随钻近钻头环井周位置信息测量方法及相关装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种随钻近钻头环井周位置信息测量方法及相关装置，其中方法包括：利用捷联安装于近钻头位置的磁通门传感器测量得到旋转仪器的磁工具面角；利用随钻测井系统测量得到的井斜角以及马达弯角，得到所述磁工具面角与重力工具面角之间的角差；利用所述角差对所述磁工具面角进行补偿，得到所述旋转仪器在连续旋转条件下的重力工具面角。本发明专利技术不采用加速度计，将对重力工具面角的测量转化为对磁工具面角的测量，通过磁通门传感器测量得到磁工具面角，以及，利用随钻测井系统测量得到磁工具面角与重力工具面角之间的角差对所述磁工具面角进行补偿得到重力工具面角，提高了随钻近钻头环井周位置信息测量的精确度和稳定性。定性。定性。

【技术实现步骤摘要】
随钻近钻头环井周位置信息测量方法及相关装置


[0001]本专利技术涉及海上和陆地钻井
，具体涉及一种随钻近钻头环井周位置信息测量方法及装置、计算设备及计算机存储介质。

技术介绍

[0002]随钻近钻头测量的关键问题是提供井斜和环井周动态重力工具面位置信息，现有技术一般采用重力加速度计来测量，然而采用重力加速度计进行测量会带来以下两个问题：
[0003]一是重力加速度计对震动很敏感，加速度计本身如果出现运动，其加速度值(可以为正数、负数或零)就会被测量出来。对于重力加速度来说，加速度计处于静止状态的时候，针对重力测量的结果最精确。在作业的过程中，钻头处于破岩状态，与岩石之间的撞击(如牙轮砖头)、切削(如PDC钻头)作用，都会产生剧烈的震动，震动作用于加速度计，带来加速度计的无规则运动，会直接影响测量结果，无法准确测出当前加速度计对于重力的加速度值。
[0004]二是重力加速度计对旋转敏感。复合钻进就是旋转钻井方式，利用转盘或者顶驱带动整个钻具旋转。在钻具旋转的过程中，会产生离心力，离心力作用在重力加速度计上，会产生一个与转速有一定函数关系的分量，直接影响测量结果。离心力对三轴重力加速度计的X轴和Y轴影响比较大，虽然可以通过多次实验和检验得到一定内径钻铤上的加速度计在不同转速下测量的离心力分量，在计算过程中把该分量消除掉得到修正后的测量值，用该测量值来计算工具面。但该方式仅在理论上是可行的，实际上却难以实施，因为在钻井过程中，钻头在破岩、钻具和地层之间有摩擦，复杂的影响因素导致钻具的旋转并不是理想的匀速状态，给修正算法带来很大的难度。事实上，X轴和Y轴除了受到离心力影响，还受到不规则的钻具震动影响，所以使用旋转修正算法很难达到预期效果。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述随钻近钻头环井周位置信息测量精确度和稳定性较低的问题的随钻近钻头环井周位置信息测量方法及装置、计算设备及计算机存储介质。
[0006]根据本专利技术的一个方面，提供了一种随钻近钻头环井周位置信息测量方法，包括：
[0007]利用捷联安装于近钻头位置的磁通门传感器测量得到旋转仪器的磁工具面角；
[0008]利用随钻测井系统测量得到的井斜角以及马达弯角，得到所述磁工具面角与重力工具面角之间的角差；
[0009]利用所述角差对所述磁工具面角进行补偿，得到所述旋转仪器在连续旋转条件下的重力工具面角。
[0010]在一种可选的方式中，所述利用捷联安装于近钻头位置的磁通门传感器测量得到旋转仪器的磁工具面角进一步包括：
[0011]利用所述磁通门传感器对地磁场矢量在所述旋转仪器径向横截面上的x轴和y轴的分量进行测量和滤波处理，得到所述Hx测量值和Hy测量值；
[0012]根据所述Hx测量值和Hy测量值得到所述旋转仪器的瞬时磁工具面角。
[0013]在一种可选的方式中，所述利用所述随钻测井系统测量得到的井斜角以及马达弯角，得到所述磁工具面角与重力工具面角之间的角差进一步包括：
[0014]利用随钻测井系统测量得到的井斜角、工具面角以及马达弯角对所述井斜角进行井斜校正，得到校正井斜角；
[0015]根据所述校正井斜角、所述井斜角以及所述马达弯角，得到所述磁工具面角与重力工具面角之间的角差。
[0016]在一种可选的方式中，所述利用随钻测井系统测量得到的井斜角、工具面角以及马达弯角对所述井斜角进行井斜校正，得到校正井斜角的具体公式为：
[0017][0018]其中，θ为校正井斜角；α为随钻测井系统测量得到的井斜角；φ为随钻测井系统测量得到的工具面角；β为马达弯角，即马达轴线和随钻测井系统轴线之间的夹角。
[0019]在一种可选的方式中，所述根据所述校正井斜角、所述井斜角以及所述马达弯角，得到所述磁工具面角与重力工具面角之间的角差的具体公式为：
[0020][0021]其中，GM为角差；θ为校正井斜角；α为随钻测井系统测量得到的井斜角；β为马达弯角，即马达轴线和随钻测井系统轴线之间的夹角。
