钻头位置实时自动校正系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种钻头位置实时自动校正系统，包括绞车传感器：用于实时采集钻井过程中绞车轴的角位移变化值；大钩高度处理模块：用于根据所采集的绞车轴的角位移变化值，实时计算钻井时大钩的高度位置变化，进而计算钻头位置；钻具数据库：用于存储位于井下和井上的钻具信息；钻具管理模块：用于对钻具数据库中的钻具信息进行读写、查询、钻具总长统计的管理；实时显示模块：用于对钻头位置和标准井深参数的实时显示；钻井状态判别模块：用于实时判断当前的钻井状态，如坐卡、划眼、钻进等状态；校正信息维护模块：用于对钻杆母接头、吊卡长度和校正门限参数进行维护管理；其中校正门限记为C；自动校正模块：用于实现“坐卡”状态下钻头的位置校正。采用本发明，在“坐卡”状态时，能自动对钻头位置进行校正。
【专利说明】钻头位置实时自动校正系统
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及油气勘探开发的钻、录井【技术领域】，确切地说涉及一种钻头位置实时自动校正系统。
【背景技术】
[0003]录井作为勘探开发的眼睛、钻井安全的参谋、信息传输的中枢，为油气勘探开发做出了突出贡献。其主要任务是做好两个保障:一是发现并准确评价油气层，为油气勘探开发提供保障；二是实时监测、及时预报，为钻井安全施工提供保障。
[0004]油气钻井时，井眼轴线上任一点至转盘补心面的长度，称为该点的井深，录井业务上称为标准井深。在钻、录井时，标准井深即钻进时的钻头位置，等于钻头长度、钻铤长度、钻杆长度、各种接头长度、方入之和，也可表不为钻具总长与方入之和。
[0005]每次钻井起、下钻坐卡的状态时，都要对钻头位置进行校正，否则误差累加，一口井打下来，标准井深的误差达到几十米。对于以标准井深来标记的地层分层卡层、油气显示和工程异常预报来说将出现问题，甚至造成整口井报废，出现人员伤亡等严重事故，因此标准井深的准确非常重要，钻头位置的校正至关重要。
[0006]目前，采用人工方式进行校正钻头位置，每次校正时，首先工作人员爬到钻台，用卷尺测量正在转动的方入深度，接着在EXCEL中计算钻具库长度，然后计算出钻头位置，最后将计算出的钻头位置输入到综合录井系统中。这种方式有4点不足:
第一，自动化程度低，每次.校正时，都要爬到钻台测量方入数值，并计算钻头位置，还要人工输入综合录井系统中，人工方式每次需要至少10分钟。
[0007]第二，安全风险较大，每次工作人员爬到6米高的钻台，然后测量转动的方入，存在不安全因素。
[0008]第三，人工测量、计算误差大，每人测量的方入值可能都不一样，关键是准确测量正在转动的方入非常困难，因此计算出的钻头位置误差大。
[0009]第四，采用人工方式，将钻头位置输入到综合录井系统中容易出现错误，导致标准井深错误、数据库冲井深等严重问题，甚至出现严重事故。
【发明内容】
[0010]本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种钻头位置实时自动校正系统，采用本发明，在起、下钻“坐卡”状态时，能自动对钻头位置进行校正，较好地解决目前人工校正方式存在的问题。
[0011]本发明是通过采用下述技术方案实现的:
一种钻头位置实时自动校正系统，包括:
绞车传感器:用于实时采集钻井过程中绞车轴的角位移变化值； 大钩高度处理模块:用于根据所采集的绞车轴的角位移变化值，实时计算钻井时大钩的高度位置变化，进而计算钻头位置；
钻具数据库:用于存储位于井下和井上的钻具信息；
钻具管理模块:用于对钻具数据库中的钻具信息进行读写、查询、钻具总长统计等管
理；
实时显示模块:用于对钻头位置和标准井深参数的实时显示；
钻井状态判别模块:用于实时判断当前的钻井状态，如坐卡、划眼、钻进等状态。
[0012]其特征在于还包括:
校正信息维护模块:用于对钻杆母接头、吊卡长度和校正门限参数进行维护管理；其中校正门限记为C;
自动校正模块:用于实现“坐卡”状态时钻头位置校正。
[0013]所述自动校正模块中，包括:
测量钻头位置子模块:“坐卡”状态时，用于获取大钩高度处理模块计算所得钻头位置数值，记为A ；
实际钻头位置子模块:“坐卡”状态时，读取钻具管理模块中当前入井钻具所对应的钻头位置，公式为:“钻具总长-钻杆母接头-吊卡长度”，记为B;
判断校正子模块:若A与B的绝对值小于或等于C，那么此时用B值即为校正后的钻头位置，从而实现了钻头位置自动校正；若A与B的绝对值大于C，那么就不进行校正，因为此时如果校正，误差反而增大。
[0014]所述钻具信息包括入井序号、单根长度、累计长度、方入井深、坐卡钻头位置、编号、外径、内径和立柱数等信息。
[0015]所述设置校正门限值C应设置为小于钻具库中最短钻具长度。
[0016]当钻井状态为“钻进”时，标准井深等于钻头位置。
[0017]与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下:
采用本发明所述的校正信息维护模块和自动校正模块的处理方式，在起下钻“坐卡”状态时，能自动对钻头位置进行校正，较好地解决目前人工校正方式存在的问题:
第一，提高了工作效率和自动化程度，每次校正时，无需人工操作便实现了钻头位置的实时自动校正，同时也得到了标准井深数据；由原来的人工方式需10分钟降低到不需要时间。
[0018]第二，提高了钻头位置的准确度，无需每次校正时去测量方入值，仅需在开钻前静止测量一次钻杆母接头和吊卡长度即可，计算出的钻头位置准确度更高，在允许误差范围内。
[0019]第三，安全性更高，无需工作人员爬到6米高的钻台，也无需测量转动的方入，不存在安全风险。
[0020]第四，无需将钻头位置输入到综合录井系统中，没有输入错误的风险，从而没有标准井深错误、数据库冲井深等问题发生。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]下面将结合说明书附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明，其中: 图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]如图1所示，钻头位置实时自动校正系统，包括绞车传感器、大钩高度处理模块、钻具数据库、钻具管理模块、钻井状态判别模块、校正信息维护模块、自动校正模块和实时显示模块。绞车传感器实时采集钻井过程中绞车轴的角位移变化；大钩高度处理模块通过实时采集绞车传感器测量绞车轴角位移的变化值，并实时计算钻井时大钩的高度位置变化，进而计算钻头位置；钻具数据库存储了位于井下、井上钻具编号、长度等信息；钻具管理模块对钻具库中钻具信息读写、查询、钻具总长统计等管理；钻井状态判别模块用于实时判断当前的钻井状态，如坐卡、划眼、钻进等状态。校正信息维护模块实现对本系统校正门限等参数的的设置维护；自动校正模块实现坐卡状态下钻头的位置校正；实时显示模块实现对钻头位置、标准井深等参数的实时显示。绞车传感器、大钩高度处理模块、钻具数据库、钻具管理模块、实时显示模块和钻井状态判别模块，在综合录井系统中有所涉及，其构成和功能原理类似。
[0023]校正信息维护模块，对钻杆母接头、吊卡长度和校正门限等参数进行维护管理；其中校正门限记为C，设置其值小于钻具库中的最短钻具长度。
[0024]自动校正模块，包括测量钻头位置子模块、实际钻头位置子模块和判断校正子模块，其原理如下:
当钻井状态判别模块实施判断为“坐卡”时，系统获得两个数值，一个为绞车测量模块中测量大钩高度得出的钻头位置数值，记为A，该值因测量有误差，本发明正是校正此数据；另一个为钻具库管理模块中读取的数值，读取钻具管理模块中当前入井钻具所对应的钻头位置，公式为:“钻具总长-钻杆母接头-吊卡长度”，记为B。
[0025]若A与B的绝对值小于或等于C，那么此时用B值即为校正后的钻头位置，从而实现了钻头位置自动校正；若A与B的绝对值大于C，那么就不进行校正，因为此时如果校正，误差反而增大。
[0026]当钻井状态为“钻进”时，标准井深等于钻头位置。
【权利要求】
1.一种钻头位置实时自动校正系统,包括: 绞车传感器:用于实时采集钻井过程中绞车轴的角位移变化值； 大钩高度处理模块:用于根据所采集的绞车轴的角位移变化值，实时计算钻井时大钩的高度位置变化，进而计算钻头位置； 钻具数据库:用于存储位于井下和井上的钻具信息； 钻具管理模块:用于对钻具数据库中的钻具信息进行读写、查询、钻具总长统计的管理； 实时显示模块:用于对钻头位置和标准井深参数的实时显示； 钻井状态判别模块:用于实时判断当前的钻井状态； 其特征在于还包括: 校正信息维护模块:用于对钻杆母接头、吊卡长度和校正门限参数进行维护管理；其中校正门限记为C; 自动校正模块:用于实现“坐卡”状态下钻头的位置校正。
2.根据权利要求1所述的钻头位置实时自动校正系统，其特征在于:所述自动校正模块中，包括: 测量钻头位置子模块:“坐卡”状态时，用于获取大钩高度处理模块计算所得钻头位置数值，记为A ； 实际钻头位置子模块:“坐卡”状态时，读取钻具管理模块中当前入井钻具所对应的钻头位置，公式为:“钻具总长-钻杆母接头-吊卡长度”，记为B; 判断校正子模块:若A与B的绝对值小于或等于C，那么此时用B值即为校正后的钻头位置；若A与B的绝对值大于C，那么就不进行校正。
3.根据权利要求1或2所述的钻头位置实时自动校正系统，其特征在于:所述钻具信息包括入井序号、单根长度、累计长度、方入井深、坐卡钻头位置、编号、外径、内径和立柱数信息。
4.根据权利要求1或2所述的钻头位置实时自动校正系统，其特征在于:所述设置校正门限值C小于钻具库中的最短钻具长度。
【文档编号】E21B44/00GK103437751SQ201310371133
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月23日 优先权日:2013年8月23日
【发明者】刘明德, 邢会民, 饶应波 申请人:中国石油集团川庆钻探工程有限公司