本申請涉及鉆井

技術領域：

，尤其涉及一種井深測量系統(tǒng)及方法。

背景技術：

：在鉆井施工中過程中，施工人員需要實時了解井深的變換情況，因此，需要在鉆井的過程中實時對井深進行測量。。目前，井深主要是由現(xiàn)場錄井隊工作人員通過在鉆井井架鉆臺絞車軸承上加裝絞車轉速儀，通過測量絞車轉動計算絞車上鋼絲繩上提下放長度，在錄井軟件中人工對應預先丈量好的標號鉆桿，每使用一根鉆桿人工在軟件添加一根鉆桿的長度數(shù)據(jù)，并使用所有鉆桿的累計長度加上鉆進時鋼絲繩下放長度，計算得出目前井深。上述井深計算因為需要人工確認鉆桿編號添加單個鉆桿長度，而且鋼絲繩下放可能包含其他工況不一定是井深增加下放，所以這種方式復雜且容易誤算由此可見，上述井深計算方法不不僅測量效率低，而且計算精度差。技術實現(xiàn)要素：本申請實施例提供了一種井深測量系統(tǒng)及方法，以解決目前井深測量效率低、精度差的問題。第一方面，本實施例提供一種井深測量系統(tǒng)，包括：第一傳感器，用于統(tǒng)計井架上至地面以下井底已負載鉆桿的數(shù)量；第二傳感器，用于實時監(jiān)測井架的大鉤至鉆臺面的距離；數(shù)據(jù)采集轉換模塊，與所述第一傳感器和所述第二傳感器通信，用于將所述已負載鉆桿的數(shù)量和當前時刻大鉤至鉆臺面的距離，發(fā)送至計算機；所述計算機，被配置為：根據(jù)已負載鉆桿的數(shù)量在預設的鉆桿信息列表中查詢每一個已負載鉆桿的長度，并將每一個已負載鉆桿的長度相加，獲得鉆桿總長度；其中，所述鉆桿信息列表包括鉆桿的安裝次序和長度的對應關系；使用所述鉆桿總長度減去當前時刻大鉤至鉆臺面的距離和鉆臺面到地面的距離，獲得當前時刻的井深。在第一方面的第一種實現(xiàn)方式中，所述計算機還被配置為，根據(jù)井深測量時間和井深的對應關系，生成井深數(shù)據(jù)報表。在第一方面的第二種實現(xiàn)方式中，所述第一傳感器，還用于以4-20ma模擬量將至地面以下井底已負載鉆桿的數(shù)量發(fā)送至所述數(shù)據(jù)采集轉換模塊；所述第二傳感器，還用于以4-20ma模擬量將大鉤至鉆臺面的距離發(fā)送至所述數(shù)據(jù)采集轉換模塊。在第一方面的第三種實現(xiàn)方式中，所述第一傳感器為防爆光柵編碼傳感器；所述第二傳感器為防爆激光傳感器。在第一方面的第四種實現(xiàn)方式中，所述采集轉換模塊，還用于采集所述第一傳感器和所述第二傳感器傳入的模擬量數(shù)據(jù)，并將所述模擬量數(shù)據(jù)以太網(wǎng)數(shù)字量信號輸出，通過modbustcp通信協(xié)議傳輸至所述計算機。第二方面，本實施例提供一種井深測量方法，包括：統(tǒng)計井架上至地面以下井底已負載鉆桿的數(shù)量；實時監(jiān)測井架的大鉤至鉆臺面的距離；根據(jù)已負載鉆桿的數(shù)量在預設的鉆桿信息列表中查詢每一個已負載鉆桿的長度，并將每一個已負載鉆桿的長度相加，獲得鉆桿總長度，其中，所述鉆桿信息列表包括鉆桿的安裝次序和長度的對應關系；使用所述鉆桿總長度減去當前時刻大鉤至鉆臺面的距離和鉆臺面到地面的距離，獲得當前時刻的井深。在第二方面的第一種實現(xiàn)方式中，所述方法還包括：根據(jù)井深測量時間和井深的對應關系，生成井深數(shù)據(jù)報表。本申請實施例所能達到的有益效果：本實施例提供的井深測量系統(tǒng)及方法，能夠實時測量已負載鉆桿的數(shù)據(jù)和大鉤到臺面的距離，并結合預設的鉆桿信息列表和鉆臺面到地面的距離，實時并準確計算井深，無需人工輔助操作，計算效率高、精度高。