CN102174886B - 煤层气水平定向钻进深度随钻实时检测装置及检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种煤层气水平定向钻进深度随钻实时检测装置及检测方法。其为在水平定向钻机的前夹持器和卸扣装置处分别安装通电线圈，在线圈旁各安装一个磁阻传感器，磁阻传感器与通电线圈没有电气连接。钻进时，根据相应磁阻传感器输出信号的变化判别是否有钻杆接头通过，以及输出信号变化的先后次序，判断钻机的进杆或者退杆状态。对钻杆的接头数进行计数，将钻杆接头数和实时时间写入下位机存储器。钻进结束后，将下位机存储器通过上位机读卡系统将钻杆接头数据转至可视化上位机钻深数据管理系统。本发明的优点在于：可以实现煤层气水平定向钻进深度的随钻实时检测，并对钻深数据科学管理，具有检测精度高、体积小、可靠性高等优点。

Description

煤层气水平定向钻进深度随钻实时检测装置及检测方法
技术领域
本发明涉及一种煤层气水平定向钻进深度随钻检测装置，特别是一种煤层气水平定向钻进深度随钻实时检测装置及检测方法。
背景技术
在煤层气勘探与开采过程中，钻深是一个非常重要的参数。国内外专家普遍认为钻孔瓦斯流量和孔深是正相关的关系，钻深可用于钻孔轨迹拟合、钻孔偏斜计算、储层与储量分析以及单井评价等。因此，钻深对于煤层气勘探与开采具有重要的理论意义和现实价值。
目前，各企业或高校研制的钻参仪，因其设计目标和功能要求不同，有一部分可以进行钻深检测，但是却无实时检测钻深的功能。而在具有钻深检测功能的钻参仪中，基本上只适用于垂直钻井或测井或没注意到倒杆的计算，还没有能够真正实现煤层气水平定向钻进钻深随钻实时检测的技术和仪器。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足之处而提供一种可实时检测钻深、并实现对钻深数据进行有效科学管理的一种煤层气水平定向钻进深度随钻实时检测的装置。
本发明的另一目的还在于提供一种煤层气水平定向钻进深度随钻实时检测的方法。
本发明的煤层气水平定向钻进深度随钻实时检测的装置，其结构要点在于：包括有两组的通电线圈，及设置于通电线圈旁的磁阻传感器，磁阻传感器与通电线圈不连接，磁阻传感器与调理电路相连，调理电路包括信号放大、信号滤波和取绝对值电路，通电线圈与电源相连，调理电路经A/D转换电路与单片机系统相连，单片机系统与下位机存储器相连，通电线圈一组设置于水平的定向钻机的前夹持器处，通电线圈的另一组则设置于水平定向钻机的卸扣机构处，且通电线圈设置于钻杆与钻杆接头的运行路线处，钻杆与钻杆接头分别从两组的通电线圈中通过，所述的煤层气水平定向钻进深度随钻实时检测的装置还包括有上位机钻深管理系统。
所述的电源为12V电源。
所述的上位机钻深管理系统包括存储器读卡系统，钻深的数值显示和曲线显示，钻深数据的存储和回显。
本发明煤层气水平定向钻进深度随钻实时检测的方法，其特征在于包括有以下步骤：在水平定向钻机的前夹持器和卸扣机构处分别安装通电线圈，用电源对线圈供电从而产生磁场，在通电线圈旁各安设一个磁阻传感器，传感器与通电线圈不连接，当钻杆钻进时，钻杆从两个通电线圈中通过，当钻杆和钻杆接头分别通过两个通电线圈时，将产生方向相同、大小不同的磁场，相应磁阻传感器检测出磁场变化，根据两个磁阻传感器检测出磁场变化的先后关系，判别进杆和退杆，当卸扣机构处的磁阻传感器先检测到磁场变化时，可知钻杆处于进杆状态，将进杆接头数加1后再将其与时间数据一起写入下位机存储器里；当前夹持器处的磁阻传感器先检测到磁场变化时，可知钻杆处于退杆状态，将退杆接头数加1后与时间数据一起写入下位机存储器里，当下一个钻杆接头通过时，重复以上判断、计数及存储过程，从而获得整个钻进过程的所有钻杆接头数据；当钻进结束后，将下位机存储器通过上位机读卡系统将所有钻杆接头数据传输至上位机，假定初始钻进深度是0m，则实时钻深＝钻杆长度×(进杆接头数-退杆接头数)；若初始钻进深度不为0，则实时钻深＝初始钻深+钻杆长度×(进杆接头数-退杆接头数)，计算出每个时间点的钻进深度，同时将钻深数据和对应的时间数据存储到上位机中。
