[發明專利]一種新型油氣鉆探測控系統

在審

• 申請號: 202110457965.3
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113137224A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 王玉斌;王瑤;黃有奇;孫琦;張立芹;田英;鄒榮春;范龍
• 申請（專利權）人: 北京蒙德納科技發展有限公司;北京蒙德納成城智能科技有限公司
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B47/12;E21B47/18;E21B47/04;E21B44/00
• 代理公司: 北京卓澤知識產權代理事務所(普通合伙) 11766
• 代理人: 白海燕;李國華

本發明公開一種新型油氣鉆探測控系統,包括地下中控短節、測量短節、脈沖發生器，地上司鉆顯示器、立管壓力傳感器、地面數據處理器，中控短節與各測量短節、脈沖發生器之間都是采用數字傳輸，并且司鉆顯示器與地面數據處理器之間采用無線傳輸；本發明還建立遠程服務器和用戶終端，地面數據處理器與遠程服務器、用戶終端之間通過互聯網平臺通信。本發明在此系統下能夠實現安全可靠快捷的通信，并解決了多井遠程監控的問題。

技術領域

本發明涉及地質資源勘探和開發鉆井中的鉆探系統，尤其涉及一種新型的油氣鉆探測控系統。

背景技術

在地質資源勘探和開發鉆井中，廣泛采用無線隨鉆測量系統(MWD)，這種系統的特點是井下測量系統實時測量鉆頭姿態和地質參數，并按一定規則進行編碼，然后通過驅動器和脈沖器把編碼數據轉換成泥漿脈沖，把井下實時測量數據傳輸到地面。地面數據處理器檢測泥漿壓力，通過一定的算法和解碼規則把井下數據解調出來；同時把數據傳送到鉆井臺，為井臺工作人員提供實時數據信息，指導鉆井工作。

一套完整的測控系統由井下和井上兩部分共同組成，井下部分包括有探管和脈沖發生器(對于采用泥漿脈沖信號測量的方式)，其中所述探管包括有各種測控短節和電路模塊；井上部分包括有立管壓力傳感器、數據處理器、司鉆顯示器和計算機系統。井下測控短節將井下參數經過放大、濾波、A/D轉換、計算、按照規則進行編碼，產生脈沖信號，并把脈沖信號輸出至脈沖發生器，脈沖發生器使得鉆鋌內的泥漿壓力信號產生相應的變化；井上立管傳感器探知這些泥漿壓力變化，從而獲取原始信號值，再由地面數據處理器接收這些信號和解碼，由計算機系統進行計算，由司鉆顯示器進行顯示。

目前常規的MWD井下系統采用模擬信號，且掛接擴展性有限；地面系統比較龐雜繁重，比如采用體積較大的專用機進行泵壓數據采集和預處理；鉆井臺上司鉆顯示器采用按鍵設計、增加設計難度操作不便；同時地面數據處理器與司鉆顯示器通常設計為采用長電纜傳輸模擬信號，降低了系統安全性和可操作性；鑒于以上種種缺陷，急需對系統進行設計改進。

發明內容

本發明的目的是設計一種新型油氣鉆探測控系統，可以有效解決常規系統存在的通訊問題。

本發明通過如下技術方案實現：一種新型油氣鉆探測控系統，包括地下和地上兩部分，地下部分包括中控短節、測量短節、脈沖發生器，地上部分包括司鉆顯示器、立管壓力傳感器、地面數據處理器；

各所述測量短節的有關模擬信號、頻率信號、開關信號全部轉變為數字信號，按照自定義的協議編組為對應的命令字上傳至所述中控短節；

所述脈沖發生器的開關信號也轉變為數字信號，按照自定義的協議編組為對應的命令字上傳至所述中控短節；

所述中控短節控制所述脈沖發生器產生泥漿壓力脈沖信號，所述立管壓力傳感器采集所述泥漿壓力脈沖信號，傳送給所述司鉆顯示器；

所述司鉆顯示器內置信號處理板，所述信號處理板包括：傳感器接口、模擬緩沖器、數字濾波器、A/D轉換器、處理器，所述泥漿壓力脈沖信號由傳感器接口接入，然后依次經模擬緩沖器、數字濾波器、A/D轉換器、處理器轉換為數字信號后，以數字信號形式發送給地面數據處理器；

所述司鉆顯示器與地面數據處理器之間通過無線局域網傳輸信號；

還包括遠程服務器和用戶終端，所述地面數據處理器與遠程服務器、用戶終端之間通過互聯網平臺通信。

進一步地，所述中控短節與測量短節之間、與脈沖發生器之間的通信方式，全部為RS485標準協議的數字信號傳輸方式。

進一步地，所述系統還包括懸重傳感器和井深傳感器，所述懸重傳感器和井深傳感器都與所述司鉆顯示器連接；

所述信號處理板還包括：數字隔離器和正交編碼器；