一种油气田钻探工具功能的智能启动方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种油气田钻探工具功能的智能启动方法及系统，方法包括：现场操作人员将钻探工具根据预置设定的姿态摆放(如水平

【技术实现步骤摘要】
一种油气田钻探工具功能的智能启动方法及系统


[0001]本专利技术涉及油气田钻探
，特别涉及一种油气田钻探工具功能的智能启动方法及系统。

技术介绍

[0002]在钻探工具下井开始工作之前，油气田钻探工具必须对某些功能进行启动的操作，比如钻探工具中的锂电池去钝化、电池连接通电或启动数据采集等。这些操作通常根据预定开钻时间，在工具运送到钻井现场之前在维护服务车间执行。
[0003]然而，钻井作业可能经历从数小时到数周时间的各种延迟，导致钻探工具将错过预定的启动时间，从而需要重新配置工具，这样钻探工具才能够智能启动某些功能。通常，重新配置工具的操作需要拆卸和重新组装工具，若这些操作在钻井平台上进行，需在钻井现场安装专用工具包，由经过培训的操作人员进行工具的重新启动。或者需要将工具运回到维护车间。这些操作必然需要额外的费用、资源和时间，导致工具运行成本增加。此外，这些操作在海上钻井平台被认为是不可行的。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种油气田钻探工具功能的智能启动方法及系统，以解决上述
技术介绍
中提出重新配置工具拆卸和组装工具包的安装、专业操作员的配置、钻井作业自动化和效率低等增加工具运行成本的问题。
[0005]一方面，本专利技术实施例提供了一种油气田钻探工具功能的智能启动方法，包括：
[0006]现场操作人员将钻探工具根据预置设定姿态摆放；
[0007]传感器测量采集钻探工具的当前姿态信号；
[0008]处理器解算当前姿态信号，获得钻探工具的当前姿态序列；
[0009]处理器将钻探工具的当前姿态序列与预置设定的姿态序列进行比较，当确定钻探工具的当前姿态序列与预置设定的姿态序列一致时，处理器启动钻探工具的功能。
[0010]另一方面，本专利技术实施例提供了一种油气田钻探工具功能的智能启动系统，包括：
[0011]测量传感器，安装在钻探工具上，用于测量采集钻探工具的当前姿态信号；
[0012]主控微处理器，用于对当前姿态信号进行解算，获得钻探工具的当前姿态序列，并将当前姿态序列与预置设定的姿态序列进行比较，当姿态序列与预置设定的姿态序列一致时，启动钻探工具的功能；
[0013]数据存储模块，用于存储钻探工具的当前姿态序列、工具启动的相关信息和数据以及对工具回收后数据的读取。
[0014]本专利技术中的一种油气田钻探工具功能的智能启动方法及系统，具有以下优点：
[0015]能够在钻井作业过程中，减少钻探工具拆卸安装包的配置和专业操作人员的配置，提高油气田钻探工具的智能化，明显降低现场钻井作业的难度，保障钻井作业的经济效益。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本专利技术实施例提供的一种油气田钻探工具功能的智能启动方法的流程图；
[0018]图2为本专利技术实施例提供的钻探工具的三轴姿态定义和相互位置关系示意图；
[0019]图3为本专利技术实施例提供的一种油气田钻探工具功能的智能启动系统的组成示意图。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]图1为本专利技术实施例提供的一种油气田钻探工具功能的智能启动方法的流程图。本专利技术实施例提供了一种油气田钻探工具功能的智能启动方法，包括：
[0022]S100、现场操作人员将钻探工具根据预置设定姿态摆放；
[0023]S110、传感器测量采集钻探工具的当前姿态信号；
[0024]S120、处理器解算当前姿态信号，获得钻探工具的当前姿态序列；
[0025]S130、处理器将钻探工具的当前姿态序列与预置设定的姿态序列进行比较，当确定钻探工具的当前姿态序列与预置设定的姿态序列一致时，处理器启动钻探工具的功能。
