[发明专利]井下摩阻和扭矩实时监测分析方法

权利要求书

1.一种井下摩阻和扭矩实时监测分析方法，其特征在于：采用顶驱或转盘大钩载荷、扭矩、井深的实时数据作为井下摩阻和扭矩实时分析的数据依据，按不同摩擦系数和钻井作业工况，分别生成动态井深的预测井口大钩载荷及扭矩曲线；通过实时数据生成大钩载荷与扭矩的实时趋势线，选定井下摩擦系数，以及趋势线与预测井口大钩载荷及扭矩曲线对比图；选取对比图中的摩阻或扭矩异常的动态井深和摩擦系数，分别生成静态井深的钻具受力分析图，井下摩阻及扭矩分布图。

2.根据权利要求1所述的井下摩阻和扭矩实时监测分析方法，其特征在于：所述钻井作业工况包括实时监测工况和实时分析工况，实时监测工况包括起下钻工况及下套管工况，实时分析工况包括旋转钻进，滑动钻进和划眼。

3.根据权利要求2所述的井下摩阻和扭矩实时监测分析方法，其特征在于：所述起下钻工况采用井口测量的上提大钩载荷，下放大钩载荷，离底空转大钩载荷和离底空转扭矩，下套管工况采用井口测量的上提大钩载荷，下放大钩载荷。

4.根据权利要求3所述的井下摩阻和扭矩实时监测分析方法，其特征在于：采用起下钻或下套管工况监测的井口大钩载荷及扭矩对比分析预测井口大钩载荷及扭矩，确定井下摩擦系数，在对比图上标注井下摩阻或扭矩异常点位置，生成钻具受力分析图并标记井下钻具异常点位置。

5.根据权利要求4所述的井下摩阻和扭矩实时监测分析方法，其特征在于：所述实时分析工况采用井口实时监测数据异常的动态井深以及确定的摩擦系数，分别生成钻具受力分析图，井下摩阻及扭矩分布图，在分布图标记井下钻具异常点位置。

6.根据权利要求5所述的井下摩阻和扭矩实时监测分析方法，其特征在于：所述方法中，通过井口测量大钩载荷传感器、顶驱扭矩传感器或转盘扭矩传感器以及井深传感器测量的实时数据，将测量到的模拟信号发送到工控机，再由数据采集模块从工控机中截取实时数据。

7.根据权利要求6所述的井下摩阻和扭矩实时监测分析方法，其特征在于：所述顶驱扭矩传感器或转盘扭矩传感器安装在顶驱或转盘动力电缆位置；大钩载荷传感器安装在死绳固定器上部的钻井大绳位置；井深传感器安装在绞车滚筒轴位置。

8.根据权利要求7所述的井下摩阻和扭矩实时监测分析方法，其特征在于：所述数据采集模块将实时数据发送到终端应用计算机，终端应用计算机上设置有摩阻扭矩实时监测模块、动态井深摩阻和扭矩分析模块以及静态井深摩阻和扭矩分析模块。

9.根据权利要求8所述的井下摩阻和扭矩实时监测分析方法，其特征在于：所述终端应用计算机先通过动态井深摩阻和扭矩分析模块，根据实际钻井参数，按不同摩擦系数及作业工况，计算生成动态井深的预测摩阻和扭矩曲线对比图，然后通过摩阻和扭矩实时监测模块生成实时数据的实时趋势线，选定摩擦系数，以及实时趋势线与预测井口大钩载荷及扭矩曲线的对比图，选取对比图中趋势线与理论预测曲线的异常点对应的动态井深和摩擦系数，最后通过静态井深摩阻和扭矩分析模块，根据当前实际工况，计算分析所选动态井深对应的沿井下钻具的扭矩分布、大钩载荷分布、侧向力分布、屈曲状态、可能的疲劳失效点，生成钻具受力分析图、井下摩阻和扭矩分布图，在分布图标记井下钻具异常点位置。