附圖說明為了更清楚地說明本申請的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本申請實施例提供的井架的結構示意圖；圖2為本申請實施例提供的井深測量系統(tǒng)的結構示意圖。具體實施方式下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。目前，如圖1所示，國內油田鉆井中所用各型號井架通常都包括井架架體、鉆臺面、大鉤、鉆桿和小鼠洞。鉆臺面設置在井架的中間部位，距離地面2-3m的位置。鉆臺面上方的井架頂部懸用定滑輪掛著大鉤，大鉤位于鉆臺面上方，并且大鉤下方方鉆桿豎直連接多根不斷加長向地下延伸的鉆桿。該鉆臺面的下方設置臨時存放待連接單一鉆桿的豎直管段叫一個小鼠洞，并且小鼠洞與鉆臺面上方連通。在一個示例中，小鼠洞的長度可以為9.6m。在鉆井過程中，鉆桿在電機的帶動下不斷鉆入地面，形成鉆井過程。在鉆井機向下鉆進的過程中，新連接的鉆桿隨著井深延伸不斷被豎直向下送入地下，大鉤也在與井下鉆桿連接的情況下，不斷地靠近鉆臺面垂直向下運動。當鉆桿長度不夠時，需要根據(jù)鉆井井深需求，依次將需要連接的鉆桿提前吊入位于鉆臺上的小鼠洞中，以便在鉆臺上將方鉆桿與井下連接的鉆桿卸開后與小鼠洞內的鉆桿進行上扣連接。當鉆桿連接好之后，再將鉆桿從小鼠洞中提出，與卡在鉆臺面上的井下鉆桿連串的最上端連接，連接好后放入井架下方井眼內開始向下持續(xù)鉆進。為了解決目前井深測量效率低、精度差的問題，本實施例提供一種應用于上述井架的井深測量系統(tǒng)，以高效、高精度地測量鉆井的深度。需要說明的是，本申請中使用的術語“模塊”，是指任何已知或后來開發(fā)的硬件、軟件、固件、人工智能、模糊邏輯或硬件或/和軟件代碼的組合，能夠執(zhí)行與該元件相關的功能。請參閱圖2，本實施例提供的一種井深測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：防爆光柵編碼傳感器、防爆激光傳感器、數(shù)據(jù)采集轉換模塊和計算機。防爆光柵編碼傳感器，安裝在小鼠洞內，用于監(jiān)測小鼠洞內累計放入鉆桿的數(shù)量，該數(shù)量即為井架上至地面以下井底已負載鉆桿的數(shù)量。每當按鉆桿吊入小鼠洞時，防爆光柵編碼傳感器開始計數(shù)。防爆光柵編碼傳感器在更新監(jiān)測數(shù)據(jù)之后，以4-20ma模擬量將檢測到的已負載鉆桿的數(shù)量發(fā)送至數(shù)據(jù)采集轉換模塊，以便由數(shù)據(jù)采集轉換模塊發(fā)送至計算機。防爆激光傳感器，安裝在井架的大鉤上，用于在鉆井過程中，實時監(jiān)測井架的大鉤至鉆臺面的距離，并以4-20ma模擬量將大鉤至鉆臺面的距離發(fā)送至數(shù)據(jù)采集轉換模塊，以便由數(shù)據(jù)采集轉換模塊發(fā)送至計算機。數(shù)據(jù)采集轉換模塊，與防爆光柵編碼傳感器和防爆激光傳感器通信。數(shù)據(jù)采集轉換模塊用于將接收到的已負載鉆桿的數(shù)量和當前時刻大鉤至鉆臺面的距離的模擬量數(shù)據(jù)，以太網(wǎng)數(shù)字量信號輸出，通過modbustcp通信協(xié)議傳輸至計算機。在一種可能的實現(xiàn)方式中，防爆光柵編碼傳感器和防爆激光傳感器，與數(shù)據(jù)采集轉換模塊有線連接。在另一種可能的實現(xiàn)方式中，防爆光柵編碼傳感器和防爆激光傳感器，與數(shù)據(jù)采集轉換模塊采用無線的方式連接。