳感器(19)/(20)/(21)、連接器(22)、移動(dòng)式夾緊裝置(23)、測(cè)量短節(jié)接頭(24)，其特征是：從底座(5)的一端開始依次安裝扭矩發(fā)生器(1)、固定式夾緊裝置(3)、移動(dòng)式夾緊裝置(23)、鉆壓發(fā)生器(4)，底座(5)上安裝有導(dǎo)軌，鉆壓發(fā)生器(4)和移動(dòng)式夾緊裝置(23)安裝在導(dǎo)軌上，在固定式夾緊裝置(3)和移動(dòng)式夾緊裝置(23)之間通過(guò)連接器(22)固定刻度短節(jié)，刻度短節(jié)的設(shè)計(jì)為對(duì)稱結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油鉆井鉆壓扭矩隨鉆測(cè)量?jī)x器的刻度裝置，其特征是：固定式夾緊裝置(3)、移動(dòng)式夾緊裝置(23)與連接器(22)配合使刻度短節(jié)懸浮于夾緊裝置中；連接器接頭(22)是四方接頭或六方接頭。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油鉆井鉆壓扭矩隨鉆測(cè)量?jī)x器的刻度裝置，其特征是：刻度短節(jié)的對(duì)稱結(jié)構(gòu)是兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)鉆壓表(12)、兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)扭矩表(13)的組合形式，或者是只有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)鉆壓表(12)或者只有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)扭矩表(13)的形式。

4.石油鉆井鉆壓扭矩隨鉆測(cè)量?jī)x器的刻度方法，其特征是：計(jì)算機(jī)測(cè)控模塊(7)與液壓控制模塊(6)配合，分別使鉆壓值或者扭矩值從小到大或者從大到小按一定的步長(zhǎng)變化，實(shí)現(xiàn)鉆壓扭矩兩個(gè)參數(shù)的單獨(dú)刻度；或者保持一個(gè)參數(shù)的輸出值恒定，使另一個(gè)參數(shù)作步進(jìn)增減變化，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)參數(shù)的聯(lián)合刻度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的石油鉆井鉆壓扭矩隨鉆測(cè)量?jī)x器的刻度方法，其特征是：鉆壓扭矩的聯(lián)合刻度方法包括：刻度操作步驟和數(shù)據(jù)處理方法兩部分。

刻度操作步驟如下：

(1).連接標(biāo)準(zhǔn)鉆壓表(12)、標(biāo)準(zhǔn)扭矩表(13)與測(cè)量短節(jié)(11)，組成刻度短節(jié)；

(2).利用刻度裝置的固定式夾緊裝置(3)與移動(dòng)式夾緊裝置(23)將刻度短節(jié)夾緊于刻度裝置中；

(3).利用刻度裝置的計(jì)算機(jī)采集模塊采集并記錄刻度短節(jié)輸出信號(hào)、標(biāo)準(zhǔn)鉆壓表(12)、標(biāo)準(zhǔn)扭矩表(13)輸出信號(hào)，作為刻度裝置的零點(diǎn)信號(hào)；

(4).在計(jì)算機(jī)測(cè)控模塊(7)的控制下，保持鉆壓輸出值不變，按照某一刻度步長(zhǎng)輸出扭矩值，如：取刻度短節(jié)測(cè)量范圍的10％作為刻度步長(zhǎng)，作用于刻度短節(jié)；

(5).采集記錄刻度短節(jié)輸出信號(hào)、標(biāo)準(zhǔn)鉆壓表(12)、標(biāo)準(zhǔn)扭矩表(13)輸出信號(hào)，作為刻度信號(hào)；

(6).判斷扭矩值是否達(dá)到刻度短節(jié)的測(cè)量上限，如果不是，轉(zhuǎn)向(4)循環(huán)操作；如果是，轉(zhuǎn)向下一步；

(7).判斷鉆壓值是否達(dá)到刻度短節(jié)的測(cè)量上限，如果不是，將扭矩值置為零，按照某一步長(zhǎng)增加鉆壓輸出值，轉(zhuǎn)向(4)循環(huán)操作；如果是，一個(gè)完整的刻度過(guò)程結(jié)束。

數(shù)據(jù)處理方法如下：

刻度裝置的刻度方程為式(1)、測(cè)量短節(jié)的測(cè)量方程為式(6)，通過(guò)地面刻度過(guò)程確定與式(1)等效的式(3)中的權(quán)系數(shù)矩陣A，用于實(shí)際的測(cè)量過(guò)程中的鉆壓扭矩值的解算。

Y1i=k11P1i+k12P2i+k13T1i+k14T2i+y10Y2i=k21P1i+k22P2i+k23T1i+k24T2i+y20---(1)]]>

i＝1，2，…，n

其中：n為刻度次數(shù)；Y_1i、Y_2i為測(cè)量短節(jié)的輸出信號(hào)；k₁₁～k₁₄、k₂₁～k₂₄為影響因素的權(quán)系數(shù)；P₁、P₂為標(biāo)準(zhǔn)鉆壓表的輸出信號(hào)；T₁、T₂為標(biāo)準(zhǔn)扭矩表的輸出信號(hào)；y₁₀、y₂₀為測(cè)量短節(jié)輸出的零點(diǎn)信號(hào)。令：

Y=Y11Y21Y12Y22......Y1nY2nn×2,]]>X=k11k21k12k22k13k23k14k244×2,]]>A=P11P21T11T21P12P22T12T22........P1nP2nT1nT2nn×4,]]>B=y10Y20y10y20......y10y20n×2---(2)]]>

式(1)等效為式(3)

Y＝AX+B????????????????????????????(3)

由式(3)解得：

X＝(A^TA)^-1(A^TY-A^TB)????????????????(4)

測(cè)量短節(jié)的測(cè)量方程為：

[y₁?y₂]＝[P₁?P₂?T₁?T₂]X????????????(5)

實(shí)際測(cè)量值的解算結(jié)果為：

PT=k11+k2k13+k14k21+k22k23+k24-1y1y2=Ky1y2---(6)]]>