[實用新型]一種基于井底鉆壓的自動送鉆系統

有效

• 申請號: 202021874115.0
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN212837762U
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 吳澤兵;黃海;張文超;鄭維新;周珂飛;趙海超;潘玉杰;王勇勇;張帥;王杰;郭禹倫;席凱凱
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: E21B44/02
• 分類號: E21B44/02
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 王晶

一種基于井底鉆壓的自動送鉆系統，包括天車和位于天車下部的大鉤，天車和大鉤之間通過鋼絲繩連接，大鉤下方設置有水龍頭，水龍頭和鉆桿通過方鉆桿相連，絞車和帶電機的差速器相連，絞車上設置有位移傳感器；大鉤上設置大鉤載荷傳感器，鋼絲繩上安裝有死繩傳感器，大鉤載荷傳感器、死繩傳感器和位移傳感器將信號傳遞給信號放大器，信號放大器傳輸數據至DTU并由DTU經5G移動網絡傳輸至遠端服務器，計算機從服務器接收數據并處理，根據給定的井底鉆壓計算地面的待輸入的目標鉆壓；計算機通過服務器發送指令給鉆井現場的RTU，RTU控制帶電機的差速器來調節絞車轉速，從而實現遠程精確控制井底鉆壓。

技術領域

本實用新型涉及石油鉆機的送鉆系統技術領域，特別涉及一種基于井底鉆壓的自動送鉆系統。

背景技術

在石油天然氣鉆井領域中，鉆頭的性能主要通過機械鉆速評判，井底鉆壓是影響機械鉆速的主要參數。因此，為了優化鉆頭的機械鉆速、減少鉆頭磨損、提高鉆井效率和降低鉆井成本，必須獲得準確的井底鉆壓。

現有恒鉆壓自動送鉆系統的主要缺點：

1)目前給定自動送鉆系統的鉆壓值是根據司鉆經驗或者繁瑣的試鉆得到的，準確性較差。

2)在鉆井過程中，特別是在水平井的鉆井過程中，其水平井段摩阻大、不易施加鉆頭載荷，導致地面鉆壓和井底鉆壓相差較大，因此無法獲得準確的井底鉆壓、更無法給定一個精確的井底鉆壓。

3)由于無法施加準確的井底鉆壓，導致實際井底鉆壓與理想值有偏差。較小的鉆壓會制約鉆頭性能的發揮，甚至出現較低的破巖效率；過大的井底鉆壓則會導致鉆頭磨損加大、壽命變短。因此過大、過小的鉆壓對鉆井作業都是很不利的。

4)鉆井數據隨著鉆采工藝及井況的復雜程度加重而變得繁雜，現下司鉆房操作工人只能處理現場簡單鉆井問題，難以處理日漸增多的海量鉆井數據，更難以判斷復雜的井下狀況，從而不能采取較好措施加快鉆井效率，加大了鉆井成本。另外，鉆井現場的工作環境日趨惡劣，不能長時間有工人留守，亟需穩定的遠程控制設備及方法。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種基于井底鉆壓的自動送鉆系統，實現遠程精確控制井底鉆壓。

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：

一種基于井底鉆壓的自動送鉆系統，包括天車1和位于天車1下部的大鉤2，天車1兩側設置鋼絲繩3，鋼絲繩3一端與位于水平面上的絞車4相連，另一端固定在地面上，鋼絲繩3穿過天車1和大鉤2之間，所述大鉤2下方設置有水龍頭12，水龍頭12和鉆桿6通過方鉆桿相連，鉆桿6端部設置有鉆頭9，所述絞車4和帶電機的差速器18相連，絞車4上安裝有位移傳感器17；所述的大鉤2上裝有用于監測大鉤2拉力的大鉤載荷傳感器13，所述的固定在地面上的鋼絲繩3上安裝有死繩傳感器10；

所述大鉤載荷傳感器13、死繩傳感器10和位移傳感器17將檢測到的信息傳遞信號放大器14，信號放大器14與DTU16相連，并由DTU16經5G移動網絡與遠程服務器20通訊傳輸數據，遠程計算機21從服務器20獲取數據并在相應軟件上處理；遠程計算機21通過服務器20發送指令給RTU19以控制帶電機的差速器18進而控制調節絞車4轉速。

所述的絞車4上安裝有剎車5。

所述的鉆桿6通過接頭7相連且在鉆桿6上設置有扶正器8。

所述的DTU16通過信號放大器14獲取由設備電子鉆井記錄儀EDR15采集鉆井參數及井眼軌跡參數。

一種基于井底鉆壓的自動送鉆系統的遠程控制方法，包括以下步驟；

步驟1：數據采集：

通過傳感器和電子鉆井記錄儀EDR15采集鉆井參數及井眼軌跡參數；

步驟2：數據遠程傳輸：