一种基于固态陀螺的钻井井下测量方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于固态陀螺的钻井井下测量方法和系统，涉及钻井测量领域。该方法包括：对随钻测量模块进行初始化，获得初始化后的随钻测量模块；其中，随钻测量模块包括：固态陀螺传感器和加速度计，通过初始化后的随钻测量模块进行钻井作业，在钻井作业过程中采集钻井测量数据，并对钻井测量数据进行校准和纠误处理，获得处理后的钻井测量数据，将处理后的钻井测量数据通过终端显示，根据终端显示内容对钻井作业进行调整，直至完成钻井作业，通过处理后的钻井测量数据操作运行设备的进行终端控制，操作可控性加强，并且通过校准和纠误对施工操作中设备异常及产生精度误差时进行告警，以便对井下作业进行实时调整，提升测量作业效率。量作业效率。量作业效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于固态陀螺的钻井井下测量方法和系统


[0001]本专利技术涉及钻井测量领域，尤其涉及一种基于固态陀螺的钻井井下测量方法和系统。

技术介绍

[0002]长距离输油气管道建设离不开非开挖穿越技术的支撑，目前我国对生态环境保护的要求越来越严格，在油气管道建设中非开挖穿越技术更是被放到了重中之重。在极端环境下例如附近10米内有铁磁物质干扰(例如临近其他管道、城市穿越等)或穿山、穿海等远距离穿越无法铺设线圈或磁靶等特殊环境作业时，磁导向系统因各种原因受限不能完成施工要求，需高精度随钻陀螺导向系统解决该类技术难题。
[0003]目前的管道穿越陀螺测量方法精度有待提高，第一现有测量作业方法适应能力不足，对井下测量系统操作可控度不够，且测量数据的即时修正能力有待进一步加强；第二，针对固态陀螺的数据处理及综波算法相对简单，与工程上需要的高精度测量数据的需求不匹配。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于固态陀螺的钻井井下测量方法和系统。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0006]一种基于固态陀螺的钻井井下测量方法，包括：
[0007]对随钻测量模块进行初始化，获得初始化后的随钻测量模块；其中，所述随钻测量模块包括：固态陀螺传感器和加速度计；
[0008]通过初始化后的随钻测量模块进行钻井作业；
[0009]在钻井作业过程中采集钻井测量数据，并对所述钻井测量数据进行校准和纠误处理，获得处理后的钻井测量数据；
[0010]将处理后的钻井测量数据通过终端显示，根据终端显示内容对所述钻井作业进行调整，直至完成钻井作业。
[0011]本专利技术的有益效果是：本方案通过处理后的钻井测量数据操作运行设备的进行终端控制，操作可控性加强，并且通过校准和纠误对施工操作中设备异常及产生精度误差时进行告警，以便对井下作业进行实时调整，提升测量作业效率。
[0012]进一步地，所述对随钻测量模块进行初始化，具体包括：
[0013]对随钻测量模块进行陀螺寻北和通讯测试，获得初始化后的随钻测量模块。
[0014]采用上述进一步方案的有益效果是：本方案通过初始化后的随钻测量模块，提升设备运行效率及精度，避免产生测量误差。
[0015]进一步地，所述钻井测量数据包括：钻井的井斜角、方位角和工具面角。
[0016]进一步地，所述校准和纠误处理，具体包括：
[0017]通过卡尔曼滤波和取平均值进行处理。
[0018]采用上述进一步方案的有益效果是：本方案通过采用卡尔曼滤波融合算法和递归算法来精确获取钻头实时的偏差值，并根据测量的偏差值调节钻柱的钻进方向，提高井下测量作业的适用性。
[0019]进一步地，所述完成钻井作业包括：钻头按照预设轨迹钻至预定井深，则完成钻井作业。
[0020]本专利技术解决上述技术问题的另一种技术方案如下：
[0021]一种基于固态陀螺的钻井井下测量系统，包括：初始化模块、钻井作业模块、校准纠错处理模块和作业调整模块；
[0022]所述初始化模块用于对随钻测量模块进行初始化，获得初始化后的随钻测量模块；其中，所述随钻测量模块包括：固态陀螺传感器和加速度计；
[0023]所述钻井作业模块用于通过初始化后的随钻测量模块进行钻井作业；
[0024]所述校准纠错处理模块用于在钻井作业过程中采集钻井测量数据，并对所述钻井测量数据进行校准和纠误处理，获得处理后的钻井测量数据；
[0025]所述作业调整模块用于将处理后的钻井测量数据通过终端显示，根据终端显示内容对所述钻井作业进行调整，直至完成钻井作业。
[0026]本专利技术的有益效果是：本方案通过处理后的钻井测量数据操作运行设备的进行终端控制，操作可控性加强，并且通过校准和纠误对施工操作中设备异常及产生精度误差时进行告警，以便对井下作业进行实时调整，提升测量作业效率。
