CN105350954B - 基于钻柱输送测井仪器的时深获取方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于钻柱输送测井仪器的时深获取方法和装置。其中，该方法包括：从在测井过程中预先存储的操作时间窗口文件中获取用于记录钻柱运动的区间及其对应的吊钩高度的操作时间窗口；从操作时间窗口中获取每根钻柱运动的开始时间和结束时间；获取开始时间对应的吊钩高度和结束时间对应吊钩高度；根据开始时间对应的吊钩高度和结束时间对应吊钩高度计算每根钻柱的测量长度；以及根据每根钻柱的测量长度及其在操作时间窗口记录的运动区间的吊钩高度计算得到该吊钩高度对应的测井仪器的位置。本发明解决了测井过程中可预知及不可预知干扰造成的钻柱运行区间的误判别导致测井仪器位置计算不准确的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及测井领域，具体而言，涉及一种基于钻柱输送测井仪器的时深获取方法和装置。
背景技术
随着油田钻探开发技术的发展，为了最大可能的获取地下油气能源，出现了水平井及大位移井等钻探技术，这样就对测井技术提出了更高的要求，传统的电缆测井仪器下放主要依靠仪器自身的重量，其原理本身导致在测量水平井及大位移井时的局限性极大，更多时候电缆测井无法用于此类井的测井作业。为此出现了钻柱推送仪器的存储式测井方法。
然而，现有技术中的钻柱推送仪器的存储式测井方法在测井过程中实时计算测井仪器位置，由于现场出现容易间歇性故障、部分数据丢失等等状况，这会使得计算出的结果不准确。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种基于钻柱输送测井仪器的时深获取方法和装置，以至少解决测井过程中可预知及不可预知干扰造成的钻柱运行区间的误判别导致测井仪器位置计算不准确的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种基于钻柱输送测井仪器的时深获取方法，包括：从在测井过程中预先存储的操作时间窗口文件中获取用于记录钻柱运动的区间及其对应的吊钩高度的操作时间窗口；从所述操作时间窗口中获取每根钻柱运动的开始时间和结束时间；获取所述开始时间对应的吊钩高度和所述结束时间对应吊钩高度；根据所述开始时间对应的吊钩高度和所述结束时间对应吊钩高度计算每根钻柱的测量长度；以及根据每根钻柱的测量长度及其在所述操作时间窗口记录的运动区间的吊钩高度计算得到该吊钩高度对应的测井仪器的位置。
进一步地，根据每根钻柱的测量长度及其在所述操作时间窗口记录的运动区间的吊钩高度计算得到该吊钩高度对应的测井仪器的位置包括：获取每根钻柱的实际长度；根据每根钻柱的实际长度计算每根钻柱运动的开始时间对应的所述测井仪器的实际位置；由每根钻柱开始时间对应的吊钩高度及其对应的所述测井仪器的实际位置计算出每根钻柱运动过程中每一处吊钩高度对应的测井仪器的位置；以及对计算出的所述测井仪器的位置进行分段平差处理，得到平差后的所述测井仪器的位置。
进一步地，根据每根钻柱的测量长度及其在所述操作时间窗口记录的运动区间的吊钩高度计算得到该吊钩高度对应的测井仪器的位置包括：由每根钻柱的测量长度计算得到井深的总测长；确定有效钻柱总长，其中，所述有效钻柱总长为所有钻柱的实际总长度；以所述有效钻柱总长为起点，由所述操作时间窗口记录的运动区间的吊钩高度得到连续的所述测井仪器的位置；以及对每一个所述测井仪器的位置进行整体平差处理，得到平差后的所述测井仪器的位置。
进一步地，从在测井过程中预先存储的操作时间窗口文件中获取用于记录钻柱运动的区间及其对应的吊钩高度的操作时间窗口包括：获取记录的测井过程中用于悬挂钻柱的吊钩的负荷曲线和高度曲线；利用坐卸卡瓦判别线从所述负荷曲线中确定钻柱运动的区间，其中，所述负荷曲线上处于坐卸卡瓦判别线上的部分为钻柱运动时吊钩的负荷曲线；将所述钻柱运动的区间及其对应的吊钩的高度曲线部分作为所述操作时间窗口。
进一步地，从在测井过程中预先存储的操作时间窗口文件中获取用于记录钻柱运动的区间及其对应的吊钩高度的操作时间窗口包括：获取记录的测井过程中磁定位仪器的信号曲线；从所述信号曲线上确定连续波动的曲线部分，作为钻柱运动的区间；将所述钻柱运动的区间及其对应的吊钩的高度曲线部分作为所述操作时间窗口。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种基于钻柱输送测井仪器的时深获取装置，包括：第一获取单元，用于从在测井过程中预先存储的操作时间窗口文件中获取用于记录钻柱运动的区间及其对应的吊钩高度的操作时间窗口；第二获取单元，用于从所述操作时间窗口中获取每根钻柱运动的开始时间和结束时间；第三获取单元，用于获取所述开始时间对应的吊钩高度和所述结束时间对应吊钩高度；第一计算单元，用于根据所述开始时间对应的吊钩高度和所述结束时间对应吊钩高度计算每根钻柱的测量长度；以及第二计算单元，用于根据每根钻柱的测量长度及其在所述操作时间窗口记录的运动区间的吊钩高度计算得到该吊钩高度对应的测井仪器的位置。
