专利名称：井下无缆测试系统定位方法
技术领域：
本发明涉及一种定位方法，特别是一种井下无缆测试系统定位方法。
背景技术：
测井作业是石油、煤矿及水利等领域的重要工作，主要是利用各种井下测试系统对井下不同位置处的工况参数(如井径、井压、井温及油气比等参数)进行检测，以便对钻完后的井进行科学评价。目前井下测试系统主要分为两类有缆测试系统和无缆测试系统。井下有缆测试系统的供电、信号传输、信号控制及其定位等都依赖于电缆，操作过程复杂，施工费用高。井下无缆测试系统可以在井下随钻杆提升时进行测井，其操作简便、费用低廉， 因此具有更加良好的推广应用前景。特别是近年来随着水平井技术及裸眼采油技术的快速发展，如何利用井下无缆测试系统进行测井并对其定位已成为一个亟待解决的技术问题。无缆测试系统由于无法利用电缆测量其收缩长度对其进行井深定位，特别是在水平井或斜井中，由于井眼轨迹复杂，也无法利用GPS、超声等无线定位技术，这些给井下无缆测试系统定位造成了困难。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种井下无缆测试系统定位方法，通过在钻井系统中的负载液压池输出管线和钢丝绳滚筒上安装压力传感器和转速传感器，采集大钩载荷及滚筒转速数据信息，用以间接确定井下无缆测试系统在任意时刻所处位置。为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下 一种井下无缆测试系统定位方法，其操作步骤如下 a.安装压力传感器测试大钩载荷时序数据；
在液压管线上安装一个三通，在三通上安装一个压力传感器，以测量液体压力的变化， 液体压力随时间的大小变化直接反映大钩载荷的大小变化，定义所测大钩载荷时序数据为载荷数组和相应的时间数组 (η)，根据Mn)的曲线变化规律判断目前钻井系统大钩的工作状态是提升、下降或是停止。b.安装转速传感器测试滚筒转速时序数据；
将转速传感器安装在滚筒转子的一端，以测得滚筒转速随时间变化的数据。定义所测滚筒转速时序数据为转速数组r(n)和相应的时间数组 (η)，根据r(n)和 (η)的乘积变化规律计算目前钻井系统大钩的运行位移情况。c.判断井下无缆测试系统的有效提升时间段；
在实际提升钻杆的过程中，由于钻杆停顿拆卸、滚筒正反转及下放钻杆等其它辅助操作，部分时间段内的大钩载荷和转速数据所反映的不是井下无缆测试系统的提升过程，属于无效数据。为判断井下无缆测试系统是否被真正提升，需要根据大钩载荷的变化情况进行确定，当#(η)中有连续稳定的非零数值时，该段载荷即表示井下无缆测试系统正处于提升过程，这段载荷所对应的时间段作为判断井下无缆测试系统的有效提升时间段，所有有效时间数据所组成的数组记作i’ (m)。d.判断井下无缆测试系统的有效提升距离；
井下无缆测试系统被提升起始时刻，压力传感器和转速传感器是同时触发采集，根据上述c步骤所确定的井下无缆测试系统有效提升时间数组i’(m)，提取出转速数组r(n) 中相应有效转速数组/ (m)，结合滚筒直径々将滚筒/ (m)换算成大钩有效提升速度数组 V' (m)，即
权利要求
1. 一种井下无缆测试系统定位方法，其操作步骤如下a.安装压力传感器测试大钩载荷时序数据；在液压管线上安装一个三通，在三通上安装一个压力传感器，以测量液体压力的变化， 液体压力随时间的大小变化直接反映大钩载荷的大小变化，定义所测大钩载荷时序数据为载荷数组和相应的时间数组 (η)，根据Mn)的曲线变化规律判断目前钻井系统大钩的工作状态是提升、下降或是停止；b.安装转速传感器测试滚筒转速时序数据；将转速传感器安装在滚筒转子的一端，以测得滚筒转速随时间变化的数据，定义所测滚筒转速时序数据为转速数组r(n)和相应的时间数组t (η)，根据r(n)和t (η)的乘积变化规律计算目前钻井系统大钩的运行位移情况；c.判断井下无缆测试系统的有效提升时间段；在实际提升钻杆的过程中，由于钻杆停顿拆卸、滚筒正反转及下放钻杆等辅助操作，部分时间段内的大钩载荷和转速数据所反映的不是井下无缆测试系统的提升过程，属于无效数据，为判断井下无缆测试系统是否被真正提升，需要根据大钩载荷#(η)的变化情况进行确定，当#(η)中有连续稳定的非零数值时，该段载荷即表示井下无缆测试系统正处于提升过程，这段载荷所对应的时间段作为判断井下无缆测试系统的有效提升时间段，所有有效时间数据所组成的数组记作i’ (m)；d.判断井下无缆测试系统的有效提升距离；井下无缆测试系统被提升起始时刻，压力传感器和转速传感器是同时触发采集，根据上述c步骤所确定的井下无缆测试系统有效提升时间数组i’(m)，提取出转速数组r(n) 中相应有效转速数组/ (m)，结合滚筒直径々将滚筒/ (m)换算成大钩有效提升速度数组 / (m)，即F' (W) = πχ χ W(m)，根据有效提升速度与有效提升时间t’ (m)计算有效提升距离Y (m),即e.井下无缆测试系统定位；井的井眼轨迹控制参数竖直钻进距离//、造斜半径/P、水平钻进距离Z等都有完整记录，钻井完毕后，位于钻头附近的井下无缆测试系统将随钻杆一起被提升，为确定其井下定位坐标，以井口为坐标原点，以地面水平和地面竖直方向建立X坐标轴和Y坐标轴，则由上述计算得到有效提升距离Y (m)判断井下无缆测试系统的坐标位置，即
全文摘要
本发明提供一种井下无缆测试系统定位方法，通过在钻井系统中的负载液压池输出管线和钢丝绳滚筒上安装压力传感器和转速传感器，采集大钩载荷及滚筒转速数据信息，用以间接确定井下无缆测试系统在任意时刻所处位置。其操作步骤如下a.安装压力传感器测试大钩载荷时序数据；b.安装转速传感器测试滚筒转速时序数据；c.判断井下无缆测试系统的有效提升时间段；d.判断井下无缆测试系统的有效提升距离；e.井下无缆测试系统定位。井下无缆测试系统定位方法的硬件成本低，操作简便、快捷，无需破坏现有钻井系统的工作程序，计算方法准确、可靠。
文档编号E21B47/00GK102182441SQ20111005139
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月4日 优先权日2011年3月4日
发明者刘吉成, 刘树林, 刘锐, 刘颖慧, 周晓君, 唐友福, 姜锐红, 翟宇毅 申请人:上海大学