CN108533244A - 用于自动识别钻井井下状态的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于自动识别钻井井下状态的方法，其包括：进行系统初始化操作，创建循环并初始化钻井状态参数；接收钻井现场仪器采集的当前钻井状态参数集合；从当前钻井状态参数集合中自动挑选用以识别钻井状态所需的参数序列；对参数序列进行质量校验；将通过质量校验的参数序列输入自动识别模块中进行识别；输出所识别的状态结果。本发明的系统包括初始化模块、数据接收模块、数据项筛选模块、数据质量校验模块、单位制转换模块、钻井状态自动识别算法模块和数据库组成。该系统可帮助后方的技术人员和专家实时直观地把握钻井状态及变化过程，借助其他软件或根据人工经验判断潜在风险，优化钻井参数，提高钻井效率话安全性。
Description
技术领域
本发明涉及油气井钻井技术领域，具体而言，涉及用于自动识别钻井井下状态的方法及系统。
背景技术
目前，各大油公司、油田服务公司都已经或正在研发钻井远程实时监测与指挥系统，远在后方的钻井专家、地质专家和钻井项目管理人员可以利用该系统进行钻井过程的远程实时跟踪监测，实时观测录井仪/MWD/LWD等仪器传回的各种参数，进行事故诊断及方案优化，进而指导现场施工。
然而，目前的系统仅仅传输展示参数本身，而对于每时每刻的钻井井下状态(如钻进、起钻、下钻、循环、划眼等等)，只能由专家凭经验和知识人为思考判断，这种人工判断方法速度慢、不直观，而且对于年轻技术人员或者非钻井领域的其他技术人员来说，是难以做到的或者不准确的，其结果是延误了钻井事故分析。
目前的研究均停留在针对数据远程传输、数据监测和事故诊断方法，而没有关于钻井过程中井下状态的自动识别的研究。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，提供了一种用于自动识别钻井井下状态的方法。该方法包括以下步骤：
进行系统初始化操作，创建循环并初始化钻井状态参数；
接收钻井现场仪器采集的当前钻井状态参数集合；
从所述当前钻井状态参数集合中自动挑选用以识别钻井状态所需的参数序列；
对所述参数序列进行质量校验；
将通过质量校验的参数序列输入自动识别模块中进行识别；
输出所识别的状态结果。
根据本发明的一个实施例，在用于自动识别钻井井下状态的方法中，用以识别钻井状态所需的参数序列包括：
采集时间T、当前井深-MD、钻头位置-BD、转盘转速-RPM、大钩负荷-WOH、钻压-WOB、钻速-ROP、立管压力-SPP。
根据本发明的一个实施例，在用于自动识别钻井井下状态的方法中，将通过质量校验的参数序列输入自动识别模块中进行识别的步骤还包括：
对所述参数序列中的各个参数进行识别操作的优先级别设定；
按照针对所述参数序列中各个参数的优先级别进行自动识别，
其中，钻速的优先级别设定为最高。
根据本发明的一个实施例，在用于自动识别钻井井下状态的方法中，按照针对所述参数序列中各个参数的优先级别进行自动识别的步骤包括：
步骤1、判断是否有进尺，即ROP是否为0，设定条件ROP>0.1，条件为真则转步骤2，否则转步骤3；
步骤2、判断转盘是否转动，即RPM是否为0，设定条件RPM>1，条件为真则输出状态参数ST＝转盘钻进，否则输出状态参数ST＝滑动钻进；
步骤3、判断钻头是否在井底，设定条件BD＝MD，条件为真则转步骤4，否则转步骤6；
步骤4、判断是否有钻井液泵入，即SPP是否为0，设定条件SPP>0.1，条件为真则转步骤5，否则输出状态参数ST＝溢流检测；
步骤5、判断转盘是否转动，设定RPM>1，条件为真则输出状态参数ST＝转盘钻进，否则输出状态参数ST＝滑动钻进或井底循环(依据实际钻井方式区分，而实际钻井方式对于一口特定钻井来说是确定的)；
步骤6、判断钻头位置是否有变化，即钻头位置BD在最近一段时间内是否为恒定值，条件为真则转步骤7，否则转步骤10；
步骤7、判断大钩负荷与钻压的关系，设定条件WHO>WOB，条件为真则转步骤8，否则转步骤17；
步骤8、判断是否有钻井液泵入，设定条件立管压力SPP>0.1，条件为真则转步骤9，否则转步骤18；
步骤9、判断转盘是否转动，设定条件转盘转速RPM>1，条件为真则输出状态参数ST＝井下故障处理，否则输出状态参数ST＝非井底循环；
步骤10、判断钻头位置是否在增大，即钻头位置BD在最近一段时间内是否为持续增大，条件为真则转步骤11，否则转步骤14；