进一步地，所述第二计算单元包括：第一获取模块，用于获取每根钻柱的实际长度；第一计算模块，用于根据每根钻柱的实际长度计算每根钻柱运动的开始时间对应的所述测井仪器的实际位置；第二计算模块，用于由每根钻柱开始时间对应的吊钩高度及其对应的所述测井仪器的实际位置计算出每根钻柱运动过程中每一处吊钩高度对应的测井仪器的位置；以及第一处理模块，用于对计算出的所述测井仪器的位置进行分段平差处理，得到平差后的所述测井仪器的位置。
进一步地，所述第二计算单元包括：第三计算模块，用于由每根钻柱的测量长度计算得到井深的总测长；第一确定模块，用于确定有效钻柱总长，其中，所述有效钻柱总长为所有钻柱的实际总长度；第二确定模块，用于以所述有效钻柱总长为起点，由所述操作时间窗口记录的运动区间的吊钩高度得到连续的所述测井仪器的位置；以及第二处理模块，用于对每一个所述测井仪器的位置进行整体平差处理，得到平差后的所述测井仪器的位置。
进一步地，所述第一获取单元包括：第二获取模块，用于获取记录的测井过程中用于悬挂钻柱的吊钩的负荷曲线和高度曲线；第三确定模块，用于利用坐卸卡瓦判别线从所述负荷曲线中确定钻柱运动的区间，其中，所述负荷曲线上处于坐卸卡瓦判别线上的部分为钻柱运动时吊钩的负荷曲线；第四确定模块，用于将所述钻柱运动的区间及其对应的吊钩的高度曲线部分作为所述操作时间窗口。
进一步地，所述第一获取单元包括：第三获取模块，用于获取记录的测井过程中磁定位仪器的信号曲线；第五确定模块，用于从所述信号曲线上确定连续波动的曲线部分，作为钻柱运动的区间；第六确定模块，用于将所述钻柱运动的区间及其对应的吊钩的高度曲线部分作为所述操作时间窗口。
根据本发明实施例，从在测井过程中预先存储的操作时间窗口文件中获取用于记录钻柱运动的区间及其对应的吊钩高度的操作时间窗口，从操作时间窗口中获取每根钻柱运动的开始时间和结束时间，获取开始时间对应的吊钩高度和结束时间对应吊钩高度，根据开始时间对应的吊钩高度和结束时间对应吊钩高度计算每根钻柱的测量长度，根据每根钻柱的测量长度及其在操作时间窗口记录的运动区间的吊钩高度计算得到该吊钩高度对应的测井仪器的位置，无需在测井过程中实时计算测井仪器的位置，在测井过程中只需记录并存储操作时间窗口文件，后续在利用存储的操作时间窗口文件来计算测井仪器的位置，避免将一些干扰因素计算到计算结果中，从而解决测井过程中可预知及不可预知干扰造成的钻柱运行区间的误判别导致测井仪器位置计算不准确的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的坐卸卡瓦过程的示意图；
图2是根据本发明实施例的基于钻柱输送测井仪器的时深获取方法的流程图；
图3是根据本发明实施例的存储式测井地面设备的示意图；
图4是根据本发明实施例的操作时间窗口的示意图；
图5是根据本发明实施例的基于钻柱输送测井仪器的时深获取装置的示意图.
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或仪器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或仪器固有的其它步骤或单元。
在介绍本发明实施例的时深获取方法之前，先介绍本发明实施例的钻柱输送测井仪器及其原理。
钻柱输送测井仪器可以通过在绞车滚筒主轴上安装绞车传感器，主轴带动绞车传感器旋转来获得绞车上、下行脉冲计数。计算机将获取的计数脉冲代入到预先建立好的绞车模型中进行计算，得到每个脉冲对应的吊钩位移量。
在钻井(钻头破裂开地层)过程中，起、下钻(为了换钻头、螺杆或其他原因卸接钻柱)过程叫做上、下测。由于下测与上测过程不是连续的，而是要通过不断的接、卸钻柱实现的。
下面以图1左半部分的下测过程为例说明。为了便于理解，在这里将整个过程划分为个两个阶段：
阶段一：上一个下放钻柱过程结束时，此时吊钩位于低位(大概0.6-1.2米，图1中①所在位置)，位于钻井平台的钻工将卡瓦放在钻台面的井口与井下钻柱之间，此时井下钻柱的所有重量都被卡瓦所承载，在录井专业里面，该过程叫做“坐卡瓦”，在这个过程中吊钩负荷经历了由重载到轻载的变化，此时计算机就会将这个卡瓦状态变化时吊钩所在高度记录下来，这里假设为H1；
阶段二：司钻控制绞车，将吊钩从低位向上提，当提到高位(假设一柱三个单根，大概就是30米左右，图1中②所在位置)时，井架二层平台的钻工将竖立在钻台面的钻柱与吊钩连接起来，连接好后，钻井平台上的钻工再利用液压大钳将该钻柱与井下钻柱组合连接在一起(图1中①所在位置)，连接完毕后，钻工会将位于井口的卡瓦拿走(此时需要上提吊钩配合)，此时井下钻柱组合的所有重量都会被吊钩所承载，在录井专业里面，该过程叫做“卸卡瓦”，在这个过程中吊钩负荷经历了由轻载到重载的变化，此时计算机就会将这个卡瓦状态变化时吊钩所在高度记录下来，这里假设为H2；
