[發明專利]鉆頭鉆速的控制系統以及控制方法

有效

• 申請號: 202010655211.4
• 申請日: 2020-07-09
• 公開（公告）號: CN111878055B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 宋先知;裴志君;李根生;黃中偉;田守嶒;祝兆鵬
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: E21B44/04
• 分類號: E21B44/04;E21B45/00;E21B47/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 陳燁;張印鐸

1.一種鉆頭鉆速的控制系統，其特征在于，所述控制系統包括：

地面工程設備；

用于測量所述地面工程設備的地面工程參數的地面檢測機構；

用于調節地面工程參數的地面設備控制機構，所述地面工程參數包括大鉤懸重、泥漿泵壓、轉盤轉速、泥漿排量中的其中一個或多個；

設置在目標井下的鉆頭；

用于調節鉆頭工作參數的鉆頭控制機構；

設置在所述目標井下的井下測量機構，所述井下測量機構用于采集井下信息，所述井下信息包括近鉆頭工程參數和環境特征參數；

設置在所述目標井下的井下輔助機構，所述井下輔助機構與所述井下測量機構電性連接，所述井下輔助機構用于對所述井下信息進行壓縮處理得到井下壓縮信息；

綜合數據處理設備，包括：用于獲取所述井下壓縮信息和所述地面工程參數的綜合數據采集機構，所述綜合數據處理設備能根據所述井下壓縮信息和所述地面工程參數建立所述地面設備控制機構與所述地面檢測機構之間的第一反饋回路；所述綜合數據處理設備能通過所述井下輔助機構建立所述井下測量機構與所述鉆頭控制機構之間的第二反饋回路；所述井下測量機構和所述綜合數據采集機構均包括：用于產生和接收泥漿脈沖信號的脈沖模塊，所述綜合數據采集機構和所述井下測量機構通過泥漿脈沖信號進行信息傳遞；所述綜合數據處理設備還包括：與所述綜合數據采集機構電性連接的綜合學習模塊，所述綜合學習模塊包括：用于對所述井下壓縮信息進行解壓縮處理的井下信息解壓縮單元；深度學習單元，所述深度學習單元能將獲取的所述地面工程參數和所述井下信息輸入至尋優模型并得出井下決策參數和地面決策參數；井下決策信息壓縮單元，所述井下決策信息 壓縮單元用于對所述井下決策參數進行壓縮處理得到井下決策壓縮信息；綜合決策控制模塊，所述綜合決策控制模塊能將所述地面決策參數發送給所述地面設備控制機構，調節所述地面工程設備的地面工程參數為所述地面決策參數；與所述綜合學習模塊和所述綜合數據采集機構電性連接的綜合數據管理模塊。

2.如權利要求1所述的鉆頭鉆速的控制系統，其特征在于，所述井下輔助機構包括：

與所述井下測量機構電性連接的井下數據處理模塊，所述井下數據處理模塊包括：用于對所述井下信息進行數據清洗的井下信息清洗單元；用于對所述井下信息進行壓縮處理的井下信息壓縮單元；用于對所述井下決策壓縮信息解壓縮處理的井下決策信息解壓縮單元；

井下決策控制模塊；所述井下決策控制模塊能將所述井下決策參數發送給所述鉆頭控制機構，調節所述鉆頭的鉆頭工作參數為所述井下決策參數；

與所述井下數據處理模塊電性連接的井下數據管理模塊。

3.如權利要求1所述的鉆頭鉆速的控制系統，其特征在于，所述近鉆頭工程參數包括：鉆壓、井斜角、井底壓力、扭矩、鉆頭切削角、鉆頭水眼尺寸、鉆頭側向力、鉆頭吃入深度，所述環境特征參數包括：電阻率、自然電位、聲波時差、溫度、壓力、伽馬、中子、密度、流量、磁定位、PH。

4.一種鉆頭鉆速的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

接收地面工程設備的地面工程參數；

在鉆頭鉆進過程中接收目標井的井下信息，所述井下信息包括：近鉆頭工程參數和環境特征參數；

將所述地面工程參數和所述井下信息輸入綜合數據處理設備，所述綜合數據處理設備將所述地面工程參數和所述井下信息輸入至尋優模型并得出井下決策參數和地面決策參數；

根據所述地面決策參數調節地面工程設備，將所述地面工程參數調節為所述地面決策參數；

根據所述井下決策參數調節鉆頭，將鉆頭工作參數調節為所述井下決策參數。

5.如權利要求4所述的鉆頭鉆速的控制方法，其特征在于，所述地面工程參數包括：大鉤懸重、泥漿泵壓、轉盤轉速、泥漿排量中的其中一個或多個；所述近鉆頭工程參數包括：鉆壓、井斜角、井底壓力、扭矩、鉆頭切削角、鉆頭水眼尺寸、鉆頭側向力、鉆頭吃入深度，所述環境特征參數包括：電阻率、自然電位、聲波時差、溫度、壓力、伽馬、中子、密度、流量、磁定位、PH。