[发明专利]具有深度测量的井下闭环钻井系统

摘要

公开了一种用于定向钻井的方法、系统和钻井设备。钻头位于在井眼中的钻柱的井下端处。确定了在地面位置与在钻柱的井下端处的钻头之间的井眼的长度，并且获得了钻头的方位角和倾角。井眼的长度可以通过如下来确定：记录从地面位置传播到井下位置的声脉冲的井下位置处的到达时间，并且由此确定传播时间和井眼长度。井下处理器根据确定的长度、方位角和倾角确定了钻头的位置和取向，并且使用钻头的确定的位置和取向来改变转向参数，以获得钻井眼的选择轨迹。

主权项

1.一种钻井眼的系统，其包括：在井下端处具有钻头的钻柱，该钻柱包括声反射体和声阻抗；在地面位置处的声发送器，所述声发送器以周期性的间隔在钻柱中生成声脉冲；地面时钟，该地面时钟将时间提供至所述声发送器以产生所述声脉冲；在所述钻柱的所述井下端处的井下时钟，其配置成记录在地面位置处的所述钻柱中生成的声脉冲的所述井下端处的到达时间；以及井下处理器，其配置成：利用所记录的到达时间但不参考来自地面时钟的生成时间来计算声脉冲的传播时间；使用所计算的传播时间来确定所述钻柱的长度，利用钻柱的已知声阻抗来校正钻柱的长度；使用所校正的长度及所获得的钻头的方位角和倾角来确定所述钻头的位置和取向，以及使用所述钻头的确定的位置和取向来改变所述钻头的转向参数，以获得所述井眼的选择的轨迹。