阶段一和阶段二不断交替操作，井下仪器就会随着井下钻柱组合长度的增加不断向井下移动，但是由于仪器在井下，无法得知其具体位移，只能够通过新接入井下钻柱组合的钻柱长度判断井下仪器的移动距离，而计算机可以通过H2与H1两者之差得到接入钻柱的测量长度，从而间接得到下井仪器的计算位移，而下井仪器的实际位移是已知量，即钻柱的长度L(同类型钻柱情况下)。以上就是计算机自动判断接入钻柱长度的详细说明，起钻时卸钻柱的原理与下钻过程基本相同，不再赘述。
根据本发明实施例，提供了一种基于钻柱输送测井仪器的时深获取方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图2是根据本发明实施例的基于钻柱输送测井仪器的时深获取方法的流程图，如图2所示，该方法包括如下步骤：
步骤S202，从在测井过程中预先存储的操作时间窗口文件中获取用于记录钻柱运动的区间及其对应的吊钩高度的操作时间窗口。
步骤S204，从操作时间窗口中获取每根钻柱运动的开始时间和结束时间。
步骤S206，获取开始时间对应的吊钩高度和结束时间对应吊钩高度。
步骤S208，根据开始时间对应的吊钩高度和结束时间对应吊钩高度计算每根钻柱的测量长度。
步骤S210，根据每根钻柱的测量长度及其在操作时间窗口记录的运动区间的吊钩高度计算得到该吊钩高度对应的测井仪器的位置。
操作时间窗口是指钻柱运动的时间段，由于钻柱的长度是有限的，井队只有通过不断地坐(卸)卡瓦方能实现仪器的上提或下放，这样就会出现一个类似操作窗口的时间段，只有在操作时间窗口里面仪器才可能处于运动状态。本发明实施例中，预先将操作时间窗口存储到操作时间窗口文件，并存储该文件，以便于在确定测井仪器的位置时从中获取操作时间窗口。
获取每个钻柱对应的操作时间窗口，从操作时间窗口中获取每根钻柱运动的开始时间和结束时间，获取开始时间对应的吊钩高度和结束时间对应吊钩高度，根据开始时间对应的吊钩高度和结束时间对应吊钩高度计算每根钻柱的测量长度，其中，测量长度可以是开始时间对应的吊钩高度和结束时间对应吊钩高度的差。在得到每个钻柱的测量长度之后，可以依据该测量长度及操作时间窗口记录的吊钩高度计算出测井仪器在每一个钻柱运动过程中每一处吊钩高度对应的测井仪器的位置。
根据本发明实施例，从在测井过程中预先存储的操作时间窗口文件中获取用于记录钻柱运动的区间及其对应的吊钩高度的操作时间窗口，从操作时间窗口中获取每根钻柱运动的开始时间和结束时间，获取开始时间对应的吊钩高度和结束时间对应吊钩高度，根据开始时间对应的吊钩高度和结束时间对应吊钩高度计算每根钻柱的测量长度，根据每根钻柱的测量长度及其在操作时间窗口记录的运动区间的吊钩高度计算得到该吊钩高度对应的测井仪器的位置，无需在测井过程中实时计算测井仪器的位置，在测井过程中只需记录并存储操作时间窗口文件，后续在利用存储的操作时间窗口文件来计算测井仪器的位置，避免将一些干扰因素计算到计算结果中，从而解决测井过程中可预知及不可预知干扰造成的钻柱运行区间的误判别导致测井仪器位置计算不准确的技术问题。
根据测井过程中实时存储的吊钩高度数据恢复计算仪器位置，避免了现场多种干扰造成的仪器深度数据漏失、错位等一系列问题，同时也降低了测井过程中异常工况时钻柱需反复测量的工作量，提高了测井效率及测井成功率。
优选地，在从在测井过程中预先存储的操作时间窗口文件中获取用于记录钻柱运动的区间及其对应的吊钩高度的操作时间窗口之前，在测井过程中，还包括：对测井过程进行监控，在出现故障或者异常的情况下输出报警提示。
基于此，本发明实施例的存储式测井地面设备包括：绞车传感器301、吊钩负荷传感器303、传感器接口盒305、地面处理机箱306、工业控制计算机307、视频监控设备309和报警器311，具体如图3所示。
吊钩负荷传感器的信号(电压值)和绞车传感器的信号(脉冲值)通过传感器接口线盒(转换为电流信号)进入地面处理机箱，地面处理机箱处理后(转换为数字量)通过串口线进入工业控制计算机，工业控制计算机将吊钩负荷传感器数字量代入事先做好的标定文件将其还原为物理量，得到当前的吊钩负荷值，将绞车传感器数据量代入绞车模型生成深度数据，得到当前的吊钩高度值。
由于现场大车较多，且施工使用工具都较为沉重，难免会对传感器信号线或系统总线造成损伤，另外也存在吊钩负荷传感器出现故障或者绞车传感器从中心轴脱落的情况，以前采用人工监控吊钩负荷曲线和吊钩高度值变化的方式，对人员的责任心要求较高，且长期监控效果不理想。另外地面处理机箱或其与工控机串口线连接出现问题导致的信号中断，用人工监控存在发现不及时的问题。
