[發明專利]用于石油鉆井系統的隨鉆測量總成的中央存儲單元

在審

• 申請號: 202010983629.8
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112610202A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 韓軍;詹晟;胡風濤;趙金海
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: E21B47/26
• 分類號: E21B47/26;E21B47/01;E21B47/00
• 代理公司: 北京聿華聯合知識產權代理有限公司 11611
• 代理人: 劉華聯

本發明涉及用于石油鉆井系統的隨鉆測量總成的中央存儲單元，以及一種用于石油鉆井系統的收集和存儲傳感器數據的設備。該設備包括：鉆柱，其包括井下鉆具組合，所述井下鉆具組合包括鉆頭和隨鉆測量MWD總成；主板，其包括位于所述MWD總成中的主板微控制器單元(MCU)；多個傳感器板，其用于感測和收集傳感器數據；中央存儲單元，其包括位于所述MWD總成中的中央存儲單元MCU，以用于存儲由多個傳感器板所收集傳感器數據；以及內部總線，其耦合到所述主板、所述多個傳感器板和所述中央存儲單元，用于將傳感器數據從所述多個傳感器板傳遞至所述中央存儲單元，以用于由所述中央存儲單元進行存儲；其中，所述中央存儲單元可從所述MWD總成中拆卸下來。

技術領域

本發明提出了一種石油鉆井系統，包括鉆柱和井下鉆具組合。井下鉆具組合可包括用于隨鉆測量(MWD)總成的中央存儲單元(CSU)，其用于來自多個傳感器的傳感器數據的井下存儲。

背景技術

隨鉆測井(LWD)儀器和隨鉆測量(MWD)儀器廣泛用于油氣鉆探和地層評估中。例如，這些儀器可以安裝在與地表上的井架相連的鉆柱的井下鉆具組合(BHA)中。MWD儀器可以是鉆柱的BHA中的MWD系統(MWD總成)的一部分。

然而，收集、處理和存儲大量的傳感器數據存在困難。例如，包含主微控制器單元(MCU)的主板是BHA中的MWD系統的核心。該主板用于通過內部總線獲取其他板上的傳感器數據。主板還用于將傳感器數據記錄到主板上的外部閃存中。為了進一步從外部閃存搜索、處理和檢索傳感器數據，必須通過特定的通信協議和命令從主板上的外部閃存下載所存儲(記錄)的傳感器數據。傳感器數據的下載非常耗時。另外，在傳統的MWD系統中，外部存儲器經常通過焊接安裝在主板上。如果主板上的MCU、安裝在主板上的外部存儲器或主板上的通信總線由于任何原因(包括制造缺陷或使用過程中的損壞)而損壞或完全失效，那么就無法訪問存儲在外部閃存中的傳感器數據。因此，傳感器數據將會丟失。

因此，需要一種裝置、設備和方法來以高速將傳感器數據高效且可靠地收集和存儲在BHA中，以用于進一步分析。

發明內容

本發明提供了用于高效且可靠地收集和存儲來自于鉆柱的傳感器處的傳感器數據的裝置、設備和方法，從而可以檢索傳感器數據以進行進一步分析。

在一個或多個實施例的一個方面中，提出了一種用于石油鉆井系統的收集和存儲傳感器數據的設備，可包括：鉆柱，所述鉆柱包括井下鉆具組合，所述井下鉆具組合包括鉆頭和隨鉆測量MWD總成；主板，所述主板包括位于所述MWD總成中的主板微控制器單元(MCU)；多個傳感器板，所述多個傳感器板用于感測和收集傳感器數據；中央存儲單元，所述中央存儲單元包括位于所述MWD總成中的中央存儲單元MCU，以用于存儲由多個傳感器板所收集傳感器數據；以及內部總線，所述內部總線耦合到所述主板、所述多個傳感器板和所述中央存儲單元，用于將傳感器數據從所述多個傳感器板傳遞至所述中央存儲單元，以用于由所述中央存儲單元進行存儲；其中，所述中央存儲單元可從所述MWD總成中拆卸下來。

在一個或多個實施例的一個方面中，該設備還可包括定向模塊，所述定向模塊耦合到所述內部總線，以用于感測和收集與所述鉆柱的狀態和方向相關的定向數據。

在一個或多個實施例的一個方面中，所述定向模塊包括一個或多個定向傳感器、一個或多個加速度計、一個或多個磁力計，以及一個或多個溫度傳感器。

在一個或多個實施例的一個方面中，所述主板MCU發送命令到所述多個傳感器板，以用于命令所述傳感器板來感測數據。

在一個或多個實施例的一個方面中，一個或多個傳感器板周期性地輸出或提供傳感器數據到所述內部總線上。

在一個或多個實施例的一個方面中，一個或多個傳感器板響應于來自所述中央存儲單元MCU或所述主板MCU的請求而輸出或提供傳感器數據到所述內部總線上。