本发明专利技术涉及一种可控旋转滑动导向钻井信号传输和识别方法及系统。主要由以下步骤构成：步骤一:在地面上，将可控旋转滑动导向钻井工具设置状态0(复合钻井)和状态1(旋转滑动导向钻井)两种状态；步骤二：系统下入前初始化为状态0，并将钻具下入到井底；步骤三：若需旋转滑动导向钻井，顶驱停止旋转，调整弯螺杆的工具面角，停泵30s～60s，状态设置为1，测控系统控制可控旋转滑动导向钻井工具按照目标工具面角进行旋转滑动导向钻井；步骤四：若需要复合钻井，停泵30s～60s，测控系统将状态设置为0(复合钻井)，或者提高转速至转速R>5r/min时，测控系统将状态设置为0。本发明专利技术具有信号容量小，解码成功率高，可靠好；系统结构简单，成本低；效率高等优点。效率高等优点。效率高等优点。
【技术实现步骤摘要】
一种可控旋转滑动导向钻井信号传输和识别方法及系统
[0001]本专利技术涉及石油与天然气钻井工程领域，尤其涉及一种可控旋转滑动导向钻井信号传输和识别方法及系统。
技术介绍
[0002]弯螺杆滑动导向技术成本低，由此我国水平井导向依然以弯螺杆滑动导向为主，例如在2020年，长庆致密油气弯螺杆滑动导向占比超过90％。在弯螺杆滑动导向过程中，钻柱不旋转，钻柱摩阻大极易“托压”，导致钻压不能有效传递，机械钻速通常仅为旋转钻井的1/10～1/5；“托压”导致工具面不易调整和控制，钻井时效降低超过 30％；且极易形成岩屑床，粘附卡钻风险高。
[0003]钻柱旋转是解决滑动钻井“托压”最有效手段之一，中石油川庆研发了钻柱扭摆系统，实现了上部钻柱往复旋转，提速超过30％，但该系统应用井深受限，2000m水平段以上提速有限。基于滑动钻井钻柱旋转范围越大钻井效果越好的事实，业界提出了MWD以上钻柱全旋转，MWD以下钻柱静止的“可控旋转滑动”滑动导向新思路。基于该原理，国内外专利技术了多项类似专利，如：US5458208、US5311952、 CN 2651413Y、CN105525875A、CN201910386427.2、US9109402B1、 CN208040307U、CN109750989A等，这些专利均为纯机械式，没有电子设备，无需信号传输，存在工具面角不可控、误差大等技术难题，未见此类专利进行成果转化的报道。专利CN201710028105.1可实现工具面实时调控，但工具面调控涉及泥浆信号下传技术，采用此技术需要配套地面泥浆脉冲发发射系统和井下解码系统，增加了旋转滑动导向作业成本，不利于旋转滑动导向技术降低钻井成本，可见可控旋转滑动弯螺杆导向钻井技术依然不够成熟，无法应用于生产实践，因此亟待专利技术一种新的成本低、可靠性好的信号传输技术。
技术实现思路
[0004]为了克服现有技术的不足，专利技术了一种可控旋转滑动导向钻井信号传输和识别方法及系统。所述：由以下步骤构成：
[0005]S1:在地面上，将可控旋转滑动导向钻井工具(4)设置状态0和状态1两种状态，其中状态0为复合钻井：顶驱旋转+弯螺杆芯轴旋转，状态1为旋转滑动导向钻井，并将相应程序写入测控系统(7)；
[0006]S2:下井前将可控旋转滑动导向钻井工具(4)初始化为状态0，将钻具下入到井底，顶驱旋转，并驱动钻头(1)进行复合钻井；
[0007]S3:若需要按照目标工具面角β进行旋转滑动导向钻井，则顶驱停止旋转，地面接收MWD(3)测得的实时工具面角α，调整弯螺杆(2)工具面角，当∣β
‑
α∣＜Δγ时，工具面角调整完成；停泵30s～60s，测控系统(7)识别到停泵30s～60s的有效信号，将可控旋转滑动导向钻井工具(4)状态设置为1，测控系统(7)控制电磁阀组按照目标工具面角β控制可控旋转滑动导向钻井工具(4)隔离上部旋转和下部扭矩，并控制弯螺杆(2)按照目标工具面角β
±
Δγ进行旋转滑动导向钻井；
[0008]S4:若需要复合钻井，停泵30s～60s，测控系统(7)识别到停泵 30s～60s的有效信号，将可控旋转滑动导向钻井工具(4)状态设置为 0(复合钻井)。
[0009]所述：停泵信号由管内压力传感器(11)测得的管内压力P1和管外压力传感器(10)测得的管外压力P2的压力差ΔP进行识别。
[0010]所述：S3中，弯螺杆(2)按照目标工具面角β
±
Δγ进行旋转滑动导向钻井由以下步骤构成：
[0011]S31:测控系统(7)实时测量管内压力传感器(11)测得的管内压力 P1和管外压力传感器(10)测得的管外压力P2的压力差ΔP；
[0012]S32:当压力差ΔP<0.5～1MPa时，存储初始时间t0；
[0013]S33:当压力差ΔP<0.5～1MPa持续30s时，按照1～10Hz的频率，存储工具面角测量仪(12)测得的弯螺杆工具面角δ；
[0014]S34:当压力差ΔP<0.5～1MPa持续的时间t＝30s～60s时，对存储的弯螺杆工具面角δ进行滤波，取平均，得到弯螺杆工具面角δ1；
[0015]S35:控旋转滑动导向钻井工具(4)转为状态1；