报警器可以是音频报警器，例如USB多媒体音箱，通过报警，大大降低了由于硬件故障导致的深度漏测问题，减轻了人员工作负担。
具体地，当地面处理机箱通讯发生异常(可能是地面处理机箱电路异常或通讯线故障)、吊钩负荷数字量为零(传感器线或总线被砸断)或吊钩负荷数字量小于吊钩空载值(吊钩什么也不挂接)时，都会触发报警。优选地，还可以设置异常次数，当出现上述异常后，异常次数加1，当达到预设阈值时，输出报警提示。
另外，当地面处理机箱通讯发生异常(可能是地面处理机箱电路异常或通讯线故障)、绞车传感器不工作状态达一定时间分钟(如10分钟，深度传输速率为200ms/次，具体可以通过数据传输次数来判断)时，都可以触发报警。
本发明实施例中，引入视频监控设备的主要目的是将录制的视频文件作为判断操作时间窗口划分是否正确的依据(视频图像左上角带时间信息，精确到秒级),为此在正式测井前需要将视频监控设备与工业控制机进行时间同步。
在作业过程中的吊钩高度数据和吊钩负荷数据是本方案测后生成时深数据的直接来源，在作业过程中必须将全程吊钩高度数据、吊钩负荷数据以及对应时间进行存储，存储时间间隔可以设置为例如200ms，作业过程中仪器位置将不再实行计算和存储。
优选地，绞车传感器测量的吊钩高度与滚筒上缠绕的每一层大绳长度呈线性关系，但层与层之间是跃变的，这样计算机处理时就可能出现层位错位现象，再加上每层圈数或滚筒有效长度可能不精确，都会造成计算机自动跟踪吊钩高度的漂移现象。这些问题都是井深系统必须面对的，几乎无法避免。若在测井过程中，吊钩漂移比较严重而现场操作人员又不及时手动修正吊钩低位往返点时，就会导致测量误差的增大，本方法中增加了抗吊钩高度漂移算法使吊钩高度漂移现象得到抑制。
基于现有技术中存储式钻柱输送深度跟踪特点：下测时，坐卡点为吊钩低位往返点；上测时，卸卡点为吊钩低位往返点。本发明实施例采用实时调整低位返点的吊钩高度达到抗吊钩高度漂移算法表述：假设测井时，吊钩位于钻台面时，此时的吊钩高度设为1.5m(这是以1.5m来进行举例说明)，那么可定义每次在底端接、卸钻柱时的吊钩高度为1.5m，为方便算法的叙述，定义以下几个变量：
hookheight----吊钩高度；d_value----绞车上下行脉冲差；SitSlip---坐卸卡瓦标志：0坐卡瓦，1卸卡瓦bRealWork---是否作业：true作业，false停止作业
于是：
根据本发明实施例，通过加入抗绞车模型吊钩漂移算法，且测井人员不再需要全程监控仪器位置，而只需要监控现场工况产生时的软件发出的报警响应，基本可实现全程无值守的存储式测井目的，大大减轻了工作人员的负担。
优选地，根据每根钻柱的测量长度及其在操作时间窗口记录的运动区间的吊钩高度计算得到该吊钩高度对应的测井仪器的位置包括：获取每根钻柱的实际长度；根据每根钻柱的实际长度计算每根钻柱运动的开始时间对应的测井仪器的实际位置；由每根钻柱开始时间对应的吊钩高度及其对应的测井仪器的实际位置计算出每根钻柱运动过程中每一处吊钩高度对应的测井仪器的位置；以及对计算出的测井仪器的位置进行分段平差处理，得到平差后的测井仪器的位置。
本发明实施例中，对测井仪器的位置进行分段平差处理。具体地，读取操作时间窗口文件，获取每柱钻柱运行的时间区间即开始时间startTi[j]、结束时间endTi[j]以及操作时间窗口总数i，由于操作时间窗口总数即为钻柱的数量，因此，这里的i也可以是指钻柱的总数，其中，j取1,2,3……i。再读取全记录文件中的吊钩高度数据，获取每柱钻柱运行开始时与结束时的吊钩高度startDp[j]和endDp[j]，这样也就得到了当前钻柱的测长ceLen[j]＝Abs(startDp[j]-endDp[j])。接着将每柱钻柱测长值ceLen[j]与钻柱表按顺序比较获取当前钻柱的上修钻位pBit[j](钻柱开始运行时仪器实际位置)以及实长值reLen[j]。然后依据每柱的上修钻位pBit[j]及运行时间区间内记录的吊钩高度值tm.dp得到每个吊钩高度值对应的仪器位置dp＝pBit[j]+(startDp[j]-tm.dp)(由于上测过程和下测过程基本类似，本发明实施例以上测过程为例进行说明)。最后将上述得到的测井仪器的每个位置进行分段平差，平差算法为：平差后仪器位置＝pBit[j]+[(reLen[j]/ceLen[j])*(tm.dp-pBit[j])]，生成连续单调的时深数据文件。
根据本发明实施例，通过分段平差处理的方式对计算结果进行处理，实现对计算结果的修正，提高了计算结果的准确性。
可选地，根据每根钻柱的测量长度及其在操作时间窗口记录的运动区间的吊钩高度计算得到该吊钩高度对应的测井仪器的位置包括：由每根钻柱的测量长度计算得到井深的总测长；确定有效钻柱总长，其中，有效钻柱总长为所有钻柱的实际总长度(即测井时所用的所有钻柱的累加长度，即井深的实际长度)；以有效钻柱总长为起点，由操作时间窗口记录的运动区间的吊钩高度得到连续的测井仪器的位置；以及对每一个测井仪器的位置进行整体平差处理，得到平差后的测井仪器的位置。
