[实用新型]一种基于井底钻压的自动送钻装置

说明书

一种基于井底钻压的自动送钻装置，包括天车和位于天车下部的大钩，天车和大钩之间通过钢丝绳连接，大钩下方设置有水龙头，水龙头和钻杆通过方钻杆相连，钢丝绳一端与绞车相连，另一端固定在地面上，绞车和带电机的差速器相连，绞车上设置有位移传感器；大钩上设置大钩载荷传感器，钢丝绳上安装有死绳传感器，大钩载荷传感器、死绳传感器和位移传感器将检测到的信息传递给信号放大器，信号放大器与信号采集器相连，司钻偏房计算机接收信息并进行信号处理，根据给定井底钻压计算地面的待输入的目标钻压；司钻偏房计算机通过控制带电机的差速器来控制调节绞车转速，从而实现精确控制井底钻压并进行自动送钻的基于井底钻压的自动送钻系统。

技术领域

本实用新型涉及石油钻机送钻系统领域，特别涉及一种基于井底钻压的自动送钻装置。

背景技术

在石油天然气钻井领域中，钻头的性能主要通过机械钻速评判，井底钻压是影响机械钻速的主要参数。因此，为了优化钻头机械钻速、减少钻头磨损、提高钻井效率和降低钻井成本，必须获得准确的井底钻压。

现有恒钻压自动送钻系统的主要缺点：

1)目前给定自动送钻系统的钻压值是根据司钻经验或者繁琐的试钻得到的，准确性较差。

2)在钻井过程中，特别是在水平井的钻井过程中，其水平井段摩阻大、不易施加钻头载荷，导致地面钻压和井底钻压相差较大，因此无法获得准确的井底钻压、更无法给定一个精确的井底钻压。

3)由于无法施加准确的井底钻压，导致实际井底钻压与理想值有偏差。较小的钻压会制约钻头性能的发挥，甚至出现较低的破岩效率；过大的井底钻压则会导致钻头磨损加大、寿命更短。因此过大、过小的钻压对钻井作业都是很不利的。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于井底钻压的自动送钻装置，以实现精确控制井底钻压、基于井底钻压的自动送钻系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于井底钻压的自动送钻装置，包括天车1和位于天车1下部的大钩2，天车1和大钩2之间通过钢丝绳3连接，大钩2下方设置有水龙头13，水龙头13和钻杆7通过方钻杆相连，钻杆7端部设置有钻头9，钢丝绳3一端与位于水平面上的绞车4相连，另一端固定在地面上，绞车4和带电机的差速器19相连，绞车4上设置有位移传感器18；

所述的大钩2上设置有用于监测大钩2压力的大钩载荷传感器14，所述的固定在地面上的钢丝绳3上安装有死绳传感器11；

大钩载荷传感器14、死绳传感器11和位移传感器18将检测到的信息传递给信号放大器15，信号放大器15与信号采集器17相连，司钻偏房计算机6接受信号并进行信号处理；

司钻偏房计算机6用带电机的差速器19控制调节绞车4转速。

所述的绞车4上安装有刹车5。

所述的钻杆7通过接头8相连且在钻杆7上设置有扶正器10。

所述的信号采集器17通过设备电子钻井记录仪EDR16采集钻井参数及井眼轨迹参数。

一种基于井底钻压的自动送钻装置的控制方法，包括以下步骤：

(1)数据采集：通过信号采集器17和电子钻井记录仪EDR16采集钻井参数及井眼轨迹参数，如钻压、转速、井深、钻头位置、泥浆密度、井斜角、井偏角、方位角等，为精确恒井底钻压自动送钻采集相关数据，为后面计算摩擦因数和地面钻压提供相关参数，为高效、安全钻井提供参照；

(2)给定井底钻压目标：将钻头9的生产厂家推荐钻压值确定为可以发挥钻头性能的井底钻压值；