步骤11、判断转盘是否转动，设定条件转盘转速RPM>1，条件为真则转步骤12，否则转步骤13；
步骤12、判断是否有钻井液泵入，设定条件立管压力SPP>0.1，条件为真则输出状态参数ST＝划眼，否则输出状态参数ST＝下钻时活动钻具；
步骤13、判断是否有钻井液泵入，设定条件SPP>0.1，条件为真则输出ST＝下钻时冲洗井壁，否则输出状态参数ST＝下钻；
步骤14、判断转盘是否转动，设定条件RPM>1，条件为真则转步骤15，否则转步骤16；
步骤15、判断是否有钻井液泵入，设定条件SPP>0.1，条件为真则输出ST＝倒划眼，否则输出ST＝起钻时活动钻具；
步骤16、判断是否有钻井液泵入，设定条件SPP>0.1，条件为真则输出ST＝起钻时冲洗井壁，否则输出ST＝起钻；
步骤17、判断大钩负荷与钻压的关系，设定条件WHO＝WOB，条件为真则输出ST＝滑钢丝绳，否则输出ST＝滑割钢丝绳；
步骤18、判断转盘是否转动，设定条件RPM>1，条件为真则输出ST＝参数检查，否则输出ST＝溢流检测。
以上数值中的0.1或者1均为参考值，实际应用中可根据仪器误差进行相应调整。例如，判断条件中设定条件立管压力SPP>0.1时表明有钻井液泵入，这里的0.1可以根据实际误差测定设定为更小的值如0.05，或者更大的值0.2。其他情况与此类似，不再解释。因此，这里的数值对本发明没有限制意义。
根据本发明的一个实施例，在用于自动识别钻井井下状态的方法中，在对所述参数序列进行校验之后，对校验通过的参数序列进行单位归一化处理操作。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种用以自动识别钻井井下状态的系统。该系统包括：
系统初始化模块，其用以进行系统初始化操作，创建循环并初始化钻井状态参数；
数据接收模块，其用以接收钻井现场仪器采集的当前钻井状态参数集合；
数据项筛选模块，其用以从所述当前钻井状态参数集合中自动挑选用以识别钻井状态所需的参数序列；
数据质量校验模块，其用以对所述参数序列进行质量校验；
自动识别模块，其用以对通过质量校验的参数序列进行自动状态识别；
输出模块，其用以输出所识别的状态结果。
根据本发明的一个实施例，在用于自动识别钻井井下状态的系统中，用以识别钻井状态所需的参数序列包括：
采集时间T、当前井深-MD、钻头位置-BD、转盘转速-RPM、大钩负荷-WOH、钻压-WOB、钻速-ROP、立管压力-SPP。
根据本发明的一个实施例，在用于自动识别钻井井下状态的系统中，所述自动识别模块还用于：
对所述参数序列中的各个参数进行识别操作的优先级别设定；
按照针对所述参数序列中各个参数的优先级别进行自动识别，
其中，钻速的优先级别设定为最高。
根据本发明的一个实施例，在用于自动识别钻井井下状态的系统中，针对所述参数序列中各个参数的优先级别进行自动识别包括：
步骤1、判断是否有进尺，即ROP是否为0，设定条件ROP>0.1，条件为真则转步骤2，否则转步骤3；
步骤2、判断转盘是否转动，即RPM是否为0，设定条件RPM>1，条件为真则输出状态参数ST＝转盘钻进，否则输出状态参数ST＝滑动钻进；
步骤3、判断钻头是否在井底，设定条件BD＝MD，条件为真则转步骤4，否则转步骤6；
步骤4、判断是否有钻井液泵入，即SPP是否为0，设定条件SPP>0.1，条件为真则转步骤5，否则输出状态参数ST＝溢流检测；
步骤5、判断转盘是否转动，设定RPM>1，条件为真则输出状态参数ST＝转盘钻进，否则输出状态参数ST＝滑动钻进或井底循环(依据实际钻井方式区分，而实际钻井方式对于1口特定钻井来说是确定的)；
步骤6、判断钻头位置是否有变化，即钻头位置BD在最近一段时间内是否为恒定值，条件为真则转步骤7，否则转步骤10；
步骤7、判断大钩负荷与钻压的关系，设定条件WHO>WOB，条件为真则转步骤8，否则转步骤17；
步骤8、判断是否有钻井液泵入，设定条件立管压力SPP>0.1，条件为真则转步骤9，否则转步骤18；
步骤9、判断转盘是否转动，设定条件转盘转速RPM>1，条件为真则输出状态参数ST＝井下故障处理，否则输出状态参数ST＝非井底循环；
步骤10、判断钻头位置是否在增大，即钻头位置BD在最近一段时间内是否为持续增大，条件为真则转步骤11，否则转步骤14；
步骤11、判断转盘是否转动，设定条件转盘转速RPM>1，条件为真则转步骤12，否则转步骤13；