本实施例的方案与上述分段平差的方案相比，其区别在于：计算得到每根钻柱的测量长度之后，计算全井段的总测长＝sum(celen[j])，即每根钻柱的测量长度之和；再以有效钻柱总长为起始点，按运行时间区间内记录的吊钩高度值tm.dp得到连续的仪器位置；最后将上述得到的每个仪器位置进行整体平差，平差算法为：平差后仪器位置＝有效钻柱总长+[(有效钻柱总长/总测长)*(仪器位置-有效钻柱总长)]，生成连续单调的时深数据文件。
需要说明的是，上述方案是以上测数据处理过程为例，下测同上测处理方法一样，这里不再重复叙述。
根据本发明实施例，通过全井段整体平差处理的方式对计算结果进行处理，实现对计算结果的修正，提高了计算结果的准确性。
优选地，从在测井过程中预先存储的操作时间窗口文件中获取用于记录钻柱运动的区间及其对应的吊钩高度的操作时间窗口包括：获取记录的测井过程中用于悬挂钻柱的吊钩的负荷曲线和高度曲线；利用坐卸卡瓦判别线从负荷曲线中确定钻柱运动的区间，其中，负荷曲线上处于坐卸卡瓦判别线上的部分为钻柱运动时吊钩的负荷曲线；将钻柱运动的区间及其对应的吊钩的高度曲线部分作为操作时间窗口。
由于吊钩位置变化的时候，井下测井仪器不一定随着吊钩位置移动而运动，必须结合安装在大绳死绳端的吊钩负荷传感器的轻、重载状态(录井专业名称，轻载只是相对重载而言)判断。一般情况下，当钻柱处于坐卡瓦状态时，此时下部钻柱加上仪器的重量全部都加在卡瓦，钢丝绳上承载的只有吊钩的重量，而重载时下部钻柱与吊钩相连，钢丝绳上承载的就是吊钩、钻柱组合和测井仪器的总重量了。
通过计算机人为设置的坐卡瓦重量限值即坐卸卡瓦判断线(一般而言此门限值设置的略大于吊钩重量)并结合吊钩负荷传感器传来的信号(经过数模转换)进行比较，得知坐卡瓦的当前状态，即下部钻柱组合是连接在吊钩上还是已经脱离了，如果连接在吊钩上，那么下井仪器的移动与吊钩就是同步的，如果下部钻柱组合脱离了吊钩，那么无论吊钩如何移动下井仪器都是处于静止状态，综合以上方法就能够得到井下测井仪器测量深度(位置)。
具体地，如图4所示，当吊钩负荷曲线上穿坐卸卡瓦判别线时，确定为“卸卡”，仪器开始上提(或下放)；当吊钩负荷曲线下穿坐卸卡瓦判别线时，确定为“坐卡”，仪器停止运动。
从图4可以看出，当前操作窗口开始与截止时间点均是由“坐卸卡瓦判别线”判别出来的(坐卸卡瓦判别线与负荷曲线的交点对应的时间)。
进一步优选地，但是为了尽可能的得到吊钩负荷处于重载时的完整吊钩高度值。在实际操作中，人为设置了一个时间调整因子△t，这样就可以通过对所有自动判别出来的操作时间窗口向两边分别扩展△t，△t设置原则保证操作窗口边界处的吊钩处于静止状态，通常设为1s即可。这样就得到了吊钩处于重载时间区间的完整吊钩高度值。由于寻找坐卡时间点与寻找卸卡时间点原理相同，因此在此流程图中略去，唯一不同点是坐卡时间点＝tmti+△t。
常规存储式测井只测定向段和水平段，此时轻载和重载的吊钩负荷值相差较大，自动判别操作时间窗口方式没有问题，但是对于全井段测量，也就是说要从井底一直测量到井口，而当仪器离井口比较近时，井下所接钻杆重量相对较轻，此时通过吊钩负荷传感器的数据已经无法通过“坐卡瓦重量判别限”判别轻、重载了，也就是说无法通过自动判别算法得到操作时间窗口，那么此时就需要通过井下磁定位数据进行自动判别。
磁定位数据自动判别主要利用的是磁定位仪器的测量原理，当其在静止状态时，其信号幅度非常之小(电路背景噪声)，而当仪器在运动状态时，虽然从理论上来说，在均匀套管壁厚情况下磁通量是不变的，那么应该与静止状态时基本相同的，但是实际井内情况非常复杂，且测井仪器在运动过程中也不能保证与套管完全同心，因此其在套管内运动时的信号幅度要远大于静止时的信号幅度。
优选地，从在测井过程中预先存储的操作时间窗口文件中获取用于记录钻柱运动的区间及其对应的吊钩高度的操作时间窗口包括：获取记录的测井过程中磁定位仪器的信号曲线；从信号曲线上确定连续波动的曲线部分，作为钻柱运动的区间；将钻柱运动的区间及其对应的吊钩的高度曲线部分作为操作时间窗口。
根据本发明实施例，通过利用磁定位仪器数据自动判别操作时间窗口的算法与利用吊钩负荷传感器数据进行自动判别的算法基本相同，不同之处主要为磁定位数据是有符号的，使用前应先取绝对值。另外利用磁定位仪器数据可以直接判别出接近井口的操作时间窗口，相比于吊钩负荷判别方式更为方便、高效。
