[发明专利]一种岩屑床位置及堆积程度的判识方法

权利要求书

1.一种岩屑床位置及堆积程度的判识方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：通过与钻柱或套管连接的短节（5）在井下设置数据处理单元（3）、数据编码单元（2）和至少两个压力检测单元（4），并将压力检测单元（4）在短节（5）上的位置作为测量环空压力的测点；

步骤2：控制各压力检测单元（4）测量各测点处的平均压力值，并将平均压力值发送给数据处理单元（3）；

步骤3：数据处理单元（3）先根据接收到的平均压力值计算相邻两个测点之间的压力差，根据压力差采用结构流沿程水头损失计算公式计算相邻两个测点之间的平均流速，根据平均流速采用流量计算公式计算相邻两个测点之间可供钻井液流动的平均横截面积，根据平均横截面积计算相邻两个测点之间岩屑床的堆积程度系数；再将各测点的平均压力值和岩屑床的堆积程度系数发送给数据编码单元（2）；

步骤4：数据编码单元（2）对接收到的数据进行编码，并采用泥浆脉冲或电磁波方式的将编码后的信号发送给地面系统（1）；

步骤5：地面系统（1）对接收到的信号进行滤波解码，还原井下数据，根据还原的井下数据和钻井参数绘制井下环空压力和岩屑堆积程度曲线，根据环空压力和岩屑堆积程度曲线判识出岩屑床的位置及堆积程度。

2.根据权利要求1所述的一种岩屑床位置及堆积程度的判识方法，其特征在于：所述步骤3中岩屑床的堆积程度系数的计算方法为：先根据环空的横截面积和可供钻井液流动的平均横截面积计算出岩屑堆积的平均面积，再根据岩屑堆积的平均面积与环空的横截面积之比求出岩屑床的堆积程度系数。

3.根据权利要求1所述的一种岩屑床位置及堆积程度的判识方法，其特征在于：所述步骤4中的编码方法：对堆积程度系数对应的两个测点之间的井段进行位置编码，并将位置编码作为编码的第一部分；对各测点的平均压力值进行压力编码，并将压力编码作为编码的第二部分；对岩屑床的堆积程度系数进行编号，并将编号作为编码的第三部分；将编码的第一部分、第二部分和第三部分相关联，即得到编码后的信号。

4.根据权利要求1所述的一种岩屑床位置及堆积程度的判识方法，其特征在于：所述的数据处理单元（3）、数据编码单元（2）和各个压力检测单元（4）分别设置在短节（5）上，各短节（5）依次连接，且压力检测单元（4）、数据处理单元（3）和数据编码单元（2）依次位于钻柱或套管下方。

5.根据权利要求4所述的一种岩屑床位置及堆积程度的判识方法，其特征在于：所述压力检测单元（4）包括调理电路（16）及多个压力传感器（15），多个压力传感器（15）呈圆形均匀布置在短节（5）上，用于测量环空压力；调理电路（16）通过盖板（17）密封固定在短节（5）上，用于根据多个压力传感器（15）测量的环空压力计算平均压力值，并发送给数据处理单元（3）。

6.根据权利要求5所述的一种岩屑床位置及堆积程度的判识方法，其特征在于：所述数据处理单元（3）包括中控电路板（11）、微处理器（12）、存储模块（13）和电源模块（14），中控电路板（11）通过密封盖（18）固定在短节（5）上，微处理器（12）、存储模块（13）和电源模块（14）均集成在中控电路板（11）上，电源模块（14）分别为微处理器（12）和压力检测单元（4）供电，微处理器（12）分别与压力检测单元（4）、数据编码单元（2）和存储模块（13）连接；其中，微处理器（12）用于接收各测点的平均压力值，根据平均压力值依次计算相邻两个测点之间的压力差、平均流速、可供钻井液流动的平均横截面积和岩屑床的堆积程度系数，以及将各测点的平均压力值和相邻两个测点之间岩屑床的堆积程度系数发送给数据编码单元（2）；存储模块（13）用于存储平均压力值积和岩屑床的堆积程度系数。

7.根据权利要求6所述的一种岩屑床位置及堆积程度的判识方法，其特征在于：所述数据编码单元（2）包括均密封固定在短节（5）上的编码模块（9）和MWD信号发生模块（10），编码模块（9）用于对经数据处理单元（3）处理后的数据进行编码，MWD信号发生模块（10）用于发送编码后的信号。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种岩屑床位置及堆积程度的判识方法，其特征在于：所述地面系统（1）包括解码处理器（8）、信号接收器（6）和显示器（7），信号接收器（6）用于对编号后的信号进行滤波处理，解码处理器（8）用于对滤波后的信号进行解码并绘制井下环空压力和岩屑堆积程度曲线，显示器（7）用于显示岩屑堆积程度曲线。