[发明专利]自动滑动钻井控制装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种自动滑动钻井控制装置，属石油钻井工具设计技术领域。

背景技术：

旋转导向钻井技术和马达/随钻测量技术是定向钻井中的常用工具，由于旋转导向工具所需的高费用以及对井眼尺寸的要求，所以，在经济上并不具备可行性；而马达/随钻测量系统包括一个井下马达和一个马达弯曲壳体，在滑动钻井过程中钻柱不旋转,而是沿井壁的轴向滑动，通过弯曲壳体节来进行井眼轨迹的定位，因而，在钻井过程中存在井眼净化效率很低、管柱前进时摩阻大、导向马达易失速等问题，从而导致导向马达滑动钻井的机械钻速远低于旋转钻进，远不能满足石油钻井现场的实际需求。

因此，研究新的地面自动控制装置来解决导向马达所存在的问题具有十分重要的现实意义。

发明内容：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种自动滑动钻井控制装置，使钻具钻进时钻头不离开井底，能够进行工具面的修正和快速精确定向，滑动与旋转钻进的转换迅速，增加了水平段的钻进能力，具有提高机械钻速、提高井眼轨迹质量、延长井下马达寿命的特点。

本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的。

本发明自动滑动钻井控制装置由导向工具面角度传感器、扭矩传感器、钻液压力传感器、可编程处理器、用户输入设备、视频输出显示器、钻柱旋转控制器组成；所述的导向工具面角度传感器安装在井底钻具组合中，导向工具面角度传感器利用泥浆脉冲遥测技术发送信号到地面的接收器中，由地面接收器输出一个导向工具面角度信号传送到可编程处理器中进行处理；导向工具面角度信号以每20秒一次的速率而产生；所述的扭矩传感器安装在顶部工具接头中，由扭矩传感器产生提供的电子信号传送到可编程处理器中进行处理；扭矩传感器产生提供的电子信号被电子采样传送，首选采样率为每秒5次；所述的钻液压力传感器安装在泥浆泵注入钻井液的一端，钻液压力传感器用来测量钻柱内钻井液的压力；所述的可编程处理器安装在地面司钻操控室；可编程处理器接收来自导向工具面角度传感器、扭矩传感器和钻液压力传感器的输出信号，并由可编程处理器进行处理；可编程处理器还接收和处理用户输入设备输入的控制指令，并将接收信息和处理结果在视频输出显示器上进行显示；可编程处理器将接收的信息处理后，将控制指令输出到钻柱旋转控制器，对钻柱旋转控制器进行控制；所述的用户输入设备安装在地面司钻操控室，用户可以输入相关的控制指令到可编程处理器；用户输入设备包括键盘、触摸屏、鼠标、光笔；所述的视频输出显示器安装在地面司钻操控室，在视频输出显示器上显示出可编程处理器接收到的信息参数，为自动滑动钻井控制装置提供一个图形用户界面，司钻可以通过视频输出显示器对自动滑动钻井控制过程进行详细监控；所述的钻柱旋转控制器安装在顶驱中，钻柱旋转控制器用来操作和控制顶驱，对钻柱进行旋转、摇摆、冲撞的操作控制。

本发明与现有技术相比，在钻具钻进时钻头不离开井底，能够进行工具面的修正和快速精确定向，滑动与旋转钻进的转换迅速，增加了水平段的钻进能力，自动化处理减小了定向司钻的作业压力，具有提高机械钻速、提高井眼轨迹质量、延长井下马达寿命的特点。

附图说明:

图1为本发明自动滑动钻井控制装置的总体结构示意图。

图2为本发明的定向钻井的整体系统结构示意图。

在图中:1.导向工具面角度传感器、2.扭矩传感器、3.钻液压力传感器、4.可编程处理器、5.用户输入设备、6.视屏输出显示器、7.钻柱旋转控制器、8.顶驱、9.顶部工具接头、10.水龙带、11.泥浆泵、12.钻柱、13.井底钻具组合、14.可导向钻井马达。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。