一种旋转导向测量系统的制作方法

1.本发明涉及钻井测控技术领域，具体为一种旋转导向测量系统。


背景技术：

2.旋转定向钻井技术已经在石油钻井领域得到广泛的应用。在定向井、大位移井、三维轨迹井、复杂油气井作业中，使用旋转定向钻井技术，能够显著地降低作业风险，提高钻井效率，降低开发成本。目前所采用的旋转定向钻井工具，根据工作方式，可以分为以下3种类型静态偏置推靠式、动态偏置推靠式和静态偏置指向式。
3.目前常规旋转定向系统存在问题：(1)、需要处理下行命令，(2)、机械电子单元复杂，(3)、狗腿度降低，(4)、较低的可靠性，(5)、较高的井下损失，(6)、日费高昂。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种旋转导向测量系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种旋转导向测量系统,包括测量系统和钻具，所述钻具包括钻杆、反向螺杆马达、工程参数短节和螺杆马达，所述反向螺杆马达的输出轴与钻杆传动连接，所述反向螺杆马达尾端与工程参数短节连接，所述工程参数短节与螺杆马达输出轴连接，所述螺杆马达一端连接弯钻杆，所述弯钻杆与近钻头稳定器连接，所述近钻头稳定器端部连接钻头，所述钻具与所述测量系统连接。
6.优选的，本技术提供的一种旋转导向测量系统，其中，所述测量系统包括司钻显示仪、控制电脑、控制器、电气控制箱和顶驱，所述司钻显示仪分别连接钻具和控制电脑，所述控制电脑与控制器连接，所述控制器与电气控制箱连接，所述电气控制器与顶驱连接，所述顶驱与钻具连接。
7.优选的，本技术提供的一种旋转导向测量系统，其中，所述反向螺杆马达由高扭矩，低速转子与定子组成。
8.优选的，本技术提供的一种旋转导向测量系统，其中，所述螺杆马达是由中扭矩，低速转子与定子组成。
9.优选的，一种旋转导向测量系统的测量方法，包括以下步骤：
10.a、电气控制箱向控制器发送控制指令；
11.b、电气控制箱控制顶驱工作；
12.c、顶驱控制钻具工作，顶驱调整钻具的工具面角；
13.d、钻具工作时，司钻显示仪采集钻具的工作参数，并传输至控制电脑；
14.e、控制电脑再将钻具工作参数传输至控制器，用以调整钻具钻进参数。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构设计新颖，工作原理简单，能够显著地降低作业风险，提高钻井效率，降低开发成本。本发明可根据需要改变井眼轨迹螺杆马达定向更简单，成本介于常规定向与旋转定向之间，整体设备复杂成度大大降低，与常
规旋转定向相比成本更低，钻井闭环自动控制完全是程序驱动，无需司钻干预，不需下行命令；采用交流变频驱动钻机，精确控制螺杆速度与扭矩，快速响应的自动钻机，进尺得以提高，钻头寿命得以延长，故障率减低，钻井作业更稳定安全，重复任务自动化，作业效率提高，作业成本降低，因为功率因数的改善大大提高了燃油效率，长期的维护成本大大降低。
附图说明
16.图1为本发明测量系统原理图；
17.图2为本发明钻具结构示意图；
18.图中：钻杆1、反向螺杆马达2、工程参数短节3、螺杆马达4、弯钻杆5、近钻头稳定器6、钻头7、钻具8、司钻显示仪9、控制电脑10、控制器11、电气控制箱12、顶驱13。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
20.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
21.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
22.请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种旋转导向测量系统,包括测量系统和钻具8，所述钻具8包括钻杆1、反向螺杆马达2、工程参数短节3和螺杆马达4，所述反向螺杆马达2的输出轴与钻杆1传动连接，所述反向螺杆马达2尾端与工程参数短节3连接，所述工程参数短节3与螺杆马达4输出轴连接，所述螺杆马达4一端连接弯钻杆5，所述弯钻杆5与近钻头稳定器6连接，所述近钻头稳定器6端部连接钻头7，所述钻具8与所述测量系统连接；反向螺杆马达2由高扭矩，低速转子与定子组成；螺杆马达4是由中扭矩，低速转子与定子组成。
23.本发明中，测量系统包括司钻显示仪9、控制电脑10、控制器11、电气控制箱12和顶驱13，所述司钻显示仪9分别连接钻具8和控制电脑10，所述控制电脑10与控制器11连接，所述控制器11与电气控制箱12连接，所述电气控制器12与顶驱13连接，所述顶驱13与钻具8连接。
24.工作原理：本发明的测量方法包括以下步骤：
25.a、电气控制箱向控制器发送控制指令；
26.b、电气控制箱控制顶驱工作；
27.c、顶驱控制钻具工作，顶驱调整钻具的工具面角；
28.d、钻具工作时，司钻显示仪采集钻具的工作参数，并传输至控制电脑；
29.e、控制电脑再将钻具工作参数传输至控制器，用以调整钻具钻进参数。
30.钻井软件将旋转导向测量系统在一起完成了自动闭环定向钻井系统，该系统具有实时滑动随钻通讯、实时定向钻井性能分析、实时导向指令、定向司钻免提操作功能。所有工具面角的校正都是通过顶驱进行调整，需要与地面钻机顶驱的交流变频驱动控制系统配接。交流变频驱动钻机能精确控制螺杆速度与扭矩，快速响应的自动钻机，进尺得以提高，钻头寿命得以延长，故障率大大减低，钻井作业更稳定安全，重复任务自动化，作业效率提高，作业成本降低，因为功率因数的改善大大提高了燃油效率，长期的维护成本大大降低。
31.综上所述，本发明结构设计新颖，工作原理简单，能够显著地降低作业风险，提高钻井效率，降低开发成本。本发明可根据需要改变井眼轨迹螺杆马达定向更简单，成本介于常规定向与旋转定向之间，整体设备复杂成度大大降低，与常规旋转定向相比成本更低，钻井闭环自动控制完全是程序驱动，无需司钻干预，不需下行命令；采用交流变频驱动钻机，精确控制螺杆速度与扭矩，快速响应的自动钻机，进尺得以提高，钻头寿命得以延长，故障率减低，钻井作业更稳定安全，重复任务自动化，作业效率提高，作业成本降低，因为功率因数的改善大大提高了燃油效率，长期的维护成本大大降低。
32.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。