[發明專利]一種巖屑床位置及堆積程度的判識方法

在審

• 申請號: 202011155067.4
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112302634A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 黃崇君;張繼川;白璟;賈利春;李雷;萬夫磊;陳科旭;段慕白;鄧虎;連太煒;陳東;彭陶均
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團川慶鉆探工程有限公司
• 主分類號: E21B47/095
• 分類號: E21B47/095;E21B47/12;E21B49/00
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 毛光軍

1.一種巖屑床位置及堆積程度的判識方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：通過與鉆柱或套管連接的短節（5）在井下設置數據處理單元（3）、數據編碼單元（2）和至少兩個壓力檢測單元（4），并將壓力檢測單元（4）在短節（5）上的位置作為測量環空壓力的測點；

步驟2：控制各壓力檢測單元（4）測量各測點處的平均壓力值，并將平均壓力值發送給數據處理單元（3）；

步驟3：數據處理單元（3）先根據接收到的平均壓力值計算相鄰兩個測點之間的壓力差，根據壓力差采用結構流沿程水頭損失計算公式計算相鄰兩個測點之間的平均流速，根據平均流速采用流量計算公式計算相鄰兩個測點之間可供鉆井液流動的平均橫截面積，根據平均橫截面積計算相鄰兩個測點之間巖屑床的堆積程度系數；再將各測點的平均壓力值和巖屑床的堆積程度系數發送給數據編碼單元（2）；

步驟4：數據編碼單元（2）對接收到的數據進行編碼，并采用泥漿脈沖或電磁波方式的將編碼后的信號發送給地面系統（1）；

步驟5：地面系統（1）對接收到的信號進行濾波解碼，還原井下數據，根據還原的井下數據和鉆井參數繪制井下環空壓力和巖屑堆積程度曲線，根據環空壓力和巖屑堆積程度曲線判識出巖屑床的位置及堆積程度。

2.根據權利要求1所述的一種巖屑床位置及堆積程度的判識方法，其特征在于：所述步驟3中巖屑床的堆積程度系數的計算方法為：先根據環空的橫截面積和可供鉆井液流動的平均橫截面積計算出巖屑堆積的平均面積，再根據巖屑堆積的平均面積與環空的橫截面積之比求出巖屑床的堆積程度系數。

3.根據權利要求1所述的一種巖屑床位置及堆積程度的判識方法，其特征在于：所述步驟4中的編碼方法：對堆積程度系數對應的兩個測點之間的井段進行位置編碼，并將位置編碼作為編碼的第一部分；對各測點的平均壓力值進行壓力編碼，并將壓力編碼作為編碼的第二部分；對巖屑床的堆積程度系數進行編號，并將編號作為編碼的第三部分；將編碼的第一部分、第二部分和第三部分相關聯，即得到編碼后的信號。

4.根據權利要求1所述的一種巖屑床位置及堆積程度的判識方法，其特征在于：所述的數據處理單元（3）、數據編碼單元（2）和各個壓力檢測單元（4）分別設置在短節（5）上，各短節（5）依次連接，且壓力檢測單元（4）、數據處理單元（3）和數據編碼單元（2）依次位于鉆柱或套管下方。

5.根據權利要求4所述的一種巖屑床位置及堆積程度的判識方法，其特征在于：所述壓力檢測單元（4）包括調理電路（16）及多個壓力傳感器（15），多個壓力傳感器（15）呈圓形均勻布置在短節（5）上，用于測量環空壓力；調理電路（16）通過蓋板（17）密封固定在短節（5）上，用于根據多個壓力傳感器（15）測量的環空壓力計算平均壓力值，并發送給數據處理單元（3）。

6.根據權利要求5所述的一種巖屑床位置及堆積程度的判識方法，其特征在于：所述數據處理單元（3）包括中控電路板（11）、微處理器（12）、存儲模塊（13）和電源模塊（14），中控電路板（11）通過密封蓋（18）固定在短節（5）上，微處理器（12）、存儲模塊（13）和電源模塊（14）均集成在中控電路板（11）上，電源模塊（14）分別為微處理器（12）和壓力檢測單元（4）供電，微處理器（12）分別與壓力檢測單元（4）、數據編碼單元（2）和存儲模塊（13）連接；其中，微處理器（12）用于接收各測點的平均壓力值，根據平均壓力值依次計算相鄰兩個測點之間的壓力差、平均流速、可供鉆井液流動的平均橫截面積和巖屑床的堆積程度系數，以及將各測點的平均壓力值和相鄰兩個測點之間巖屑床的堆積程度系數發送給數據編碼單元（2）；存儲模塊（13）用于存儲平均壓力值積和巖屑床的堆積程度系數。

7.根據權利要求6所述的一種巖屑床位置及堆積程度的判識方法，其特征在于：所述數據編碼單元（2）包括均密封固定在短節（5）上的編碼模塊（9）和MWD信號發生模塊（10），編碼模塊（9）用于對經數據處理單元（3）處理后的數據進行編碼，MWD信號發生模塊（10）用于發送編碼后的信號。

8.根據權利要求1-7中任一項所述的一種巖屑床位置及堆積程度的判識方法，其特征在于：所述地面系統（1）包括解碼處理器（8）、信號接收器（6）和顯示器（7），信號接收器（6）用于對編號后的信號進行濾波處理，解碼處理器（8）用于對濾波后的信號進行解碼并繪制井下環空壓力和巖屑堆積程度曲線，顯示器（7）用于顯示巖屑堆積程度曲線。