[發(fā)明專利]一種智能鉆井系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710463129.X
• 申請(qǐng)日: 2017-06-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109138836A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 思娜;王敏生;葉海超;光新軍;邸偉娜;鄧輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): E21B7/04
• 分類號(hào): E21B7/04;E21B44/00
• 代理公司: 北京知舟專利事務(wù)所(普通合伙) 11550
• 代理人: 郭韞

1.一種智能鉆井系統(tǒng)，其特征在于：所述智能鉆井系統(tǒng)包括：地面系統(tǒng)、井下系統(tǒng)和智能鉆井控制平臺(tái)；

所述地面系統(tǒng)包括：連續(xù)油管車組、連續(xù)油管控制平臺(tái)、連續(xù)油管滾筒、下套管井架、注入頭、旋轉(zhuǎn)控制頭、配套防噴設(shè)備；

所述連續(xù)油管控制平臺(tái)、連續(xù)油管滾筒設(shè)置在所述連續(xù)油管車組上，

所述下套管井架設(shè)置在井口的上方；

所述注入頭、旋轉(zhuǎn)控制頭、配套防噴設(shè)備從上至下依次設(shè)置在井口處；

所述井下系統(tǒng)包括：帶電纜的連續(xù)油管、濕接頭、井下智能管串；

所述帶電纜的連續(xù)油管的一端卷繞在連續(xù)油管滾筒上，另一端依次穿過(guò)所述注入頭、旋轉(zhuǎn)控制頭、配套防噴設(shè)備后進(jìn)入井口內(nèi)，通過(guò)所述濕接頭與所述井下智能管串連接；

所述智能鉆井控制平臺(tái)接收井下系統(tǒng)傳輸來(lái)的隨鉆數(shù)據(jù)、對(duì)地面系統(tǒng)和井下系統(tǒng)進(jìn)行控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能鉆井系統(tǒng)，其特征在于：所述井下智能管串包括依次連接的能加壓短接、閉環(huán)鉆井系統(tǒng)、井下馬達(dá)、近鉆頭測(cè)量及前探系統(tǒng)和智能鉆頭；

所述濕接頭與所述能加壓短接連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能鉆井系統(tǒng)，其特征在于：所述井下馬達(dá)采用電動(dòng)馬達(dá)或者螺桿馬達(dá)；

在所述近鉆頭測(cè)量及前探系統(tǒng)的前端設(shè)置無(wú)線發(fā)射短接，在井下馬達(dá)的前端設(shè)置無(wú)線接收短接，通過(guò)無(wú)線發(fā)射短接和無(wú)線接收短接進(jìn)行近鉆頭測(cè)量及前探系統(tǒng)獲取的測(cè)量數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸；

或者在所述井下馬達(dá)的外壁開(kāi)槽，將電纜埋入不旋轉(zhuǎn)的井下馬達(dá)的外壁，利用電纜為近鉆頭測(cè)量及前探系統(tǒng)供電及信號(hào)傳輸。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能鉆井系統(tǒng)，其特征在于：所述帶電纜的連續(xù)油管是在連續(xù)油管內(nèi)置電纜，或者將電力電纜埋設(shè)在連續(xù)油管的管壁中。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能鉆井系統(tǒng)，其特征在于：所述井下系統(tǒng)進(jìn)一步包括光纖傳感器，其與電力電纜一同埋設(shè)在連續(xù)油管的管壁中。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能鉆井系統(tǒng)，其特征在于：所述地面系統(tǒng)進(jìn)一步包括：井口壓力調(diào)節(jié)裝置、供電設(shè)備、監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)；

所述智能控制平臺(tái)通過(guò)所述井口壓力控制裝置調(diào)節(jié)井口壓力；

所述供電設(shè)備為井場(chǎng)供電；

所述監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)為井下數(shù)據(jù)與智能鉆井控制平臺(tái)提供信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)傳輸，包括遠(yuǎn)程傳輸。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能鉆井系統(tǒng)，其特征在于：所述智能控制平臺(tái)通過(guò)各井場(chǎng)的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)接收其他井場(chǎng)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，結(jié)合存儲(chǔ)的鉆后數(shù)據(jù)進(jìn)行智能控制，實(shí)時(shí)調(diào)整每口井的鉆井活動(dòng)。

8.一種利用權(quán)利要求1-7任一所述智能鉆井系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的智能鉆井方法，其特征在于：所述方法包括：

步驟(1)：在開(kāi)始油氣作業(yè)之前，所述智能鉆井控制平臺(tái)根據(jù)獲取到的井場(chǎng)其他井的鉆后數(shù)據(jù)，進(jìn)行該井的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并根據(jù)井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定鉆井開(kāi)次；

步驟(2)：通過(guò)連續(xù)油管車組及配套的起重設(shè)備安裝注入頭、井口防噴器及井口壓力控制裝置，同時(shí)安裝好下套管井架及監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)；

步驟(3)：在井口將帶電纜的連續(xù)油管穿過(guò)注入頭，然后通過(guò)濕接頭與井下智能管串連接；

步驟(4)：下入帶電纜的連續(xù)油管及井下智能鉆井管串，開(kāi)始鉆進(jìn)，在鉆完一開(kāi)次后，起出帶電纜的連續(xù)油管及井下智能鉆井管串，利用所述下套管井架下入套管，并固井；

步驟(5)：針對(duì)每一開(kāi)次，重復(fù)步驟(4)，直到完成整個(gè)井筒鉆進(jìn)及完井。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能鉆井方法，其特征在于：所述步驟(4)中通過(guò)智能控制平臺(tái)控制連續(xù)油管控制平臺(tái)、調(diào)節(jié)所述注入頭的參數(shù)，包括注入速度、排量；通過(guò)智能控制平臺(tái)調(diào)節(jié)井口壓力；通過(guò)帶電纜的連續(xù)油管為井下智能鉆井管串供電、下傳指令以及上傳測(cè)量數(shù)據(jù)，所述測(cè)量數(shù)據(jù)包括工程參數(shù)及地質(zhì)參數(shù)。