[发明专利]全程环空压力测量方法及装置

权利要求书

1.一种用于实现钻井全过程的环空压力测量装置，其特征在于，包括PWD工具、仪器连续供电设备、开停泵检测判断部件、以及MWD数据通讯工具，所述PWD工具上装有柱内和环空压力传感器，用于测量钻柱内外的钻井液流体压力、监测钻井液循环状态和钻头压降，所述PWD上还装有轴向加速度传感器，用于检测钻柱轴向运动情况及计算钻柱轴向移动距离，在接钻杆坐卡等暂停钻柱上下运动时，利用环空压力传感器测量钻柱轴向静止环空压力，当起下钻、钻进等钻柱运动时，测量环空压力，利用轴向加速度传感器计算相近两次钻柱轴向静止间的移动距离及钻柱上下运动过程中钻柱相对移动距离，对应的钻柱运动环空压力，根据上述信息，计算钻柱上下运动位置对应的静止环空压力及由于钻柱上下运动所产生的环空压力波动，并求出最大环空压力波动，

所述仪器连续供电设备包括电池和涡轮发电机，在起下钻等停止钻井液循环时，井下工具采用电池供电，循环钻井液由涡轮发电机供电，

所述开停泵检测判断部件实时监测所述环空压力及其变化过程，记录最大开泵环空压力点，最大开泵环空压力，实时测量在钻进过程中环空及柱内压力，监测钻头压降及环空循环压耗变化情况，判断钻头压降、环空循环压耗是否偏移正常趋势，并通过MWD数据通讯工具上传到地面系统，并且，实时监测停泵过程环空压力及其变化，记录停泵最小环空压力和稳定环空压力，开泵后通过MWD数据通讯工具上传到地面系统。

2.一种用于实现钻井全过程的环空压力测量方法，其特征在于，利用PWD工具上装有的柱内和环空压力传感器，测量钻柱内外的钻井液流体压力、监测钻井液循环状态和钻头压降，利用PWD上装有的轴向加速度传感器，检测钻柱轴向运动情况及计算钻柱轴向移动距离，并且，在接钻杆坐卡等暂停钻柱上下运动时，利用环空压力传感器测量钻柱轴向静止环空压力，当起下钻、钻进等钻柱运动时，测量环空压力，利用轴向加速度传感器计算相近两次钻柱轴向静止间的移动距离及钻柱上下运动过程中钻柱相对移动距离，对应的钻柱运动环空压力，然后，根据上述信息，计算钻柱上下运动位置对应的静止环空压力及由于钻柱上下运动所产生的环空压力波动，并求出最大环空压力波动，

在起下钻等停止钻井液循环时，采用电池对井下工具供电，循环钻井液由涡轮发电机供电，并根据钻井工况选择上传停止钻井液循环和循环时的井下压力监测重要参数，从而实现钻井全过程环空压力监测。

3.一种用于测量钻柱轴向静止及运动的方法，其特征在于，利用轴向加速度传感器测量轴向加速度，通过滤波求出钻柱轴向运动速度和加速度，进而判断钻柱是否处于静止状态，并且，计算出钻柱轴向移动距离，从而实现钻柱轴向静止及运动的测量。

4.一种用于测量钻柱上下运动产生抽吸环空压力波动的方法，其特征在于包括，测量钻柱轴向静止及运动时环空压力步骤，计算钻柱轴向移动距离及对应静止压力及运动产生的环空压力波动及最大环空压力波动步骤，其中，利用PWD上装有的轴向加速度传感器，检测钻柱轴向运动情况及计算钻柱轴向移动距离，并且，在接钻杆坐卡等暂停钻柱上下运动时，利用环空压力传感器测量钻柱轴向静止环空压力，当起下钻、钻进等钻柱运动时，测量环空压力，利用轴向加速度传感器计算相近两次钻柱轴向静止间的移动距离及钻柱上下运动过程中钻柱相对移动距离，对应的钻柱运动环空压力，然后，根据上述信息，计算钻柱上下运动位置对应的静止环空压力及由于钻柱上下运动所产生的环空压力波动，并求出最大环空压力波动。

5.一种最大开泵环空压力监测方法，其特征在于，包括开泵过程的判断步骤，及最大环空压力检测步骤，其中，在开泵循环时，排量由小变大到稳定，钻井液从静止到流动，该过程产生环空压力波动，并存在一个最大环空压力点，实时监测所述环空压力及其变化过程，记录最大开泵环空压力点，最大开泵环空压力，从而实现对最大开泵环空压力监测。

6.一种正常钻进环空及柱内压力测量方法，其特征在于，包括钻头压降及环空循环压耗变化情况监测步骤，及自动选择重要变化数据上传步骤，其中，实时测量在钻进过程中环空及柱内压力，监测钻头压降及环空循环压耗变化情况，判断钻头压降、环空循环压耗是否偏移正常趋势，并上传到地面系统。

7.一种停泵环空压力监测方法，包括停泵过程的判断步骤及井下停泵环空压力及稳定环空压力检测步骤，其中，实时监测停泵过程环空压力及其变化，记录停泵最小环空压力和稳定环空压力，开泵后上传到地面系统。