[发明专利]一种自动调整工具面定向控制系统和方法

权利要求书

1.一种自动调整工具面定向控制方法，其特征在于，所述自动调整工具面定向控制方法包括如下步骤：

通过控制平台设置目标工具面、允许扇区、目标井深、压差给定、工具面调整转速、摇摆速度、左摇摆扭矩百分数、右摇摆增量、压差与角度关系参数；

启动滑动定向，并采集MWD实际工具面、立管压力及大钩悬重相关参数；

测量基准扭矩，释放扭矩，并摆工具面；

探底后，使能摇摆，获得左右摇摆圈数，进行顺时针或逆时针旋转；

使能定向，根据实际工具面与目标工具面差值，自动进行左、右冲撞，修正冲撞比例，调节工具面，使之趋于目标工具面，在允许扇区内，实现工具面自动保持；

在滑动钻进中，一边钻进，一边定向，保持工具面稳定在目标工具面误差之内，直到当前立柱完成滑动井段或结束滑动钻进。

2.如权利要求1所述的一种自动调整工具面定向控制方法，其特征在于，所述自动调整工具面定向控制方法根据MWD实测工具面与目标工具面的角度差以及反扭矩角偏移，控制平台控制钻井设备的顶驱精确转动，调整工具面到目标方位，控制平台检测工具面偏差进行修正。

3.如权利要求1所述的一种自动调整工具面定向控制方法，其特征在于，所述自动调整工具面定向控制方法将采集的扭矩数据作为反馈量，控制扭矩摇摆圈数，旋转钻具，降低井眼摩阻，输送连续稳定的井底钻压。

4.如权利要求1所述的一种自动调整工具面定向控制方法，其特征在于，所述自动调整工具面定向控制方法采用手动设置或自动测量压差与角度关系，用于调节反扭矩角度、压差变动调节角度量和角度变化调节的压差偏移。

5.如权利要求1所述的一种自动调整工具面定向控制方法，其特征在于，所述控制平台包括HMI、可编程控制器PLC及计算机。

6.一种自动调整工具面定向控制系统，其特征在于，所述自动调整工具面定向控制系统包括：数据采集模块、数据传输模块、数据分析模块及控制平台，其中：

所述数据采集模块包括MWD传感器、钻杆扭矩传感器、立管压力传感器及大钩悬重传感器，所述数据采集模块连接数据传输模块；

所述数据传输模块连接数据分析模块，将数据采集模块获取的MWD工具面、钻杆扭矩、立管压力及悬重数据信息传输至数据分析模块；

所述数据分析模块为可编程控制器PLC，分析传感器数据，输出控制参数，控制顶驱精确转动，调整和保持工具面，所述数据分析模块连接控制平台；

所述控制平台为计算机。

7.如权利要求6所述的一种自动调整工具面定向控制系统，其特征在于，所述数据传输模块包括多组通信电缆，且数据传输与交换采用WITS标准。

8.如权利要求6所述的一种自动调整工具面定向控制系统，其特征在于，所述可编程控制器PLC设置于钻井设备的顶驱上，并通过通信电缆连接计算机。