[发明专利]钻头位置实时自动校正系统

说明书

 

技术领域

    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

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。

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，也可表示为钻具总长与方入之和。

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。

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。

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。

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。

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

当钻井状态为“钻进”时，标准井深等于钻头位置。

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。