[發明專利]鉆頭位置實時自動校正系統

有效

• 申請號: 201310371133.5
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN103437751A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 劉明德;邢會民;饒應波
• 申請（專利權）人: 中國石油集團川慶鉆探工程有限公司
• 主分類號: E21B44/00
• 分類號: E21B44/00
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 冉鵬程

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技術領域

????本發明涉及油氣勘探開發的鉆、錄井技術領域，確切地說涉及一種鉆頭位置實時自動校正系統。

背景技術

錄井作為勘探開發的眼睛、鉆井安全的參謀、信息傳輸的中樞，為油氣勘探開發做出了突出貢獻。其主要任務是做好兩個保障：一是發現并準確評價油氣層，為油氣勘探開發提供保障；二是實時監測、及時預報，為鉆井安全施工提供保障。

油氣鉆井時，井眼軸線上任一點至轉盤補心面的長度，稱為該點的井深，錄井業務上稱為標準井深。在鉆、錄井時，標準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，也可表示為鉆具總長與方入之和。

每次鉆井起、下鉆坐卡的狀態時，都要對鉆頭位置進行校正，否則誤差累加，一口井打下來，標準井深的誤差達到幾十米。對于以標準井深來標記的地層分層卡層、油氣顯示和工程異常預報來說將出現問題，甚至造成整口井報廢，出現人員傷亡等嚴重事故，因此標準井深的準確非常重要，鉆頭位置的校正至關重要。

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值，并計算鉆頭位置，還要人工輸入綜合錄井系統中，人工方式每次需要至少10分鐘。

第二，安全風險較大，每次工作人員爬到6米高的鉆臺，然后測量轉動的方入，存在不安全因素。

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，關鍵是準確測量正在轉動的方入非常困難，因此計算出的鉆頭位置誤差大。

第四，采用人工方式，將鉆頭位置輸入到綜合錄井系統中容易出現錯誤，導致標準井深錯誤、數據庫沖井深等嚴重問題，甚至出現嚴重事故。

發明內容

本發明旨在針對上述現有技術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，采用本發明，在起、下鉆“坐卡”狀態時，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。

本發明是通過采用下述技術方案實現的：

一種鉆頭位置實時自動校正系統，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；

鉆具數據庫：用于存儲位于井下和井上的鉆具信息；?

鉆具管理模塊：用于對鉆具數據庫中的鉆具信息進行讀寫、查詢、鉆具總長統計等管理；

實時顯示模塊：用于對鉆頭位置和標準井深參數的實時顯示；

鉆井狀態判別模塊：用于實時判斷當前的鉆井狀態，如坐卡、劃眼、鉆進等狀態。

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“坐卡”狀態時鉆頭位置校正。

所述自動校正模塊中，包括：

測量鉆頭位置子模塊：“坐卡”狀態時，用于獲取大鉤高度處理模塊計算所得鉆頭位置數值，記為A；

實際鉆頭位置子模塊：“坐卡”狀態時，讀取鉆具管理模塊中當前入井鉆具所對應的鉆頭位置，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。

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、內徑和立柱數等信息。

所述設置校正門限值C應設置為小于鉆具庫中最短鉆具長度。

當鉆井狀態為“鉆進”時，標準井深等于鉆頭位置。

與現有技術相比，本發明所達到的有益效果如下：

采用本發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了鉆頭位置的實時自動校正，同時也得到了標準井深數據；由原來的人工方式需10分鐘降低到不需要時間。