[發(fā)明專利]定向鉆穿越施工監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710321187.9
• 申請(qǐng)日: 2017-05-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108868602B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周號(hào);江勇;武濤;焦如義;劉艷利;劉厚平;張寶強(qiáng);隋付東;張倩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司;中國(guó)石油管道局工程有限公司;中國(guó)石油天然氣管道科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號(hào): E21B7/04
• 分類號(hào): E21B7/04;E21B44/00
• 代理公司: 北京三高永信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11138
• 代理人: 董亞軍

本發(fā)明公開(kāi)了一種定向鉆穿越施工監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法，涉及定向鉆施工技術(shù)領(lǐng)域。該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括多個(gè)傳感器，采集模塊和服務(wù)器；多個(gè)傳感器包括均設(shè)置在動(dòng)力頭上的第一傳感器和第二傳感器，第一傳感器用于識(shí)別動(dòng)力頭是否連接鉆桿；第二傳感器用于測(cè)定在默認(rèn)動(dòng)力頭始終連接鉆桿的條件下動(dòng)力頭帶動(dòng)鉆桿產(chǎn)生的位移；采集模塊用于接收多個(gè)傳感器獲取的信息，并將信息發(fā)送給服務(wù)器；服務(wù)器用于接收采集模塊發(fā)送的信息，篩選出動(dòng)力頭連接鉆桿時(shí)的位移信息，得到鉆桿實(shí)際的位移。本發(fā)明所提供的檢測(cè)系統(tǒng)，可隨時(shí)檢測(cè)鉆桿位移數(shù)據(jù)，無(wú)需大量人工作業(yè)，避免由于工人操作造成的數(shù)據(jù)誤差。同時(shí)所記錄的數(shù)據(jù)具有連續(xù)性，時(shí)效性和科學(xué)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及定向鉆施工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種定向鉆穿越施工監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

為了便于油、氣的綜合利用，需要在油、氣生產(chǎn)區(qū)與油、氣消費(fèi)區(qū)之間鋪設(shè)輸送油、氣的運(yùn)輸管線。在運(yùn)輸管線鋪設(shè)過(guò)程中可能遇到河流、公路等障礙，此時(shí)為了避免線路繞行造成造價(jià)過(guò)高的情況，一般選擇穿越施工，即將管線從河流或公路等下方穿過(guò)鋪設(shè)。通常采用定向鉆進(jìn)行穿越施工。施工時(shí)首先鉆出導(dǎo)向孔，具體地，先在定向鉆鉆機(jī)的動(dòng)力頭上連接一根鉆桿，鉆機(jī)將鉆桿打入地下。待鉆桿的末端要進(jìn)入地下時(shí)，停止鉆機(jī)，拆卸鉆桿與動(dòng)力頭的連接，動(dòng)力頭反向運(yùn)轉(zhuǎn)，增大動(dòng)力頭和已打入地下的鉆桿末端之間的距離，之后在動(dòng)力頭和打入地下的鉆桿末端之間連接另外一根鉆桿。再次啟動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)，鉆機(jī)通過(guò)動(dòng)力頭推進(jìn)新連接的鉆桿繼續(xù)進(jìn)行鉆孔，直至將新連接的鉆桿同樣打入地下，循環(huán)這一操作直至鉆出完整的導(dǎo)向孔。通常在導(dǎo)向孔階段，為了掌握施工進(jìn)展、分析施工狀態(tài)，需要記錄工況信息，尤其是記錄鉆桿進(jìn)尺。鉆趕進(jìn)尺為鉆機(jī)控制鉆桿移動(dòng)的距離，是反映穿越工程進(jìn)展的關(guān)鍵指標(biāo)。

現(xiàn)有技術(shù)中，在施工時(shí)需要采用多根鉆桿，且通常使用的鉆桿長(zhǎng)度基本一致，為9.6m左右。因此在記錄鉆機(jī)進(jìn)尺時(shí)，一般通過(guò)已打入地下的鉆桿數(shù)量與鉆桿長(zhǎng)度的乘積來(lái)代表鉆機(jī)進(jìn)尺，具體操作時(shí)需要工作人員記錄下所使用的鉆桿數(shù)量。

在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問(wèn)題：

通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)所得到的鉆機(jī)進(jìn)尺不能如實(shí)反映工程進(jìn)展。首先，由于施工中所采用的鉆桿數(shù)量較多，僅靠人工記錄工作量較大，極易出現(xiàn)漏記、重記現(xiàn)象。其次，每個(gè)鉆桿的長(zhǎng)度有一定誤差，當(dāng)使用大量鉆桿時(shí)會(huì)導(dǎo)致累計(jì)誤差明顯，同樣影響了鉆機(jī)進(jìn)尺數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。最后，所得到的鉆機(jī)進(jìn)尺僅能反應(yīng)鉆桿完全進(jìn)入地下的距離，當(dāng)一根鉆桿一部分位于地下、一部分位于地上時(shí)，無(wú)法準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)鉆桿進(jìn)尺，使得鉆桿進(jìn)尺數(shù)據(jù)缺乏連續(xù)性和時(shí)效性。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所獲取的鉆機(jī)進(jìn)尺不能如實(shí)反映工程進(jìn)展的問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種定向鉆穿越施工監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法，具體技術(shù)方案如下：

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種定向鉆穿越施工監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括多個(gè)傳感器，采集模塊和服務(wù)器；其中，

所述多個(gè)傳感器包括均設(shè)置在鉆機(jī)的動(dòng)力頭上的第一傳感器和第二傳感器，

所述第一傳感器用于識(shí)別所述動(dòng)力頭是否連接鉆桿，生成所述動(dòng)力頭與所述鉆桿的連接狀態(tài)信息，并發(fā)送給所述采集模塊；

所述第二傳感器用于測(cè)定在默認(rèn)所述動(dòng)力頭始終連接所述鉆桿的條件下所述動(dòng)力頭帶動(dòng)所述鉆桿產(chǎn)生的位移，生成位移信息并發(fā)送給所述采集模塊；

所述采集模塊用于接收所述多個(gè)傳感器發(fā)送的信息，并將所述信息發(fā)送給所述服務(wù)器；

所述服務(wù)器包括接收單元、篩選單元和存儲(chǔ)單元，

所述接收單元用于接收所述采集模塊發(fā)送的信息；

所述篩選單元用于根據(jù)所述動(dòng)力頭與所述鉆桿的連接狀態(tài)信息，篩選出所述動(dòng)力頭連接所述鉆桿時(shí)所述第二傳感器獲取的所述位移信息；

所述存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)所述篩選單元篩選出的所述位移信息。