[發明專利]自動滑動鉆井控制裝置

無效

• 申請號: 201310194345.0
• 申請日: 2013-05-23
• 公開（公告）號: CN103277048A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 易先中;吉源強
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04;E21B44/02
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 熊成香

技術領域：

本發明涉及一種自動滑動鉆井控制裝置，屬石油鉆井工具設計技術領域。

背景技術：

旋轉導向鉆井技術和馬達/隨鉆測量技術是定向鉆井中的常用工具，由于旋轉導向工具所需的高費用以及對井眼尺寸的要求，所以，在經濟上并不具備可行性；而馬達/隨鉆測量系統包括一個井下馬達和一個馬達彎曲殼體，在滑動鉆井過程中鉆柱不旋轉,而是沿井壁的軸向滑動，通過彎曲殼體節來進行井眼軌跡的定位，因而，在鉆井過程中存在井眼凈化效率很低、管柱前進時摩阻大、導向馬達易失速等問題，從而導致導向馬達滑動鉆井的機械鉆速遠低于旋轉鉆進，遠不能滿足石油鉆井現場的實際需求。

因此，研究新的地面自動控制裝置來解決導向馬達所存在的問題具有十分重要的現實意義。

發明內容：

為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種自動滑動鉆井控制裝置，使鉆具鉆進時鉆頭不離開井底，能夠進行工具面的修正和快速精確定向，滑動與旋轉鉆進的轉換迅速，增加了水平段的鉆進能力，具有提高機械鉆速、提高井眼軌跡質量、延長井下馬達壽命的特點。

本發明是通過如下技術方案來實現上述目的的。

本發明自動滑動鉆井控制裝置由導向工具面角度傳感器、扭矩傳感器、鉆液壓力傳感器、可編程處理器、用戶輸入設備、視頻輸出顯示器、鉆柱旋轉控制器組成；所述的導向工具面角度傳感器安裝在井底鉆具組合中，導向工具面角度傳感器利用泥漿脈沖遙測技術發送信號到地面的接收器中，由地面接收器輸出一個導向工具面角度信號傳送到可編程處理器中進行處理；導向工具面角度信號以每20秒一次的速率而產生；所述的扭矩傳感器安裝在頂部工具接頭中，由扭矩傳感器產生提供的電子信號傳送到可編程處理器中進行處理；扭矩傳感器產生提供的電子信號被電子采樣傳送，首選采樣率為每秒5次；所述的鉆液壓力傳感器安裝在泥漿泵注入鉆井液的一端，鉆液壓力傳感器用來測量鉆柱內鉆井液的壓力；所述的可編程處理器安裝在地面司鉆操控室；可編程處理器接收來自導向工具面角度傳感器、扭矩傳感器和鉆液壓力傳感器的輸出信號，并由可編程處理器進行處理；可編程處理器還接收和處理用戶輸入設備輸入的控制指令，并將接收信息和處理結果在視頻輸出顯示器上進行顯示；可編程處理器將接收的信息處理后，將控制指令輸出到鉆柱旋轉控制器，對鉆柱旋轉控制器進行控制；所述的用戶輸入設備安裝在地面司鉆操控室，用戶可以輸入相關的控制指令到可編程處理器；用戶輸入設備包括鍵盤、觸摸屏、鼠標、光筆；所述的視頻輸出顯示器安裝在地面司鉆操控室，在視頻輸出顯示器上顯示出可編程處理器接收到的信息參數，為自動滑動鉆井控制裝置提供一個圖形用戶界面，司鉆可以通過視頻輸出顯示器對自動滑動鉆井控制過程進行詳細監控；所述的鉆柱旋轉控制器安裝在頂驅中，鉆柱旋轉控制器用來操作和控制頂驅，對鉆柱進行旋轉、搖擺、沖撞的操作控制。

本發明與現有技術相比，在鉆具鉆進時鉆頭不離開井底，能夠進行工具面的修正和快速精確定向，滑動與旋轉鉆進的轉換迅速，增加了水平段的鉆進能力，自動化處理減小了定向司鉆的作業壓力，具有提高機械鉆速、提高井眼軌跡質量、延長井下馬達壽命的特點。

附圖說明:

圖1為本發明自動滑動鉆井控制裝置的總體結構示意圖。

圖2為本發明的定向鉆井的整體系統結構示意圖。

在圖中:1.導向工具面角度傳感器、2.扭矩傳感器、3.鉆液壓力傳感器、4.可編程處理器、5.用戶輸入設備、6.視屏輸出顯示器、7.鉆柱旋轉控制器、8.頂驅、9.頂部工具接頭、10.水龍帶、11.泥漿泵、12.鉆柱、13.井底鉆具組合、14.可導向鉆井馬達。

具體實施方式：

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。