[0022]在一种可选的方式中，在所述利用所述角差对所述磁工具面角进行补偿，得到所述旋转仪器在连续旋转条件下的重力工具面角之后，所述方法还包括：
[0023]将瞬时的重力工具面角作为环井周位置信息和时间戳信息进行匹配并存储到内部存储器。
[0024]在一种可选的方式中，所述磁通门传感器仅为一个双轴磁通门传感器。
[0025]根据本专利技术的另一方面，提供了一种随钻近钻头环井周位置信息测量装置，包括：
[0026]磁通门传感器，捷联安装于近钻头位置，用于测量得到旋转仪器的磁工具面角；
[0027]处理器，用于利用所述随钻测井系统测量得到的井斜角以及马达弯角，得到所述磁工具面角与重力工具面角之间的角差；利用所述角差对所述磁工具面角进行补偿，得到所述旋转仪器在连续旋转条件下的重力工具面角。
[0028]根据本专利技术的又一方面，提供了一种计算设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；
[0029]所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行上述随钻近钻头环井周位置信息测量方法对应的操作。
[0030]根据本专利技术的再一方面，提供了一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有至
少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行如上述随钻近钻头环井周位置信息测量方法对应的操作。
[0031]根据本专利技术提供的方案，利用捷联安装于近钻头位置的磁通门传感器测量得到旋转仪器的磁工具面角；利用所述随钻测井系统测量得到的井斜角以及马达弯角，得到所述磁工具面角与重力工具面角之间的角差；利用所述角差对所述磁工具面角进行补偿，得到所述旋转仪器在连续旋转条件下的重力工具面角。本专利技术不采用加速度计，将对重力工具面角的测量转化为对磁工具面角的测量，通过磁通门传感器测量得到磁工具面角，以及，利用随钻测井系统测量得到磁工具面角与重力工具面角之间的角差对所述磁工具面角进行补偿得到重力工具面角，提高了随钻近钻头环井周位置信息测量的精确度和稳定性。
[0032]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
附图说明
[0033]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0034]图1示出了本专利技术实施例的随钻近钻头环井周位置信息测量方法的流程示意图；
[0035]图2示出了本专利技术另一个实施例的随钻近钻头环井周位置信息测量方法的流程示意图；
[0036]图3示出了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种随钻近钻头环井周位置信息测量方法，其特征在于，包括：利用捷联安装于近钻头位置的磁通门传感器测量得到旋转仪器的磁工具面角；利用随钻测井系统测量得到的井斜角以及马达弯角，得到所述磁工具面角与重力工具面角之间的角差；利用所述角差对所述磁工具面角进行补偿，得到所述旋转仪器在连续旋转条件下的重力工具面角。2.根据权利要求1所述的随钻近钻头环井周位置信息测量方法，其特征在于，所述利用捷联安装于近钻头位置的磁通门传感器测量得到旋转仪器的磁工具面角进一步包括：利用所述磁通门传感器对地磁场矢量在所述旋转仪器径向横截面上的x轴和y轴的分量进行测量和滤波处理，得到所述Hx测量值和Hy测量值；根据所述Hx测量值和Hy测量值得到所述旋转仪器的瞬时磁工具面角。3.根据权利要求1所述的随钻近钻头环井周位置信息测量方法，其特征在于，所述利用随钻测井系统测量得到的井斜角以及马达弯角，得到所述磁工具面角与重力工具面角之间的角差进一步包括：利用随钻测井系统测量得到的井斜角、工具面角以及马达弯角对所述井斜角进行井斜校正，得到校正井斜角；根据所述校正井斜角、所述井斜角以及所述马达弯角，得到所述磁工具面角与重力工具面角之间的角差。4.根据权利要求3所述的随钻近钻头环井周位置信息测量方法，其特征在于，所述利用随钻测井系统测量得到的井斜角、工具面角以及马达弯角对所述井斜角进行井斜校正，得到校正井斜角的具体公式为：其中，θ为校正井斜角；α为随钻测井系统测量得到的井斜角；φ为随钻测井系统测量得到的工具面角；β为马达弯角，即马达轴线和随钻测井系统轴线之间的夹角。5.根据权利要求4所述的随钻近钻头环井周位置信息测量方法，其特征在于，所述根据所述校正井斜角、所述井斜角以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜天杰，卢华涛，李辉，刘蕾，王清华，菅光霄，
申请(专利权)人：中海油田服务股份有限公司，
类型：发明
国别省市：