[發明專利]一種微小井眼連續油管定向工具控制系統及方法

有效

• 申請號: 201710720410.7
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN107605456B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 劉清友;趙建國;朱海燕;曾杰;楊亞強;張銘海;劉文全;何俊江;王昆鵬;秦松
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B44/00
• 分類號: E21B44/00;E21B7/04
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

1.一種微小井眼連續油管定向工具控制系統，其特征在于：所述定向工具的旋轉外筒（1）經圓錐滾子軸承（2）旋轉安裝于主體上，該控制系統包括液壓回路和控制回路，所述控制回路包括順次連接的壓力傳感器（3）、濾波器（4）、上單片機（5）、下單片機（6）、三極管（7）和繼電器（8），下單片機（6）上連接有陀螺儀（9），壓力傳感器（3）的感應頭伸入定向工具的泥漿通道（10）內；所述液壓回路包括二位四通換向閥（11），二位四通換向閥（11）的電磁閥與繼電器（8）的輸出端電連接，二位四通換向閥（11）的A口端、B口端分別與定向工具的左液壓腔（12）、右液壓腔（13）連通，二位四通換向閥（11）的P口端、T口端分別與泥漿通道（10）、環空連通；

所述的定向工具內設置有壓力傳感槽（14）；

所述的壓力傳感槽（14）內設置有壓力傳感器（3）；

基于上述控制系統控制微小井眼連續油管定向工具的方法，它包括以下步驟：

S1、從地面發射壓力脈沖，鉆井液經泥漿通道（10）傳輸至壓力傳感槽（14）內的壓力傳感器（3）上；

S2、壓力傳感器（3）在接收到壓力脈沖信號后將信號傳輸至濾波器（4），濾波器（4）過濾掉干擾的壓力脈沖信號，濾波器（4）將過濾后的脈沖信號傳遞給上單片機（5），上單片機（5）進行標志碼的識別并儲存，同時記錄時間，上單片機（5）在接收到標志碼后將信號傳輸至下單片機（6），下單片機（6）進入工作狀態；

S3、當下單片機（6）進入工作狀態后，下單片機（6）接收地面傳輸的控制信號，判斷是否定向，若檢測到信號為“不定向”的信號時，則下單片機（6）使二位四通換向閥（11）一直換向，換向間隔為2s，同時角度調整筒（15）一直處于左右往復運動狀態；若檢測到信號為“定向”的信號時，下單片機（6）首先解調出需要定向的目標工具面角度T，同時陀螺儀（9）對當前定向工具面角度Tc進行檢測，然后下單片機（6）進行邏輯判斷，判斷兩者之差的絕對值是否在精度范圍r內，r為2~10°，若絕對值小于精度范圍，則二位四通換向閥（11）不換向，角度調整筒（15）不換向，定向工具保持當前工具面角度；若絕對值大于精度值，則下單片機（6）發送信號使二位四通換向閥（11）換向，電磁換向閥換向一次角度旋轉α，α為2~10°；

S4、二位四通換向閥（11）的總換向次數n為目標工具面角度T與當前工具面角度Tc之差的絕對值除以單次換向角度α的取整函數，換向次數從i=0次開始計算，若換向次數i小于或等于總換向次數n，則二位四通換向閥（11）繼續換向，每次換向時間間隔為3s；若換向次數i大于總換向次數n，換向結束，工具面角度調整到精度范圍內；

S5、下單片機（6）判斷地面是否發射有新的控制信號，若有新的控制信號傳入，則下單片機（6）重新讀入指令，二位四通換向閥（11）開始換向；若沒有新的控制信號傳入，則指令回到陀螺儀（9）測量工具面角度上，然后下單片機（6）繼續做出判斷目標工具面角度T與當前工具面角度Tc的差值是否處于精度范圍內，繼續執行后面的指令。