本发明实施例中，当测后发现某段深度异常时，除了分析该时间段的吊钩负荷状态、吊钩高度运行轨迹及井下仪器测得的磁定位数据外，也可通过回放视频文件的方式得到数据异常时间段的工况信息，还原现场恢复深度数据，通过视频文件中记录工况时的时间信息来编辑操作时间窗口，得到正确的吊钩高度数据，另外也可以通过回看视频文件的方式实现对操作时间窗口的手动编辑，这样就多一种手段保证了深度跟踪的准确性、完整性和测井的成功率。
本发明实施例还提供了一种基于钻柱输送测井仪器的时深获取装置，该装置可以用于执行本发明实施例的基于钻柱输送测井仪器的时深获取方法。如图5所示，该基于钻柱输送测井仪器的时深获取装置包括：第一获取单元502、第二获取单元504、第三获取单元506、第一计算单元508和第二计算单元510。
第一获取单元502用于从在测井过程中预先存储的操作时间窗口文件中获取用于记录钻柱运动的区间及其对应的吊钩高度的操作时间窗口。
第二获取单元504用于从操作时间窗口中获取每根钻柱运动的开始时间和结束时间。
第三获取单元506用于获取开始时间对应的吊钩高度和结束时间对应吊钩高度。
第一计算单元508用于根据开始时间对应的吊钩高度和结束时间对应吊钩高度计算每根钻柱的测量长度。
第二计算单元510用于根据每根钻柱的测量长度及其在操作时间窗口记录的运动区间的吊钩高度计算得到该吊钩高度对应的测井仪器的位置。
操作时间窗口是指钻柱运动的时间段，由于钻柱的长度是有限的，井队只有通过不断地坐(卸)卡方能实现仪器的上提或下放，这样就会出现一个类似操作窗口的时间段，只有在操作时间窗口里面仪器才可能处于运动状态。本发明实施例中，预先将操作时间窗口存储到操作时间窗口文件，并存储该文件，以便于在确定测井仪器的位置时从中获取操作时间窗口。
获取每个钻柱对应的操作时间窗口，从操作时间窗口中获取每根钻柱运动的开始时间和结束时间，获取开始时间对应的吊钩高度和结束时间对应吊钩高度，根据开始时间对应的吊钩高度和结束时间对应吊钩高度计算每根钻柱的测量长度，其中，测量长度可以是开始时间对应的吊钩高度和结束时间对应吊钩高度的差。在得到每个钻柱的测量长度之后，可以依据该测量长度及操作时间窗口记录的吊钩高度计算出测井仪器在每一个钻柱运动过程中每一处吊钩高度对应的测井仪器的位置。
根据本发明实施例，从在测井过程中预先存储的操作时间窗口文件中获取用于记录钻柱运动的区间及其对应的吊钩高度的操作时间窗口，从操作时间窗口中获取每根钻柱运动的开始时间和结束时间，获取开始时间对应的吊钩高度和结束时间对应吊钩高度，根据开始时间对应的吊钩高度和结束时间对应吊钩高度计算每根钻柱的测量长度，根据每根钻柱的测量长度及其在操作时间窗口记录的运动区间的吊钩高度计算得到该吊钩高度对应的测井仪器的位置，无需在测井过程中实时计算测井仪器的位置，在测井过程中只需记录并存储操作时间窗口文件，后续在利用存储的操作时间窗口文件来计算测井仪器的位置，避免将一些干扰因素计算到计算结果中，从而解决测井过程中可预知及不可预知干扰造成的钻柱运行区间的误判别导致测井仪器位置计算不准确的技术问题。
优选地，第二计算单元包括：第一获取模块，用于获取每根钻柱的实际长度；第一计算模块，用于根据每根钻柱的实际长度计算每根钻柱运动的开始时间对应的测井仪器的实际位置；第二计算模块，用于由每根钻柱开始时间对应的吊钩高度及其对应的测井仪器的实际位置计算出每根钻柱运动过程中每一处吊钩高度对应的测井仪器的位置；以及第一处理模块，用于对计算出的测井仪器的位置进行分段平差处理，得到平差后的测井仪器的位置。
本发明实施例中，对测井仪器的位置进行分段平差处理。具体地，读取操作时间窗口文件，获取每柱钻柱运行的时间区间即开始时间startTi[j]、结束时间endTi[j]以及操作时间窗口总数i，由于操作时间窗口总数即为钻柱的数量，因此，这里的i也可以是指钻柱的总数，其中，j取1,2,3……i。再读取全记录文件中的吊钩高度数据，获取每柱钻柱运行开始时与结束时的吊钩高度startDp[j]和endDp[j]，这样也就得到了当前钻柱的测长ceLen[j]＝Abs(startDp[j]-endDp[j])。接着将每柱钻柱测长值ceLen[j]与钻柱表按顺序比较获取当前钻柱的上修钻位pBit[j](钻柱开始运行时仪器实际位置)以及实长值reLen[j]。然后依据每柱的上修钻位pBit[j]及运行时间区间内记录的吊钩高度值tm.dp得到每个吊钩高度值对应的仪器位置dp＝pBit[j]+(startDp[j]-tm.dp)(由于上测过程和下测过程基本类似，本发明实施例以上测过程为例进行说明)。最后将上述得到的测井仪器的每个位置进行分段平差，平差算法为：平差后仪器位置＝pBit[j]+[(reLen[j]/ceLen[j])*(tm.dp-pBit[j])]，生成连续单调的时深数据文件。
根据本发明实施例，通过分段平差处理的方式对计算结果进行处理，实现对计算结果的修正，提高了计算结果的准确性。
