一种钻头水平偏移轨迹获取方法技术

本申请实施例公开了一种钻头水平偏移轨迹获取方法。所述方法包括：采集当前钻头的工具面角度，并获取采集工具面角度时的时间；根据当前钻头的工具面角度和采集工具面角度时的时间，确定当前钻头在预设罗盘图中对应的点，所述预设罗盘图包括n个同心圆，以及以同心圆的圆心为端点的参考射线，每个圆代表工具面角度的采集时间，第一连线与参考射线的夹角代表工具面的角度，所述第一连线为预设罗盘图中的点与圆心的连线，n为自然数并且大于等于1。本申请实施例的钻头水平偏移轨迹获取方法，可以直观、准确地反映出钻头的水平偏移轨迹与时间的变化关系。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及石油天然气
，特别涉及。
技术介绍
随着钻井工程井下随钻测井和导向技术的不断发展，随钻测井方法也在不断丰 富。常规的伽马、中子孔隙度、岩性密度、相移电阻率和衰减电阻率等随钻测井方法已经不 能满足钻井工程日益增长的井下要求。随钻方位测井、多探测深度的定量成像测井、近钻头 地质导向测井、旋转导向测井等新型随钻技术不断涌现。多样化的随钻测井及导向技术为 地质工作者提供了丰富的井下信息，该信息可以通过数据传输通道从井下上传至地面。工 作人员根据所述信息，可以得到钻头的水平偏移轨迹，从而不仅可以分析判断在钻地层的 地质情况和工程情况，以适时地调整钻进方向，控制最有利的井眼轨迹；还可以根据工程情 况及时调整钻井参数，有预判地防止各种井下不安全工况的发生，从而保证安全生产。 现有技术中，钻头水平偏移轨迹的获取方法通常如下： 采集钻头的工具面角（Tool Face Angle)，并根据所述工具面角，在传统的罗盘图 上显示坐标点，然后根据罗盘图上的坐标点确定钻头的水平偏移轨迹。 传统的罗盘图一般包括多个半径依次增大的同心圆，以及多条以同心圆的圆心为 中心的辐射状射线。其中，圆圈代表钻头工具面角的采集次序，辐射状射线将圆周进行等间 隔划分，每条射线代表钻头的工具面角。当使用传感器采集到钻头的工具面角后，可以根据 每次采集的次序，以及每次采集的工具面角，在罗盘图上以坐标点的形式显示采集的钻头 摆动位置。采集的钻头工具面角与罗盘图上的坐标点具有一一对应的关系。根据罗盘图上 各个坐标点之间的位置关系，可以由工作人员判断钻头的水平偏移轨迹。 以图1所示的罗盘图为例，该罗盘图包括4个同心圆1、2、3和4。其中，圆圈1、2、 3和4所代表的采集次序依次分别为10、20、30和40，辐射状射线以30 °为间隔将圆周进行 等间隔划分。图1所示的罗盘图上有4个坐标点A、B、C和D。其中，坐标点A所代表的是 第10次采集的钻头摆动位置，该次采集的钻头工具面角为52°。坐标点B所代表的是第 20次采集的钻头摆动位置，该次采集的钻头工具面角为65°。坐标点C所代表的是第30 次采集的钻头摆动位置，该次采集的钻头工具面角为48°。坐标点D所代表的是第30次采 集的钻头摆动位置，该次采集的钻头工具面角为33°。最后根据罗盘图上的坐标点A、B、C 和D，可以确定钻头的水平偏移轨迹。 在实现本申请过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题： 传统罗盘图中显示的坐标点仅反映了采集的先后次序，不能反映每次采集的时间 间隔。另外，传统罗盘图中显示的坐标点只能和圆圈数一致，并且各个坐标点之间是分离 的、无关联的。因此，根据传统的罗盘图中显示的坐标点，不能够直观、准确地判断出钻头的 水平偏移轨迹与时间的变化关系。
技术实现思路
本申请实施例的目的是提供，以直观、准确地反 映出钻头的水平偏移轨迹与时间的变化关系。 为解决上述技术问题，本申请实施例提供是这样 实现的： -种钻头水平偏移轨迹获取方法，包括： 采集当前钻头的工具面角度，并获取采集工具面角度时的时间； 根据当前钻头的工具面角度和采集工具面角度时的时间，确定当前钻头在预设罗 盘图中对应的点，所述预设罗盘图包括η个同心圆，以及以同心圆的圆心为端点的参考射 线，每个圆代表工具面角度的采集时间，第一连线与参考射线的夹角代表工具面的角度，所 述第一连线为预设罗盘图中的点与圆心的连线，η为自然数并且大于等于1。 由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本申请实施例可以根据当前钻头的工 具面角度和采集工具面角度时的时间，确定当前钻头在预设罗盘图中对应的点。