[发明专利]深水钻井数据测量与记录系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及深水钻井应用技术领域，尤其涉及一种深水钻井数据测量与记录系统及方法。

背景技术

2010年4月，在美国墨西哥湾，BP石油公司租用的“深水地平线”钻井平台井喷爆炸着火，事故造成17人重伤、11人死亡，造成墨西哥湾及沿岸地区严重污染。事故发生之后，由于钻井平台发生爆炸倾覆，现场数据毁坏程度很大，无法及时、准确分析事故原因。另外原油从海底井口不断喷出，井口无计量装置，因而无法对原油泄漏量进行准确估算，这给后期救援、环境污染评估及污染物处理带来很多麻烦。

即使在一个正常钻进的钻井周期内，由于现有井下随钻测量数据传输方式大多采用泥浆脉冲方式，传输速度相当低，使得井下流体流动参数数据获取率极低。虽然钻井平台隔水管出口处可实现高速数据采集，但是由于深水钻井条件下，泥线深度处压力较大，流体流动特征参数与平台出口处有较大差别，尤其发生恶性事故以后，平台数据采集系统处于瘫痪状态，监测数据获取率接近零。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种改进的深水钻井数据测量与记录系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种深水钻井数据测量与记录系统，包括安装在钻井井口处的测量发射装置和安装于可下潜至井口附近的载体上的、具有防爆外壳的接收装置，测量发射装置包括一壳体，壳体中设置有：

采集并处理流经井口处环形空间中的泥浆或油气的速度及含气率的信息，以得到测量数据的检测装置

与检测装置相连接、用于存储测量数据的记录装置；

与记录装置相连接、用于与接收装置通信并将记录装置中的测量数据发送至接收装置的回传装置；

分别与检测装置、记录装置、回传装置相连接，且用于实时监测测量数据、判断测量数据是否超出阈值、并在测量数据超出阈值时控制检测装置加快信息采集频率、控制记录装置强制保存测量数据、并发出指令控制回传装置向接收装置发送测量数据的控制装置。

本发明的深水钻井数据测量与记录系统，检测装置包括：

用于检测泥浆或油气的速度及含气率的信息并输出测量信号的检测探头；

与检测探头相连接、用于处理测量数据的数据分析电路；以及

用于将测量数据模数转换为测量数据、并将测量数据发送至记录装置和控制装置的模数转换电路。

本发明的深水钻井数据测量与记录系统，检测探头为多普勒发射接收探头。

本发明的深水钻井数据测量与记录系统，记录装置包括：

用于存储测量数据的数据存储模块；

用于对数据存储模块存储的测量数据做时间标记的时钟发生模块；以及

与检测装置及回传装置分别相连接、用于与检测装置及回传装置进行数据通信的数据存取接口。

本发明的深水钻井数据测量与记录系统，回传装置包括：

根据控制装置的指令开启、用于向接收装置发送引导信号并引导接收装置向测量发射装置靠近的定位信号发射电路；

根据控制装置的指令开启、用于在测量发射装置与记录装置之间建立高速数据传输通道的通道建立电路；

在接收装置与测量发射装置的距离小于20米时与接收装置握手、将记录装置内的测量数据向接收装置传输的数据回传请求电路。

本发明的深水钻井数据测量与记录系统，接收装置包括：

接收定位信号发射电路的引导信号并控制载体带动接收装置靠近测量发射装置的引导控制电路；

在接收装置与测量发射装置的距离小于20米时与数据回传请求电路握手、接收测量数据的数据接收请求电路；以及

用于存储测量数据的数据存储单元。

本发明的深水钻井数据测量与记录系统，还包括用于向测量发射装置内各装置供电的供电装置，供电装置包括主电池组和备用电池组。

还提供一种深水钻井数据测量与记录方法，利用权利要求至中任一项的深水钻井数据测量与记录系统进行如下步骤：

S1：控制装置实时监测检测装置检测到的测量数据；

S2：控制装置判断测量数据是否超过阈值，当未超过阈值时，继续执行步骤S1，当测量数据超出阈值时，执行步骤S3；

S3：控制装置控制检测装置加快测量数据采集频率，控制记录装置强制保存测量数据，并向回传装置发送指令，使回传装置与接收装置通信并进行测量数据传输。

本发明的深水钻井数据测量与记录方法，步骤S3中，在回传装置向接收装置测量数据传输完毕后，回传装置向接收装置发送成功信号，接收装置控制载体返回水面或地面。