磁阻传感器的差分电压输出信号经过调理电路(即放大、滤波和取绝对值电路)处理后输出正电压信号，所述的下位机存储器设定，以卸扣装置处的磁阻传感器和前夹持器的磁阻传感器的差分电压信号经过信号调理电路处理后得到的正电压信号做为判断依据，正电压信号大于0.6V时表示钻杆接头通过，小于为钻杆通过。
本发明的有益效果是：可以实现煤层气水平定向钻进深度的随钻实时检测，并对钻深数据科学管理，具有检测精度高、体积小、可靠性高等优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例的煤层气水平定向钻进深度随钻实时检测装置系统原理图。
图2是本发明实施例的煤层气水平定向钻进深度随钻实时检测装置在水平定向钻机上的系统安装主视图。
图3是本发明实施例的煤层气水平定向钻进深度随钻实时检测装置在水平定向钻机上的系统安装局部俯视图。
图4是图3的局部放大图。
图5是本发明实施例的煤层气水平定向钻进深度随钻实时检测装置的硬件部分的调理电路。
图中1-钻杆、2-前夹持器、3-卸扣机构、4-钻杆接头、5-通电线圈A、6-磁阻传感器A、7-通电线圈B、8-磁阻传感器B、9-信号放大滤波部分、10-信号取绝对值部分。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行更详细的描述。
一种煤层气水平定向钻进深度随钻实时检测的装置，包括有两组的通电线圈，及设置于通电线圈旁的磁阻传感器，磁阻传感器与通电线圈不连接，磁阻传感器与调理电路相连，通电线圈与电源相连，调理电路经过A/D转换电路与单片机系统相连，单片机系统与下位机存储器相连，通电线圈一组设置于水平的定向钻机的前夹持器处，通电线圈的另一组则设置于水平定向钻机的卸扣机构处，且通电线圈设置于钻杆与钻杆接头的运行路线处，钻杆与钻杆接头分别从两组的通电线圈中通过，所述的煤层气水平定向钻进深度随钻实时检测的装置还包括有上位机钻深管理系统，所述的电源为12V电源。所述的上位机钻深管理系统包括存储器读卡系统，钻深的数值显示和曲线显示，钻深数据的存储和回显。
上述的检测装置的检测方法，如图1、图2和图3所示，钻杆1通过卸扣装置3处的通电线圈B7和前夹持器2处的通电线圈A5时，相应的磁阻传感器B8和磁阻传感器A6的差分电压输出信号经放大后约为0.5V，钻杆接头4通过卸扣装置3处的通电线圈B7和前夹持器2处的通电线圈A5时，相应的磁阻传感器B8和磁阻传感器A6的差分电压输出信号经9和10放大、滤波和取绝对值后约为0.7V。单片机芯片程序设定：输出信号大于0.6V时表示钻杆接头4通过，否则为钻杆1通过。当钻机处于进杆状态时，钻杆接头4先通过卸扣装置3处的通电线圈B7，磁阻传感器B8输出发生变化，再通过前夹持器2处的通电线圈A5，磁阻传感器A6的输出发生同样的变化，单片机芯片程序根据两个磁阻传感器输出信号变化的先后顺序，判断钻机此时处于进杆状态，将进杆接头数加1后再将其与时间数据一起写入下位机存储器里。
当钻机处于退杆状态时，钻杆接头4先通过前夹持器2处的通电线圈A5，磁阻传感器A6输出发生变化，再通过卸扣装置3处的通电线圈B7，磁阻传感器B8输出发生变化，单片机芯片程序根据两个磁阻传感器输出信号变化的先后顺序，判断钻机此时处于退杆状态，将退杆接头数加1后再将其与时间数据一起写入下位机存储器里。
当下一个钻杆接头通过时，重复以上判断、计数及存储过程，从而获得整个钻进过程的所有钻杆接头数据。
运用LabVIEW8.20开发上位机钻深管理系统，钻深管理系统包括存储器读卡系统、钻深的数值显示和曲线显示、钻深数据的存储和回显。
待钻进结束后，将下位机存储器带到地面上并通过上位机读卡系统将钻杆接头数据传输至上位机，并将所有钻杆接头数换算成钻进深度。假定初始钻进深度是0m，则实时钻深＝钻杆长度×(进杆接头数-退杆接头数)；如果初始钻深不为0m，则实时钻深＝初始钻深+钻杆长度×(进杆接头数-退杆接头数)。计算出每个时间点的钻进深度，并通过数值和曲线两种方式显示实时钻深，同时自动将所有钻深数据和对应的时间数据存储到上位机中，方便以后调用和查看。
本实施例未述部分与现有技术相同。

