[實用新型]連續油管鉆井動力鉆頭的控制模擬系統

有效

• 申請號: 202020354846.6
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN211455080U
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 朱慶利;范玉斌;孫經光;吳艷華;李勇;盧云霄;楊育升
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化勝利石油工程有限公司;中石化勝利石油工程有限公司井下作業公司
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 周京蘭

本實用新型是連續油管鉆井動力鉆頭的控制模擬系統，控制模擬系統主要設有地面控制裝置、滾筒、連續油管懸掛機構和模擬井筒，模擬井筒為透明狀，連續油管中穿有數據電纜，連續油管的前端與動力鉆具連接、中部從連續油管懸掛機構的定滑輪中繞過，連續油管的后部排在滾筒中，連續油管由滾筒下入到模擬井筒中；數據電纜的后端與地面控制裝置連接、前端從連續油管中穿過與動力鉆具連接。啟動地面控制裝置，注意觀察地面控制裝置中的顯示和鉆頭的運行軌跡，能夠清楚地觀察到地面控制裝置對連接在連續油管下端的鉆頭的控制情況，可以將實際的鉆頭軌跡與地面控制裝置的控制參數進行對比和驗證，用于指導生產。

技術領域

本實用新型涉及石油工業連續油管鉆井的監測系統和方法，特別是連續油管鉆井動力鉆頭的控制模擬系統。

背景技術

利用連續油管設備進行淺層鉆井、老井側鉆井是一項新興的石油鉆井技術。連續油管管徑細、能夠盤卷在地面的滾筒中，通過滾筒下入井內，連續油管的鉆井泥漿是通過滾筒中的泥漿接頭，一端與連續油管的末端連接、另一端與泥漿泵連接并與泥漿池形成循環。由于連續油管管徑細遇阻容易彎曲，尤其是在鉆井時，其變形更為明顯。但是，由于連續油管具有中途不用更換單根鉆桿的連續性優點，可使鉆進速度更快、鉆井周期短，鉆井成本大幅降低。目前，由于國內使用連續油管進行淺層鉆井、老井側鉆技術還剛剛起步，一些關鍵技術還處于探索階段，尤其是連續油管鉆井動力鉆頭的地面鉆進控制裝置或系統更是淺層鉆井、側鉆井的關鍵技術裝備。

在鉆井進尺施工中，受地下不同地質泥層、巖石層結構等的影響，在地面控制連續油管的鉆井軌跡有很多的不確定性，有時鉆頭甚至沒有鉆到鉆井目的層，也有時，實際鉆進進尺比預算的多出許多，對于叢式井組還有鉆穿目的層的情況。為了能夠更好地掌握連續油管在井下的鉆井軌跡，已有這方面的設備申請了專利，如：申請號為201910852694.4的“連續油管鉆井動力鉆頭控制裝置及其使用方法”。因此，一方面要研制更易于控制和掌握的連續油管地面控制裝置或系統，另一方面，要為用于井下的連續油管鉆井動力鉆頭控制裝置配備能夠在地面觀察到的模擬系統，用來評價連續油管地面控制系統與連續油管鉆井動力鉆頭控制裝置所控制的鉆頭的鉆進軌跡是否按照預定設計軌跡進行鉆進，判斷其符合率。

通過在地面模擬來驗證連續油管鉆進是否按照預定的方位軌跡進行施工的方法和設備，目前還沒有見到相關研究和報導，也就是說如何模擬驗證連續油管鉆井地面控制系統控制的井下鉆頭的實際鉆井方位以及判定與預定設計方位鉆進的符合情況或稱符合率，是目前還無法實現的。

目前，一般的驗證方法是在正常的施工中，利用現有無線隨鉆系統技術，及時地監控鉆進軌跡，再通過模擬圖像觀測，及時調整鉆進軌跡。這樣的方法，

都是采用鉆井泥漿作為介質通過泥漿波進行傳輸，傳輸速率非常低，一般為幾b/min、一分鐘幾個字節。當無線隨鉆地面控制裝置的指令發出后，對于高速鉆進的鉆頭施工來說，其指令不能及時傳遞，嚴重延時，會造成鉆井軌跡的無序變化。使施工復雜化，造成鉆井成本增高，施工周期變長等負面影響。

為了改變目前連續油管地面控制系統與連續油管鉆井動力鉆頭控制裝置所控制的鉆頭的鉆進軌跡無法判定是否相符的現狀，需要研制連續油管鉆井動力鉆頭的控制模擬系統，以改善上述現狀，提高連續油管的鉆井質量，降低鉆井成本。

發明內容

本實用新型的目的是提供連續油管鉆井動力鉆頭的控制模擬系統，可對連續油管地面控制裝置或稱系統的控制效果進行測試和檢驗，直觀地觀察到連續油管動力鉆具的控制方向與預定方位是否一致，以此來提高連續油管的鉆井水平和質量，降低無功作業、降低鉆井成本。

為解決上述問題，本實用新型是這樣實現的：