CN105317423B - 一种可测量井深的电子测斜仪和井深的测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可测量井深的电子测斜仪和井深的测量方法，该可测量井深的电子测斜仪包括绳帽头、电缆转换接头以及探管短节，所述探管短节包括三轴磁传感器、三轴陀螺传感器以及三轴加速传感器，其中，所述三轴磁传感器、三轴陀螺传感器以及三轴加速传感器均与设置于所述探管短节内的信号采集器连接，所述信号采集器与所述电缆转换接头连接。本发明通过在电子测斜仪的探管短节内设置有三轴磁传感器、三轴加速传感器和三轴陀螺传感器，从而能够实时测量井轨迹的实时姿态角和每个点沿井轨迹方向的加速度，进而能够直接测量并记录井深。此外，本发明还具有使用方便、节省时间、节省成本、体积小等优点。

Description

一种可测量井深的电子测斜仪和井深的测量方法

技术领域

本发明涉及井深测量领域，具体来说，涉及一种可测量井深的电子测斜仪和井深的测量方法。

背景技术

在石油钻井行业中，测量井深是一项很重要的工作，而且难度较大。通常钻杆钻具的起下钻依靠钻机上的钢丝绳滑轮系统，具体的，钢丝绳被固定缠绕在钻机的绞车滚筒上，当绞车滚筒正反向旋转时，钢丝绳滑轮系统带动钻具上下运动。因此，测出绞车滚筒轴旋转的角度，就可以计算出钻具上下移动的距离，从而计算井深。而如何测绞车滚筒轴旋转的角度，则可将角度传感器轴与绞车滚筒轴同轴心连接的方式来进行测量，当角度传感器轴与绞车滚筒同轴心连接后，其旋转角度会与滚筒一致，此时通过测量角度传感器的角度，即可得出绞车滚筒轴旋转的角度，从而可计算井深。但采用这种方法通常结构较复杂，占地面积大，安装复杂。

此外，测井时还通常使用立柱测井深，也就是利用每提起一根立柱时候井深和提立柱开始及结束的时间点，通过这两组都与时间有关系的数据的合并，得到了井身姿态与深度的变化关系，通过软件，才能计算出井身的轨迹。此过程中，每提一根立柱的开始及结束时间点很多，普通2000m深的井，起完所有立柱正常情况下需要三四个小时，随着井深的增加，记录起立柱时间点将会持续更长时间，中间不能停止，记录工作非常辛苦。

针对相关技术中的上述技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种可测量井深的电子测斜仪和井深的测量方法，能够不用钢丝绳，也不用记录立柱时间，直接使用电子测斜仪测量井深。

为实现上述技术目的，根据本发明的一方面，提供了一种可测量井深的电子测斜仪，包括绳帽头、电缆转换接头以及探管短节，所述探管短节包括三轴磁传感器、三轴陀螺传感器以及三轴加速传感器，其中，所述三轴磁传感器、三轴陀螺传感器以及三轴加速传感器均与设置于所述探管短节内的信号采集器连接，所述信号采集器与所述电缆转换接头连接。

此外，所述可测量井深的电子测斜仪还包括扶正器，所述扶正器设置于所述探管短节上。

优选的，所述扶正器的数量为两个。

优选的，所述两个扶正器分别设置于所述探管短节的两端。

另外，所述可测量井深的电子测斜仪还包括减震器，所述减震器设置于位于扶正器的底端。

优选的，所述信号采集器的采集速率为200Hz。

根据本发明的另一方面，提供了一种井深的测量方法，该井深的测量方法是根据上述电子测斜仪测量井深，并且，该井深的测量方法包括：

将所述探管短节放至井底第一预定时间，通过所述探管短节中的三轴磁传感器和三轴加速传感器，确定所述井底的静止姿态参数；

将所述探管短节沿井壁向上移动至任意位置，并停留第二预定时间，通过所述探管短节中的三轴磁传感器和三轴加速传感器，确定该停留位置的静止姿态参数，并通过所述探管短节中的三轴陀螺传感器，确定所述探管短节从井底至所述停留位置过程中的动态姿态参数；

根据所述探管短节中的三轴加速传感器，确定所述停留位置的加速度，并根据该加速度和上述各姿态参数，确定所述井底至所述停留位置的距离；

重复上述步骤，直至所述探管短节移动至井口，并在所述探管短节移动至所述井口的情况下，根据测出的所述距离求和确定所述井深。

优选的，所述第一预定时间大于或等于5秒。

优选的，所述第二预定时间大于或等于5秒。

本发明通过在电子测斜仪的探管短节内设置有三轴磁传感器、三轴加速传感器和三轴陀螺传感器，从而能够实时测量井轨迹的实时姿态角和每个点沿井轨迹方向的加速度，进而能够直接测量并记录井深。此外，本发明还具有使用方便、节省时间、节省成本、体积小等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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。