Claims (2)

1.一种煤层气水平定向钻进深度随钻实时检测的方法，其包括如下步骤：在水平定向钻机的前夹持器和卸扣机构处分别安装通电线圈，用电源对线圈供电从而产生磁场，在通电线圈旁各安设一个磁阻传感器，传感器与通电线圈不连接，当钻杆钻进时，钻杆从两个通电线圈中通过，当钻杆和钻杆接头分别通过两个通电线圈时，将产生方向相同、大小不同的磁场，相应磁阻传感器检测出磁场变化，根据两个磁阻传感器检测出磁场变化的先后关系，判别进杆和退杆，当卸扣机构处的磁阻传感器先检测到磁场变化时，可知钻杆处于进杆状态，将进杆接头数加1后再将其与时间数据一起写入下位机存储器里；当前夹持器处的磁阻传感器先检测到磁场变化时，可知钻杆处于退杆状态，将退杆接头数加1后与时间数据一起写入下位机存储器里，当下一个钻杆接头通过时，重复以上判断、计数及存储过程，从而获得整个钻进过程的所有钻杆接头数据；当钻进结束后，将下位机存储器通过上位机读卡系统将所有钻杆接头数据传输至上位机,假定初始钻进深度是0m，则实时钻进深度=钻杆长度×（进杆接头数－退杆接头数）；若初始钻进深度不为0，则实时钻进深度=初始钻进深度＋钻杆长度×（进杆接头数－退杆接头数），计算出每个时间点的钻进深度，同时将钻进深度数据和对应的时间数据存储到上位机中。
2.根据权利要求1所述的煤层气水平定向钻进深度随钻实时检测的方法：磁阻传感器的差分电压输出信号经过调理电路处理后输出正电压信号，所述的下位机存储器设定，以卸扣装置处的磁阻传感器和前夹持器的磁阻传感器的差分电压信号经过信号调理电路处理后得到的正电压信号做为判断依据，正电压信号大于0.6V时表示钻杆接头通过，小于为钻杆通过。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103883313A (zh) * 2013-12-31 2014-06-25 镇江海贝信息科技有限公司 钻井机钻井杆数计数装置及方法

