本发明涉及套管设备技术领域,尤其涉及一种自适应调整钻井套管。
背景技术:
套管钻井是指用套管代替钻杆对钻头施加扭矩和钻压,实现钻头旋转与钻进,整个钻井过程不再使用钻杆、钻铤等,钻头是利用钢丝绳投捞,在套管内实现钻头升降,即实现不提钻更换钻头钻具,减少了起下钻和井喷、卡钻等意外事故,提高了钻井安全性,降低了钻井成本。管钻井适用于油层埋藏深度比较稳定的油区:由于套管钻井完井后直接固井完井,然后射孔采油,没有测井工艺对储层深度的测量、储层发育情况的评价,故此要求油层发育情况及埋藏深度必须稳定,这样套管钻井的深度设计才有了保证。适用于发育稳定,地层倾角小的区域:由于套管钻井过程中不可避免地存在井斜,井斜影响结果就是导致完钻井深和垂深存在差异,井斜越大,这种差异越大。而地层倾角的大小、裂缝、断层等的发育情况,对井斜的影响起着重要作用。因此设计套管钻井区域地层倾角要小,裂缝、断层为不发育或欠发育,才有利于套管钻井中井斜的控制。
然而现有的钻井套管在使用过程中存在着一些不足之处,对于钻头打出的孔洞,其内部处于凹凸不平状态,使得钻井套环在孔洞转中部分位置不稳定,从而影响到钻井套管的使用。
技术实现要素:
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种自适应调整钻井套管。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:一种自适应调整钻井套管,包括钻井套管,所述钻井套管的内壁中等距设置有三角直通管,且三角直通管上通过连通软管位于钻井套管外侧的鼓风机连通,所述钻井套管的外表壁上开设有气囊卡接槽,且气囊卡接槽上焊接有与三角直通管连通的充气气囊,所述钻井套管的端口处焊接有密封垫圈。
作为上述技术方案的进一步描述:
所述钻井套管的内壁中位于三角直通管间隔处设置有伸缩弹簧。
作为上述技术方案的进一步描述:
所述充气气囊的外表壁上均匀焊接有多个限位凸块。
作为上述技术方案的进一步描述:
所述鼓风机的内部设置有电源储电器。
作为上述技术方案的进一步描述:
在每个所述充气气囊内设置一气压传感器,各个气压传感器分别与控制器连接,在所述控制器内设置一选定模块,所述选定模块按照下述均值运算公式判定第一气压传感器、第二气压传感器的第一比较值p21:
式中,p21表示第一气压传感器、第二气压传感器的位置的第一比较值,r1表示第一气压传感器的实时采样值,r2表示第二气压传感器的实时采样值;r3表示第三气压传感器的实时采样值;t表示均方差运算,i表示积分运算;
其中i表示基于二次函数的任意积分运算,上述公式为获取积分的比值信息,下述两公式相同,如基于函数y=ax2,在x取值为(a,b)内,a<b为任意数值。
作为上述技术方案的进一步描述:
所述的选定模块按照下述公式判定第一气压传感器、第三气压传感器的第二比较值p31:
式中,p31表示第一气压传感器、第二气压传感器的位置的第二比较值,r1表示第一气压传感器的实时采样值,r2表示第二气压传感器的实时采样值;r3表示第三气压传感器的实时采样值;t表示均方差运算,i表示积分运算。
作为上述技术方案的进一步描述:
所述的选定模块按照下述公式判定第二气压传感器、第三气压传感器的第三比较值p23:
式中,p23表示第二气压传感器、第二气压传感器的第三比较值,r1表示第一气压传感器的实时采样值,r2表示第二气压传感器的实时采样值;r3表示第三气压传感器的实时采样值;t表示均方差运算,i表示积分运算。
本发明中,首先在钻井套管的外表壁上焊接与三角直通管连通的充气气囊,并且在充气气囊的外表壁上设置均匀设置有多个限位凸块,当钻井套管放入打的孔洞内部时,通过鼓风机向连通软管充气,气体通过三角直通管即可向充气气囊进行打气,使得充气气囊的体积增大,从而使得钻井套管与孔洞内壁的贴合度更好,充气气囊的外表壁上凸块可进一步的提高充气气囊与孔洞内壁的摩擦力,即可更好的限制钻井套管的位置。
附图说明
图1为本发明提出的一种自适应调整钻井套管的结构示意图;
图2为本发明钻井套管的内壁结构示意图;
图3为本发明充气气囊的结构示意图
图例说明:
1-密封垫圈、2-连通软管、3-鼓风机、4-三角直通管、5-充气气囊、51-限位凸块、6-钻井套管、7-气囊卡接槽、8-伸缩弹簧。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
参照图1-3,一种自适应调整钻井套管,包括钻井套管6,钻井套管6的内壁中等距设置有三角直通管4,且三角直通管4上通过连通软管2位于钻井套管6外侧的鼓风机3连通,钻井套管6的外表壁上开设有气囊卡接槽7,且气囊卡接槽7上焊接有与三角直通管4连通的充气气囊5,钻井套管6的端口处焊接有密封垫圈1。
钻井套管6的内壁中位于三角直通管4间隔处设置有伸缩弹簧8,充气气囊5的外表壁上均匀焊接有多个限位凸块51,可增大充气气囊5表面的摩擦力,鼓风机3的内部设置有电源储电器,可为鼓风机3提供电能。
伸缩弹簧8可在充气气囊5体积增大时,对于钻井套管6进行缓冲保护。
工作原理:使用时,先将充气气囊5放入到气囊卡接槽7中,再将钻井套管6放入打好的孔洞中,当钻井套管6的位置稳定后,利用鼓风机3向连接软管2中通气,气体在通过三角直通管4,使得充气气囊5的体积增大,从而更好的与孔洞内壁进行贴合。
在每个所述充气气囊5内设置一气压传感器,各个气压传感器分别与控制器连接,在所述控制器内设置一选定模块,所述选定模块按照下述均值运算公式判定第一气压传感器、第二气压传感器的第一比较值p21:
式中,p21表示第一气压传感器、第二气压传感器的位置的第一比较值,r1表示第一气压传感器的实时采样值,r2表示第二气压传感器的实时采样值;r3表示第三气压传感器的实时采样值;t表示均方差运算,i表示积分运算。
其中i表示基于二次函数的任意积分运算,上述公式为获取积分的比值信息,下述两公式相同,如基于函数y=ax2,在x取值为(a,b)内,a<b为任意数值。
上述均值运算的基本算法为:通过获取在某个时间段内的所有采样点的位置值,对某个时间段内的各个取值进行积分运算和均方差运算,然后取比值,得出相比较的平均值。
所述的选定模块按照下述公式判定第一气压传感器、第三气压传感器的第二比较值p31:
式中,p31表示第一气压传感器、第二气压传感器的位置的第二比较值,r1表示第一气压传感器的实时采样值,r2表示第二气压传感器的实时采样值;r3表示第三气压传感器的实时采样值;t表示均方差运算,i表示积分运算。
所述的选定模块按照下述公式判定第二气压传感器、第三气压传感器的第三比较值p23:
式中,p23表示第二气压传感器、第二气压传感器的第三比较值,r1表示第一气压传感器的实时采样值,r2表示第二气压传感器的实时采样值;r3表示第三气压传感器的实时采样值;t表示均方差运算,i表示积分运算。
经过上述方式获取的p21、p31、p23,获取三个比较值的差值比较,判定是否超过存储在选定模块的气压阈值p,若有一个差值超过气压阈值p,则停止充气,并调整各个气囊内的气压,直到各个气压值相同。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。