可选地，第二计算单元包括：第三计算模块，用于由每根钻柱的测量长度计算得到井深的总测长；第一确定模块，用于确定有效钻柱总长，其中，有效钻柱总长为所有钻柱的实际总长度(即测井时所用的所有钻柱的累加长度，即井深的实际长度)；第二确定模块，用于以有效钻柱总长为起点，由操作时间窗口记录的运动区间的吊钩高度得到连续的测井仪器的位置；以及第二处理模块，用于对每一个测井仪器的位置进行整体平差处理，得到平差后的测井仪器的位置。
本实施例中，计算得到每根钻柱的测量长度之后，计算全井段的总测长＝sum(celen[j])，即每根钻柱的测量长度之和；再以有效钻柱总长为起始点，按运行时间区间内记录的吊钩高度值tm.dp得到连续的仪器位置；最后将上述得到的每个仪器位置进行整体平差，平差算法为：平差后仪器位置＝有效钻柱总长+[(有效钻柱总长/总测长)*(仪器位置-有效钻柱总长)]，生成连续单调的时深数据文件。
需要说明的是，上述方案是以上测数据处理过程为例，下测同上测处理方法一样，这里不再重复叙述。
根据本发明实施例，通过全井段整体平差处理的方式对计算结果进行处理，实现对计算结果的修正，提高了计算结果的准确性。
优选地，第一获取单元包括：第二获取模块，用于获取记录的测井过程中用于悬挂钻柱的吊钩的负荷曲线和高度曲线；第三确定模块，用于利用坐卸卡瓦判别线从负荷曲线中确定钻柱运动的区间，其中，负荷曲线上处于坐卸卡瓦判别线上的部分为钻柱运动时吊钩的负荷曲线；第四确定模块，用于将钻柱运动的区间及其对应的吊钩的高度曲线部分作为操作时间窗口。
具体地，如图4所示，当吊钩负荷曲线上穿坐卸卡瓦判别线时，确定为“卸卡”，仪器开始上提(或下放)；当吊钩负荷曲线下穿坐卸卡瓦判别线时，确定为“坐卡”，仪器停止运动。
从图4可以看出，当前操作窗口开始与截止时间点均是由“坐卸卡瓦判别线”判别出来的(坐卸卡瓦判别线与负荷曲线的交点对应的时间)。
进一步优选地，但是为了尽可能的得到吊钩负荷处于重载时的完整吊钩高度值。在实际操作中，人为设置了一个时间调整因子△t，这样就可以通过对所有自动判别出来的操作时间窗口向两边分别扩展△t，△t设置原则保证操作窗口边界处的吊钩处于静止状态，通常设为1s即可。这样就得到了吊钩处于重载时间区间的完整吊钩高度值。由于寻找坐卡时间点与寻找卸卡时间点原理相同，因此在此流程图中略去，唯一不同点是坐卡时间点＝tmti+△t。
优选地，第一获取单元包括：第三获取模块，用于获取记录的测井过程中磁定位仪器的信号曲线；第五确定模块，用于从信号曲线上确定连续波动的曲线部分，作为钻柱运动的区间；第六确定模块，用于将钻柱运动的区间及其对应的吊钩的高度曲线部分作为操作时间窗口。
根据本发明实施例，通过利用磁定位仪器数据自动判别操作时间窗口的算法与利用吊钩负荷传感器数据进行自动判别的算法基本相同，不同之处主要为磁定位数据是有符号的，使用前应先取绝对值。另外利用磁定位仪器数据可以直接判别出接近井口的操作时间窗口，相比于吊钩负荷判别方式更为方便、高效。
通过对本发明实施例的描述，可以看出，本发明实施例的方案可以达到如下技术效果：
1、通过加入抗绞车模型吊钩漂移算法，且测井人员不再需要全程监控仪器位置，而只需要监控现场工况产生时的软件发出的报警响应，基本可实现全程无值守的存储式测井目的，大大减轻了工作人员的负担；
2、仪器位置在测井过程中不再实时计算与存储，而采用测后离线数据分析方法，根据测井过程中实时存储的吊钩高度数据恢复计算仪器位置，避免了现场多种干扰造成的仪器深度数据漏失、错位等一系列问题，同时也降低了测井过程中异常工况时钻柱需反复测量的工作量，提高了测井效率及测井成功率。
3、现有深度跟踪方法在仪器靠近井口时由于吊钩负荷值在轻重载切换时变化不太明显，需要通过手动坐卸卡瓦的方式与井队协同工作帮助软件实现坐卸卡瓦的判别，而本发明采用的方法对于仪器靠近井口时的时深数据编辑，只需测后根据井下仪器存储的磁定位数据或者吊钩高度运行轨迹即可获取准确的坐卸卡瓦时间，并按吊钩高度值实现对仪器位置的获取。
4、采用了整段平差方法结合抗绞车模型吊钩漂移算法完美解决了现有存储式测井中人为修改吊钩高度造成的深度跳变以及钻柱序列紊乱问题，该深度测量方法目前涵盖了常规井钻机、通(修)井机和连续油管机测井作业。
5、采用软件图形化编辑方式，使整个深度跟踪过程形象化，使操作人员更容易授受、学习和操作，进一步增强操作人员作业的信心。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机仪器(可为个人计算机、服务器或者网络仪器等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于钻柱输送测井仪器的时深获取方法，其特征在于，包括：
从在测井过程中预先存储的操作时间窗口文件中获取用于记录钻柱运动的区间及其对应的吊钩高度的操作时间窗口；
从所述操作时间窗口中获取每根钻柱运动的开始时间和结束时间；