[0016]S36:弯螺杆(2)按照目标工具面角δ1
±
Δγ进行旋转滑动导向钻井。
[0017]所述：S1中状态0和状态1为互为相反的状态，即：可控旋转滑动导向钻井工具(4)始终为状态0或状态1；当可控旋转滑动导向钻井工具(4)为状态0时，测控系统(7)当识别到30s～60s的有效信号时，可控旋转滑动导向钻井工具(4)变为状态1；当可控旋转滑动导向钻井工具(4)为状态1时，测控系统(7)当识别到30s～60s的有效信号时，可控旋转滑动导向钻井工具(4)变为状态0。
[0018]所述：测控系统(7)利用工具面测量仪(12)实时测量MWD(3)和弯螺杆(2)的转速R，当转速R>5r/min时，测控系统(7)将可控旋转滑动导向钻井工具(4)的状态设置为0，可避免从滑动导向钻井状态向复合钻井状态转换的停泵工艺，减小非钻井作业时间，提高钻井时效。
[0019]本专利技术与现有技术相比，具有的优点有：
[0020](1)信号容量小，解码成功率高，可靠好。本专利技术只有“0”和“1”两个信号，且信号交替实施，信号容量非常小，井底测控系统极易识别和解码，可靠性极高。
[0021](2)系统结构简单，成本低。本专利技术下传信号不需要泥浆脉冲发射系统和井底复杂的泥浆脉冲解码系统，软硬件系统简单，成本低。
[0022](3)效率高，发信号辅助作业时间短。本专利技术仅需停泵30～60s 或提高转速即可实现信号传输，耗时短，效率极高。
附图说明
[0023]图1为可控旋转滑动导向钻井信号传输和识别方法原理图；
[0024]图2为可控旋转滑动导向钻井信号识别方法；
[0025]图3为可控旋转滑动导向钻井泥浆脉冲控制信号；
[0026]图4为可控旋转滑动导向钻井泥浆脉冲和旋转联合制信号；
[0027]图5为可控旋转滑动导向钻井系统原理图。
[0028]图中：1
‑
钻头，2
‑
弯螺杆，3
‑
MWD，4
‑
可控旋转滑动导向钻井工具，5
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钻杆，6
‑
电磁阀组，7
‑
测控系统，8
‑
管外压力传感器，9
‑
管内压力传感器，10
‑
工具面角测量仪。
具体实施方式
[0029]为了对本专利技术的技术特征、目的效果有更加清楚的理解，现结合附图说明本专利技术的具体实施例。
[0030]实施例1：由图1～图3所示，本实施例提供一种可控旋转滑动导向钻井信号传输和识别方法及系统，由以下步骤构成本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可控旋转滑动导向钻井信号传输和识别方法及系统，其特征在于：由以下步骤构成：S1：在地面上，将可控旋转滑动导向钻井工具(4)设置状态0和状态1两种状态，状态0为复合钻井：顶驱旋转+弯螺杆芯轴旋转，状态1为旋转滑动导向钻井，并将状态1和状态0的程序写入测控系统(7)；S2：下井前将可控旋转滑动导向钻井工具(4)初始化为状态0，将钻具下入到井底，顶驱旋转，并驱动钻头(1)进行复合钻井；S3：若需要按照目标工具面角β进行旋转滑动导向钻井，则顶驱停止旋转，地面接收MWD(3)测得的实时工具面角α，地面旋转钻杆(5)调整弯螺杆(2)目标工具面角β，当∣β
‑
α∣＜Δγ时，工具面角调整完成；停泵30s～60s，测控系统(7)识别到停泵30s～60s的有效信号，将可控旋转滑动导向钻井工具(4)状态设置为1，测控系统(7)控制电磁阀组按照目标工具面角β控制可控旋转滑动导向钻井工具(4)隔离上部旋转和下部扭矩，并控制弯螺杆(2)按照目标工具面角β
±
Δγ进行旋转滑动导向钻井；S4：若需要复合钻井，停泵30s～60s，测控系统(7)识别到停泵30s～60s的有效信号，将可控旋转滑动导向钻井工具(4)从状态1(旋转滑动导向钻井)设置为0(复合钻井)。2.根据权利要求1所述的一种可控旋转滑动导向钻井信号传输和识别方法及系统，其特征在于：S1中状态0和状态1为互为相反的状态，即：可控旋转滑动导向钻井工具(4)始终为状态0或状态1；当可控旋转滑动导向钻井工具(4)为状态0时，测控系统(7)当识别到30s～60s的有效信号时，可控旋转滑动导向钻井工具(4)变为状态1；当可控旋转滑动导向钻井工具(4)为状态1时，测控系统(7)当识别到30s～60s的有效信号时，可控旋转滑动导向钻井工具(4)变为状态0。3.根据权利要求1所述的一种可控旋转滑动导向钻井信号传输和识别方法及系统，其特征在于：停泵信...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵建国，刘清友，王国荣，肖晓华，董学成，罗旭，万敏，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
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