图1是根据本发明实施例的可测量井深的电子测斜仪的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的探管短节的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的井深的测量方法的流程示意图。

具体实施方式

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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种可测量井深的电子测斜仪。

如图1至2所示，根据本发明实施例的可测量井深的电子测斜仪包括绳帽头1、电缆转换接头2以及探管短节3，所述探管短节3包括三轴磁传感器301、三轴陀螺传感器302以及三轴加速传感器303，其中，所述三轴磁传感器301、三轴陀螺传感器302以及三轴加速传感器303均与设置于所述探管短节3内的信号采集器304连接，所述信号采集器304与所述电缆转换接头2连接。

此外，所述可测量井深的电子测斜仪还包括扶正器4，所述扶正器4设置于所述探管短节3上。

优选的，所述扶正器4的数量为两个。

优选的，所述两个扶正器4分别设置于所述探管短节3的两端。

另外，所述可测量井深的电子测斜仪还包括减震器5，所述减震器5设置于位于扶正器4的底端。

优选的，所述信号采集器的采集速率为200Hz。

在实际应用时，本发明通过三轴磁传感器301和三轴加速传感器303测量电子测斜仪静止过程中的姿态角，通过三轴陀螺传感器302测量电子测斜仪运动过程中的姿态角，从而可以实时测量井轨迹的实时姿态角，然后通过三轴加速传感器303测量每个点沿井轨迹方向的加速度，加速度对时间积分即可计算出当前瞬时速度，速度再对时间积分即可计算位移，从而可计算出井深。

根据本发明的实施例，提供了一种井深的测量方法，该井深的测量方法是根据上述电子测斜仪测量井深。

如图3所示，根据本发明实施例的井深的测量方法包括：

步骤S301，将所述探管短节3放至井底第一预定时间，通过所述探管短节3中的三轴磁传感器301和三轴加速传感器303，确定所述井底的静止姿态参数；

步骤S303，将所述探管短节3沿井壁向上移动至任意位置，并停留第二预定时间，通过所述探管短节3中的三轴磁传感器301和三轴加速传感器303，确定该停留位置的静止姿态参数，并通过所述探管短节3中的三轴陀螺传感器302，确定所述探管短节3从井底至所述停留位置过程中的动态姿态参数；

步骤S305，根据所述探管短节3中的三轴加速传感器303，确定所述停留位置的加速度，并根据该加速度和上述各姿态参数，确定所述井底至所述停留位置的距离；

步骤S307，重复上述步骤，直至所述探管短节3移动至井口，并在所述探管短节3移动至所述井口的情况下，根据测出的所述距离求和确定所述并深。

优选的，所述第一预定时间大于或等于5秒。

优选的，所述第二预定时间大于或等于5秒。

由此可见，借助于本发明的上述技术方案，通过在电子测斜仪的探管短节内3设置有三轴磁传感器301、三轴陀螺传感器302和三轴加速传感器303，从而能够实时测量井轨迹的实时姿态角和每个点沿井轨迹方向的加速度，进而能够直接测量并记录井深。此外，本发明还具有使用方便、节省时间、节省成本、体积小等优点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种井深的测量方法，其特征在于，利用电子测斜仪进行井深的测量，所述电子测斜仪包括探管短节，所述探管短节包括三轴磁传感器、三轴陀螺传感器以及三轴加速传感器，其中，所述三轴磁传感器、三轴陀螺传感器以及三轴加速传感器均与设置于所述探管短节内的信号采集器连接，所述信号采集器与电缆转换接头连接；

所述井深的测量方法步骤如下：

将所述探管短节放至井底第一预定时间，通过所述探管短节中的三轴磁传感器和三轴加速传感器，确定所述井底的静止姿态参数；

将所述探管短节沿井壁向上移动至任意位置，并停留第二预定时间，通过所述探管短节中的三轴磁传感器和三轴加速传感器，确定该停留位置的静止姿态参数，并通过所述探管短节中的三轴陀螺传感器，确定所述探管短节从井底至所述停留位置过程中的动态姿态参数；

根据所述探管短节中的三轴加速传感器，确定所述停留位置的加速度，并根据该加速度和上述各姿态参数，确定所述井底至所述停留位置的距离；

重复上述步骤，直至所述探管短节移动至井口，并在所述探管短节移动至所述井口的情况下，根据测出的所述距离求和确定所述井深。

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