[發明專利]深水鉆井數據測量與記錄系統及方法

有效

• 申請號: 201310551780.4
• 申請日: 2013-11-07
• 公開（公告）號: CN103556991A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 劉書杰;李軼明;張俊斌;耿亞楠;李相方;朱磊;石軍太
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海石油深海開發有限公司;中海油研究總院;中國石油大學（北京）
• 主分類號: E21B47/12
• 分類號: E21B47/12;E21B47/26;E21B47/00
• 代理公司: 深圳市瑞方達知識產權事務所(普通合伙) 44314
• 代理人: 張約宗;張秋紅

技術領域

本發明涉及深水鉆井應用技術領域，尤其涉及一種深水鉆井數據測量與記錄系統及方法。

背景技術

2010年4月，在美國墨西哥灣，BP石油公司租用的“深水地平線”鉆井平臺井噴爆炸著火，事故造成17人重傷、11人死亡，造成墨西哥灣及沿岸地區嚴重污染。事故發生之后，由于鉆井平臺發生爆炸傾覆，現場數據毀壞程度很大，無法及時、準確分析事故原因。另外原油從海底井口不斷噴出，井口無計量裝置，因而無法對原油泄漏量進行準確估算，這給后期救援、環境污染評估及污染物處理帶來很多麻煩。

即使在一個正常鉆進的鉆井周期內，由于現有井下隨鉆測量數據傳輸方式大多采用泥漿脈沖方式，傳輸速度相當低，使得井下流體流動參數數據獲取率極低。雖然鉆井平臺隔水管出口處可實現高速數據采集，但是由于深水鉆井條件下，泥線深度處壓力較大，流體流動特征參數與平臺出口處有較大差別，尤其發生惡性事故以后，平臺數據采集系統處于癱瘓狀態，監測數據獲取率接近零。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，提供一種改進的深水鉆井數據測量與記錄系統及方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種深水鉆井數據測量與記錄系統，包括安裝在鉆井井口處的測量發射裝置和安裝于可下潛至井口附近的載體上的、具有防爆外殼的接收裝置，測量發射裝置包括一殼體，殼體中設置有：

采集并處理流經井口處環形空間中的泥漿或油氣的速度及含氣率的信息，以得到測量數據的檢測裝置

與檢測裝置相連接、用于存儲測量數據的記錄裝置；

與記錄裝置相連接、用于與接收裝置通信并將記錄裝置中的測量數據發送至接收裝置的回傳裝置；

分別與檢測裝置、記錄裝置、回傳裝置相連接，且用于實時監測測量數據、判斷測量數據是否超出閾值、并在測量數據超出閾值時控制檢測裝置加快信息采集頻率、控制記錄裝置強制保存測量數據、并發出指令控制回傳裝置向接收裝置發送測量數據的控制裝置。

本發明的深水鉆井數據測量與記錄系統，檢測裝置包括：

用于檢測泥漿或油氣的速度及含氣率的信息并輸出測量信號的檢測探頭；

與檢測探頭相連接、用于處理測量數據的數據分析電路；以及

用于將測量數據模數轉換為測量數據、并將測量數據發送至記錄裝置和控制裝置的模數轉換電路。

本發明的深水鉆井數據測量與記錄系統，檢測探頭為多普勒發射接收探頭。

本發明的深水鉆井數據測量與記錄系統，記錄裝置包括：

用于存儲測量數據的數據存儲模塊；

用于對數據存儲模塊存儲的測量數據做時間標記的時鐘發生模塊；以及

與檢測裝置及回傳裝置分別相連接、用于與檢測裝置及回傳裝置進行數據通信的數據存取接口。

本發明的深水鉆井數據測量與記錄系統，回傳裝置包括：

根據控制裝置的指令開啟、用于向接收裝置發送引導信號并引導接收裝置向測量發射裝置靠近的定位信號發射電路；

根據控制裝置的指令開啟、用于在測量發射裝置與記錄裝置之間建立高速數據傳輸通道的通道建立電路；

在接收裝置與測量發射裝置的距離小于20米時與接收裝置握手、將記錄裝置內的測量數據向接收裝置傳輸的數據回傳請求電路。

本發明的深水鉆井數據測量與記錄系統，接收裝置包括：

接收定位信號發射電路的引導信號并控制載體帶動接收裝置靠近測量發射裝置的引導控制電路；

在接收裝置與測量發射裝置的距離小于20米時與數據回傳請求電路握手、接收測量數據的數據接收請求電路；以及

用于存儲測量數據的數據存儲單元。

本發明的深水鉆井數據測量與記錄系統，還包括用于向測量發射裝置內各裝置供電的供電裝置，供電裝置包括主電池組和備用電池組。

還提供一種深水鉆井數據測量與記錄方法，利用權利要求至中任一項的深水鉆井數據測量與記錄系統進行如下步驟：

S1：控制裝置實時監測檢測裝置檢測到的測量數據；

S2：控制裝置判斷測量數據是否超過閾值，當未超過閾值時，繼續執行步驟S1，當測量數據超出閾值時，執行步驟S3；

S3：控制裝置控制檢測裝置加快測量數據采集頻率，控制記錄裝置強制保存測量數據，并向回傳裝置發送指令，使回傳裝置與接收裝置通信并進行測量數據傳輸。

本發明的深水鉆井數據測量與記錄方法，步驟S3中，在回傳裝置向接收裝置測量數據傳輸完畢后，回傳裝置向接收裝置發送成功信號，接收裝置控制載體返回水面或地面。