[0027]进一步地，所述初始化模块具体用于对随钻测量模块进行陀螺寻北和通讯测试，获得初始化后的随钻测量模块。
[0028]采用上述进一步方案的有益效果是：本方案通过初始化后的随钻测量模块，提升设备运行效率及精度，避免产生测量误差。
[0029]进一步地，所述钻井测量数据包括：钻井的井斜角、方位角和工具面角。
[0030]进一步地，所述校准纠错处理模块具体用于通过卡尔曼滤波和取平均值进行处理。
[0031]采用上述进一步方案的有益效果是：本方案通过采用卡尔曼滤波融合算法和递归算法来精确获取钻头实时的偏差值，并根据测量的偏差值调节钻柱的钻进方向，提高井下测量作业的适用性。
[0032]进一步地，所述完成钻井作业包括：钻头按照预设轨迹钻至预定井深，则完成钻井作业。
[0033]本专利技术附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术实践了解到。
附图说明
[0034]图1为本专利技术的实施例提供的一种基于固态陀螺的钻井井下测量方法的流程示意图；
[0035]图2为本专利技术的实施例提供的一种基于固态陀螺的钻井井下测量系统的结构框图。
具体实施方式
[0036]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0037]如图1所示，为本专利技术实施例提供的一种基于固态陀螺的钻井井下测量方法，包括：
[0038]S1，对随钻测量模块进行初始化，获得初始化后的随钻测量模块；其中，所述随钻测量模块包括：固态陀螺传感器和加速度计；在另一实施例中，随钻测量模块可以包括：低功耗、高稳定性的固态陀螺传感器，并由加速度计、陀螺系统、遥传系统、供电系统等。其中，初始化可以包括：陀螺寻北，模块数据通讯测试等。
[0039]S2，通过初始化后的随钻测量模块进行钻井作业；
[0040]S3，在钻井作业过程中采集钻井测量数据，并对所述钻井测量数据进行校准和纠误处理，获得处理后的钻井测量数据；校准和纠误处理可以通过采用卡尔曼滤波融合算法和递归算法来精确获取钻头实时的偏差值，并根据测量的偏差值调节钻柱的钻进方向，提高工程作业效率。
[0041]S4，将处理后的钻井测量数据通过终端显示，根据终端显示内容对所述钻井作业进行调整，直至完成钻井作业。
[0042]需要说明的是，在某一实施例中，S4具体包括：对产生经精度误差数据进行即时纠正和数据传输，由终端感应模块形成感应显示，并由移动操作终端进行各具体操作设备的数据纠正，提升设备运行效率及精度，避免产生测量误差。
[0043]采用卡尔曼滤波融合算法和递归算法获取钻头实时的偏差值，即测量值与井身轨迹值之差即偏差值，并根据测量的偏差值调节钻柱的钻进方向，提高其精确性，例如，发现井下方位角偏差1度，此时旋转钻柱工具面至270度，并向前推进以调整会偏差方向，或者在井下安装电动可调弯螺杆，通过操作人员调节本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于固态陀螺的钻井井下测量方法，其特征在于，包括：对随钻测量模块进行初始化，获得初始化后的随钻测量模块；其中，所述随钻测量模块包括：固态陀螺传感器和加速度计；通过初始化后的随钻测量模块进行钻井作业；在钻井作业过程中采集钻井测量数据，并对所述钻井测量数据进行校准和纠误处理，获得处理后的钻井测量数据；将处理后的钻井测量数据通过终端显示，根据终端显示内容对所述钻井作业进行调整，直至完成钻井作业。2.根据权利要求1所述的一种基于固态陀螺的钻井井下测量方法，其特征在于，所述对随钻测量模块进行初始化，具体包括：对随钻测量模块进行陀螺寻北和通讯测试，获得初始化后的随钻测量模块。3.根据权利要求1或2所述的一种基于固态陀螺的钻井井下测量方法，其特征在于，所述钻井测量数据包括：钻井的井斜角、方位角和工具面角。4.根据权利要求1或2所述的一种基于固态陀螺的钻井井下测量方法，其特征在于，所述校准和纠误处理，具体包括：通过卡尔曼滤波和取平均值进行处理。5.根据权利要求1或2所述的一种基于固态陀螺的钻井井下测量方法，其特征在于，所述完成钻井作业包括：钻头按照预设轨迹钻至预定井深，则完成钻井作业。6.一种基于固态陀螺的钻井井下测量系统，其特征在于，包括：初始化模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹川，张燕萍，刘艳辉，张盼军，罗勇，何坤，杨冀，熊翦，彭嵩，王金宏，
申请(专利权)人：中国石油集团工程技术研究院有限公司中国石油管道局工程有限公司，
类型：发明
国别省市：