在预设的 罗盘图中，每个圆可以代表工具面角度的采集时间。因此，与现有技术相比，本申请实施例 的方法通过预设罗盘图中的点，可以确定钻头位置随时间的变化情况，从而可以直观、准 确地反映出钻头的水平偏移轨迹与时间的变化关系，进而可以及时准确确定井下钻具组合 (ΒΗΑ)的工具面情况，以有效指导钻进，提高钻井效率。【附图说明】 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 图1为根据传统的罗盘图获取钻头水平偏移轨迹的示意图； 图2为本申请实施例钻头水平偏移轨迹获取方法的流程图； 图3为本申请实施例根据预设罗盘图获取钻头水平偏移轨迹的一个示意图； 图4为本申请实施例根据预设罗盘图获取钻头水平偏移轨迹的另一个示意图。【具体实施方式】 为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实 施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通 技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护 的范围。 下面介绍本申请钻头水平偏移轨迹获取方法的一个实施例。如图2所示，该实施 例包括： S201 :采集钻头的工具面角度，并获取采集工具面角度时的时间。 对于定向井，一般采用造斜工具，根据设计轨道的要求，不断地控制钻头前进的方 向，形成实钻井眼轨迹，从而钻达设计预定的目标。工具面通常为造斜工具的中心线与钻头 中心线构成的平面。工具面一般为直角三角形，其中一个直角边为造斜工具的中心线，另一 个直角边为钻头相对于井眼轴线的偏离方向线，即工具面向线。那么，以正北方位线为基 准，工具面向线顺时针转过的角度一般为工具面角度。 在一些实施方式中，可以用磁北方位线代替正北方位线，即，以磁北方位线为基 准，工具面向线顺时针转过的角度一般为工具面角度。 在另一些实施方式中，可以用井底圆平面中的高边方位线代替正北方位线，即，以 高边方位线为基准，工具面向线顺时针转过的角度一般为工具面角度。 在钻井的过程中，钻头的工具面角度是不断变化的。那么，可以使用传感器以预设 时间间隔采集钻头的工具面角度，并获取采集工具面角度时的时间。每采集一次，可以得到 一个采集点。其中，所述预设时间间隔可以根据实际情况灵活设定。 S202 :根据当前钻头的工具面角度和采集工具面角度时的时间，确定当前钻头在 预设罗盘图中对应的点。 所述预设罗盘图可以包括η个同心圆，以及以同心圆的圆心为端点的参考射线。 其中，每个圆可以代表工具面角度的采集时间，第一连线与参考射线的夹角可以代表工具 面的角度，所述第一连线为罗盘图中的点与圆心的连线，η为自然数并且大于等于1。 -般地，对于预设罗盘图中的同心圆，外层圆表不的米集时间晚于内层圆表不的 米集时间。 具体地，在预设罗盘图中，可以以圆心为极点，以参考射线为极轴，以顺时针/逆 时针方向为正方向，建立极坐标系。那么，在该极坐标系中，极轴可以代表采集工具面角度 时的时间，极角可以代表采集的工具面角度。根据所述极坐标系，以及当前钻头的工具面角 度和采集工具面角度时的时间，可以确定当前钻头在预设罗盘图中对应的点。 例如，对于每个采集点，可以获取该采集点的采集时间以及采集的工具面角度，然 后得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻头水平偏移轨迹获取方法，其特征在于，包括：采集当前钻头的工具面角度，并获取采集工具面角度时的时间；根据当前钻头的工具面角度和采集工具面角度时的时间，确定当前钻头在预设罗盘图中对应的点，所述预设罗盘图包括n个同心圆，以及以同心圆的圆心为端点的参考射线，每个圆代表工具面角度的采集时间，第一连线与参考射线的夹角代表工具面的角度，所述第一连线为预设罗盘图中的点与圆心的连线，n为自然数并且大于等于1。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄衍福，胡永建，张春华，史宏江，王天娇，石倩，闫国兴，史肖燕，王海森，张超，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团钻井工程技术研究院，北京石油机械厂，
类型：发明
国别省市：北京;11