获取所述开始时间对应的吊钩高度和所述结束时间对应吊钩高度；
根据所述开始时间对应的吊钩高度和所述结束时间对应吊钩高度计算每根钻柱的测量长度；以及
根据每根钻柱的测量长度及其在所述操作时间窗口记录的运动区间的吊钩高度计算得到该吊钩高度对应的测井仪器的位置；
其中，从在测井过程中预先存储的操作时间窗口文件中获取用于记录钻柱运动的区间及其对应的吊钩高度的操作时间窗口包括：
获取记录的测井过程中用于悬挂钻柱的吊钩的负荷曲线和高度曲线；利用坐卸卡瓦判别线从所述负荷曲线中确定钻柱运动的区间，其中，所述负荷曲线上处于坐卸卡瓦判别线上的部分为钻柱运动时吊钩的负荷曲线；将所述钻柱运动的区间及其对应的吊钩的高度曲线部分作为所述操作时间窗口；
或，
获取记录的测井过程中磁定位仪器的信号曲线；从所述信号曲线上确定连续波动的曲线部分，作为钻柱运动的区间；将所述钻柱运动的区间及其对应的吊钩的高度曲线部分作为所述操作时间窗口。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据每根钻柱的测量长度及其在所述操作时间窗口记录的运动区间的吊钩高度计算得到该吊钩高度对应的测井仪器的位置包括：
获取每根钻柱的实际长度；
根据每根钻柱的实际长度计算每根钻柱运动的开始时间对应的所述测井仪器的实际位置；
由每根钻柱开始时间对应的吊钩高度及其对应的所述测井仪器的实际位置计算出每根钻柱运动过程中每一处吊钩高度对应的测井仪器的位置；以及
对计算出的所述测井仪器的位置进行分段平差处理，得到平差后的所述测井仪器的位置。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据每根钻柱的测量长度及其在所述操作时间窗口记录的运动区间的吊钩高度计算得到该吊钩高度对应的测井仪器的位置包括：
由每根钻柱的测量长度计算得到井深的总测长；
确定有效钻柱总长，其中，所述有效钻柱总长为所有钻柱的实际总长度；
以所述有效钻柱总长为起点，由所述操作时间窗口记录的运动区间的吊钩高度得到连续的所述测井仪器的位置；以及
对每一个所述测井仪器的位置进行整体平差处理，得到平差后的所述测井仪器的位置。
4.一种基于钻柱输送测井仪器的时深获取装置，其特征在于，包括：
第一获取单元，用于从在测井过程中预先存储的操作时间窗口文件中获取用于记录钻柱运动的区间及其对应的吊钩高度的操作时间窗口；
第二获取单元，用于从所述操作时间窗口中获取每根钻柱运动的开始时间和结束时间；
第三获取单元，用于获取所述开始时间对应的吊钩高度和所述结束时间对应吊钩高度；
第一计算单元，用于根据所述开始时间对应的吊钩高度和所述结束时间对应吊钩高度计算每根钻柱的测量长度；以及
第二计算单元，用于根据每根钻柱的测量长度及其在所述操作时间窗口记录的运动区间的吊钩高度计算得到该吊钩高度对应的测井仪器的位置；
其中，第一获取单元包括：
第二获取模块，用于获取记录的测井过程中用于悬挂钻柱的吊钩的负荷曲线和高度曲线；第三确定模块，用于利用坐卸卡瓦判别线从所述负荷曲线中确定钻柱运动的区间，其中，所述负荷曲线上处于坐卸卡瓦判别线上的部分为钻柱运动时吊钩的负荷曲线；第四确定模块，用于将所述钻柱运动的区间及其对应的吊钩的高度曲线部分作为所述操作时间窗口；
或，
第三获取模块，用于获取记录的测井过程中磁定位仪器的信号曲线；第五确定模块，用于从所述信号曲线上确定连续波动的曲线部分，作为钻柱运动的区间；
第六确定模块，用于将所述钻柱运动的区间及其对应的吊钩的高度曲线部分作为所述操作时间窗口。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二计算单元包括：
第一获取模块，用于获取每根钻柱的实际长度；
第一计算模块，用于根据每根钻柱的实际长度计算每根钻柱运动的开始时间对应的所述测井仪器的实际位置；
第二计算模块，用于由每根钻柱开始时间对应的吊钩高度及其对应的所述测井仪器的实际位置计算出每根钻柱运动过程中每一处吊钩高度对应的测井仪器的位置；以及
第一处理模块，用于对计算出的所述测井仪器的位置进行分段平差处理，得到平差后的所述测井仪器的位置。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二计算单元包括：
第三计算模块，用于由每根钻柱的测量长度计算得到井深的总测长；
第一确定模块，用于确定有效钻柱总长，其中，所述有效钻柱总长为所有钻柱的实际总长度；
第二确定模块，用于以所述有效钻柱总长为起点，由所述操作时间窗口记录的运动区间的吊钩高度得到连续的所述测井仪器的位置；以及
第二处理模块，用于对每一个所述测井仪器的位置进行整体平差处理，得到平差后的所述测井仪器的位置。
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