[0026]示例性地，传统技术中，由电池供电的井下动力学采集工具可以测量并存储钻探工具三轴的加速度、转速和温度等数据，但电池电量和内存容量有限，钻探工具若不进行钻井作业将采集无用的数据和信息，而井下动力学采集工具长时间处于工作状态，导致电池电量损耗过大。因此，有效管理电池电量和内存容量是保证井下动力学采集工具正常工作的必要条件。
[0027]井下动力学采集工具具有实时时钟，可以跟踪时间，当其开始采集并记录数据时，必须通过编程设定预估的时间，该时间与数据采集启动的预估时间相同。完成编程设定操作后，操作员将井下动力学采集工具组装到钻井工具中并运送至钻井现场。但多次的意外情况将导致钻井作业出现几个小时甚至几周的延误。而井下动力学采集工具已被操作员设定的编程唤醒，到达预估数据采集启功时间后，它将记录钻探工具在井场未进行钻井作业的传感器数据。为防止该情况，操作员必须拆卸井下动力学采集工具，重新编程设定数据采集启动时间，继而组装到钻探工具中。这个过程中，拆卸和组装操作使用钻井现场安装的专用工具，并由经过培训的操作员在现场进行拆卸和组装。甚至有可能需要将工具运回维护车间进行此操作，该操作需要额外人员、费用和时间，严重影响钻井作业的效率，进一步加大生产成本。
[0028]采用本专利技术的方法后，在钻井现场，操作人员先根据钻探需要将钻探工具摆放至预置设定的姿态(如水平
‑
垂直
‑
水平)，然后在钻探工具上安装测量传感器，利用测量传感
器采集钻探工具的姿态信号，并通过信号处理电路将噪声信号滤除、放大后，经主控处理器对姿态信号进行解算，得到钻探工具实时的姿态序列。当主控处理器确定钻探工具的实时姿态序列与预定设置的姿态序列一致时，启动钻探工具的某些功能或者执行预编程操作。以上过程避免了在钻井现场对钻井动力学工具的组装和拆卸，并节省了关键资源和时间，提高了钻井作业的生产效率，节约了生产成本。
[0029]在将测量传感器安装到钻探工具上后，传感器的三轴安装方向，如图2中的(a)所示。油气田钻探工具的俯视旋转方向示意图，如图2中的(b)所示。
[0030]在本专利技术的实施例中，主控处理器启动的钻探工具的功能不限于在工具中执行某些控制操作，唤醒系统、启动快速数据采集、为功能电路启动供电、启动电池的去钝化操作、调整工具参数等。
[0031]在一种可能的实施例中，处理器在确定钻探工具的当前姿态序列与预置设定的姿态序列一致后，还确定钻探工具所处每一姿态的维持时间是否达到预定的维持时间，当前姿态序列的维持时间达到预定的维持时间时，启动钻探工具的功能。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油气田钻探工具功能的智能启动方法，其特征在于，包括：现场操作人员将钻探工具根据预置设定姿态摆放；传感器测量采集钻探工具的当前姿态信号；处理器解算所述当前姿态信号，获得钻探工具的当前姿态序列；所述处理器将钻探工具的当前姿态序列与预置设定的姿态序列进行比较，当确定钻探工具的当前姿态序列与所述预置设定的姿态序列一致时，所述处理器启动钻探工具的功能。2.根据权利要求1所述的一种油气田钻探工具功能的智能启动方法，其特征在于，所述处理器在确定钻探工具的当前姿态序列与所述预置设定的姿态序列一致后，还确定钻探工具所处每一姿态的维持时间是否达到预定的维持时间，当所述当前姿态序列的维持时间达到预定的维持时间时，启动所述钻探工具的功能。3.根据权利要求1所述的一种油气田钻探工具功能的智能启动方法，其特征在于，所述传感器测量采集钻探工具的当前姿态信号，包括：在所述钻探工具上安装测量传感器；由所述测量传感器采集所述当前姿态信号。4.根据权利要求1所述的一种油气田钻探工具功能的智能启动方法，其特征在于，所述姿态信号包括：三轴重力加速度、井斜角、工具面角、转速。5.根据权利要求1所述的一种油气田钻探工具功能的智能启动方法，其特征在于，所述处理器启动的钻探工具的功能包括：唤醒系统、启动快速数据采集、为功能电路启动供电、启动电池的去钝化操作、调整工具参数。6.一种油气田钻探工具功能的智能启动系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李飞，赵文轩，程李浩，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：