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102418517B (zh) * 2011-10-26 2014-02-26 中煤科工集团重庆研究院 煤矿用全液压钻机钻孔深度行程综合检测方法
CN104100256B (zh) * 2013-04-15 2017-04-12 西安科技大学 基于图像处理技术的煤矿井下钻孔深度测量方法
CN104500039B (zh) * 2014-12-31 2018-03-06 光力科技股份有限公司 钻杆钻孔深度测量装置及使用该测量装置的测量方法
CN104500038B (zh) * 2014-12-31 2017-07-07 郑州光力科技股份有限公司 钻机打钻深度测量仪及使用该测量仪的钻机
CN104612662A (zh) * 2014-12-31 2015-05-13 郑州光力科技股份有限公司 一种钻杆钻孔深度测量装置及使用该测量装置的测量方法
CN104790936A (zh) * 2015-03-10 2015-07-22 西安海特电子仪器有限责任公司 一种用于油井的油管测量仪
CN106285633A (zh) * 2016-10-26 2017-01-04 贵州盘江精煤股份有限公司 一种钻孔通孔测定装置及其测定方法
CN108868602B (zh) * 2017-05-09 2020-09-08 中国石油天然气集团公司 定向钻穿越施工监测系统及监测方法
US20190170898A1 (en) * 2017-12-05 2019-06-06 Saudi Arabian Oil Company Systems and Methods for Real-Time Data Quality Analysis in Drilling Rigs
CN109267995B (zh) * 2018-10-16 2022-02-11 安徽理工大学 一种基于像差分析钻杆节点的地质钻杆进给深度测量系统
CN109915014B (zh) * 2019-04-23 2024-02-09 安徽理工大学 用于链条进给结构钻机的钻孔自动计长装置及使用方法
CN111305822A (zh) * 2020-03-05 2020-06-19 中煤科工集团重庆研究院有限公司 基于无源芯片的钻杆防伪和钻孔深度计量方法
CN114109363A (zh) * 2021-09-17 2022-03-01 湖南斯福迈智能科技有限责任公司 钻孔随钻测斜系统
CN113944456B (zh) * 2021-09-26 2024-04-16 浙江省工程勘察设计院集团有限公司 一种钻进深度测量方法、系统、钻机及存储介质

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1603576A (zh) * 2004-10-28 2005-04-06 长沙中联重工科技发展股份有限公司 水平定向钻进随钻测量方法及装置
CN1657742A (zh) * 2004-02-16 2005-08-24 中国石油勘探开发研究院钻井工艺研究所 一种随钻测量的电磁遥测方法及系统
CN1769645A (zh) * 2004-11-03 2006-05-10 长沙中联重工科技发展股份有限公司 水平定向钻进导向定位方法及定位仪
UA15618U (en) * 2005-12-23 2006-07-17 Ukrainian State Scient Res And Method for transfer of height mark
WO2007073575A1 (en) * 2005-12-29 2007-07-05 Neil Speck Magnetic beacon guidance system
CN101105126A (zh) * 2007-08-03 2008-01-16 重庆邮电大学 基于微石英角速率传感器的随钻方位测量误差补偿方法
CN201273187Y (zh) * 2008-09-23 2009-07-15 西部钻探克拉玛依钻井工艺研究院 一种随钻地层压力检测装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1657742A (zh) * 2004-02-16 2005-08-24 中国石油勘探开发研究院钻井工艺研究所 一种随钻测量的电磁遥测方法及系统
CN1603576A (zh) * 2004-10-28 2005-04-06 长沙中联重工科技发展股份有限公司 水平定向钻进随钻测量方法及装置
CN1769645A (zh) * 2004-11-03 2006-05-10 长沙中联重工科技发展股份有限公司 水平定向钻进导向定位方法及定位仪
UA15618U (en) * 2005-12-23 2006-07-17 Ukrainian State Scient Res And Method for transfer of height mark
WO2007073575A1 (en) * 2005-12-29 2007-07-05 Neil Speck Magnetic beacon guidance system
CN101105126A (zh) * 2007-08-03 2008-01-16 重庆邮电大学 基于微石英角速率传感器的随钻方位测量误差补偿方法
CN201273187Y (zh) * 2008-09-23 2009-07-15 西部钻探克拉玛依钻井工艺研究院 一种随钻地层压力检测装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103883313A (zh) * 2013-12-31 2014-06-25 镇江海贝信息科技有限公司 钻井机钻井杆数计数装置及方法
CN103883313B (zh) * 2013-12-31 2016-12-07 镇江海贝信息科技有限公司 钻井机钻井杆数计数装置及方法

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