計算機，被配置為根據(jù)已負載鉆桿的數(shù)量，在鉆桿信息列表中查詢每一個已負載鉆桿的長度，并將每一個已負載鉆桿的長度相加，獲得鉆桿總長度；以及，使用鉆桿總長度減去當前時刻大鉤至鉆臺面的距離和鉆臺面到地面的距離，獲得當前時刻的井深。在本實施例中，計算機可以為筆記本電腦、臺式電腦、智能手機、平板電腦等帶有顯示器的智能電子設備，本實施例對此不進行限制。此外，需要說明的是，由于鉆井的深度通常較深(例如3000m)，因此，在鉆井過程中通常需要用到依次連接的多根鉆桿。這些鉆桿在安裝的過程中，必須按照特定的順序連接，才能保證鉆井過程的可靠性。所以，在進行鉆井施工之前，施工人員需要對即將使用到的各個鉆桿的長度進行測量，并根據(jù)各個鉆桿的長度和鉆桿的安裝次序，生成一個鉆桿信息列表，并將該鉆桿信息列表錄入計算機中。在本實施例中，以表1示例性示出的鉆桿信息列表為例，計算當鉆臺面距離地面的距離為3m、至地面以下井底已負載鉆桿的數(shù)量為5、大鉤至鉆臺面的距離為5.5m時的井深。具體地，井深h＝(9.75+9.65+9.70+9.69+9.72+9.78)－3－5.5＝40.07m。在表1中，編號表示鉆桿的安裝次序。例如，編號1表示該鉆桿第一個安裝，編號5表示該鉆桿第5個安裝。表1鉆桿信息列表編號長度/m19.7529.6539.7049.6959.7869.7679.8189.7499.72……509.69此外，在本實施例中，計算機還被配置為根據(jù)井深測量時間和井深的對應關系，生成井深數(shù)據(jù)報表，以形象地展示井深隨著時間的變化關系。綜上所述，本實施例提供的井深測量系統(tǒng)，能夠實時測量已負載鉆桿的數(shù)據(jù)和大鉤到臺面的距離，并結合預設的鉆桿信息列表和鉆臺面到地面的距離，實時并準確計算井深，無需人工輔助操作，計算效率高、精度高。此外，本實施例提供的井深測量系統(tǒng)還能夠達到以下有益效果：(1)通過現(xiàn)場傳感器及數(shù)據(jù)處理軟件，計算出精確井深，實時井深數(shù)據(jù)精度達到厘米級，遠高于人工計算。(2)排除采集、計算過程中人工操作，杜絕人為失誤造成井深誤算。(3)現(xiàn)場傳感器硬件滿足油田防爆要求，無施工安全隱患。(4)設備安裝簡單，造價成本低。需要說明的是，術語“第一”、“第二”、“第三”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當情況下可以互換，例如能夠根據(jù)本申請實施例圖示或描述中給出那些以外的順序實施。術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。以上所述僅是本申請的具體實施方式，使本領域技術人員能夠理解或實現(xiàn)本申請。對這些實施例的多種修改對本領域的技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本申請的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本申請將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。應當理解的是，本申請并不局限于上面已經(jīng)描述的內容，并且可以在不脫離其范圍進行各種修改和改變。本申請的范圍僅由所附的權利要求來限制。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp

總結

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