步骤12、判断是否有钻井液泵入，设定条件立管压力SPP>0.1，条件为真则输出状态参数ST＝划眼，否则输出状态参数ST＝下钻时活动钻具；
步骤13、判断是否有钻井液泵入，设定条件SPP>0.1，条件为真则输出ST＝下钻时冲洗井壁，否则输出状态参数ST＝下钻；
步骤14、判断转盘是否转动，设定条件RPM>1，条件为真则转步骤15，否则转步骤16；
步骤15、判断是否有钻井液泵入，设定条件SPP>0.1，条件为真则输出ST＝倒划眼，否则输出ST＝起钻时活动钻具；
步骤16、判断是否有钻井液泵入，设定条件SPP>0.1，条件为真则输出ST＝起钻时冲洗井壁，否则输出ST＝起钻；
步骤17、判断大钩负荷与钻压的关系，设定条件WHO＝WOB，条件为真则输出ST＝滑钢丝绳，否则输出ST＝滑割钢丝绳；
步骤18、判断转盘是否转动，设定条件RPM>1，条件为真则输出ST＝参数检查，否则输出ST＝溢流检测。
以上数值中的0.1或者1均为参考值，实际应用中可根据仪器误差进行相应调整。例如，判断条件中设定条件立管压力SPP>0.1时表明有钻井液泵入，这里的0.1可以根据实际误差测定设定为更小的值如0.05，或者更大的值0.2。其他情况与此类似，不再解释。因此，这里的数值对本发明没有限制意义。
根据本发明的一个实施例，用于自动识别钻井井下状态的系统还包括单位制转换模块，其用以在对所述参数序列进行校验之后，对校验通过的参数序列进行单位归一化处理操作。
本发明可用于钻井过程中，通过接入钻井工程参数，自动识别钻井状态，从而为远在井场之外的技术人员实时准确把握这一状态，进而针对这一状态展开技术分析，做出方案优化、事故诊断等决策。本发明提供的自动识别钻井井下状态的方法和系统有利于提高钻井远程实时监测的时效性和信息全面性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1显示了采用本发明的自动识别钻井状态的系统进行操作的总体流程图；
图2为根据本发明进行自动识别钻井状态的部分详细流程图；
图3为根据本发明进行自动识别钻井状态的一部分详细流程图；以及
图4为根据本发明进行自动识别钻井状态的另一部分详细流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本发明实施例作进一步地详细说明。
如图1所示，其中显示了采用本发明的自动识别钻井状态的系统进行操作的总体流程图。
本方法的总体步骤包括：
首先，通过自动识别系统的系统初始化模块进行系统的初始化操作，创建循环并初始化钻井状态参数。在本发明的一个实施例中，初始化模块将钻井状态参数初始化为空。
接下来，通过数据接收模块接收来自钻井数据采集传输系统的或者说是钻井现场仪器采集的当前钻井状态参数集合。然后，系统从当前钻井状态参数集合中自动挑选用以识别钻井状态所需的参数序列。这一步骤可以通过系统中包括的数据项筛选模块来完成。
例如，根据本发明的识别需要，参数序列可包括以下项：采集时间T、当前井深-MD、钻头位置-BD、转盘转速-RPM、大钩负荷-WOH、钻压-WOB、钻速-ROP、立管压力-SPP。
接下来，对上述采集的参数序列进行质量校验。质量校验的目的是粗略地剔除一些因为传感器误差带来的假数据。然后，将通过质量校验的参数序列输入自动识别模块中进行识别，根据识别的参数确定出钻井所处的状态，最后输出所识别的状态结果。一般地，可通过显示器向操作人员进行显示，或者通过其他媒介来显示给操作人员。在一个实施例中，将采集时间T和钻井状态ST同时显示出来。
根据本发明的一个实施例，在用于自动识别钻井井下状态的方法中，将通过质量校验的参数序列输入自动识别模块中进行识别的步骤还包括：
对所述参数序列中的各个参数进行识别操作的优先级别设定；
按照针对所述参数序列中各个参数的优先级别进行自动识别，
其中，对钻速进行识别的优先级别设定为最高。
具体说，如图2所示，其中显示了一个详细的自动识别钻井状态的过程示意图。根据本发明的一个实施例，在用于自动识别钻井井下状态的方法中，按照针对所述参数序列中各个参数的优先级别进行自动识别的步骤包括：
步骤1、判断是否有进尺，即钻速ROP是否为0，设定条件ROP>0.1，条件为真则转步骤2，否则转步骤3。当钻速为零时，还不能完全确定当前钻井状态，需要进一步在步骤3所进行的判断。
步骤2、判断转盘是否转动，即RPM是否为0，设定条件RPM>1，条件为真则输出状态参数ST＝转盘钻进，否则输出状态参数ST＝滑动钻进；
步骤3、判断钻头是否在井底，设定条件钻头位置BD＝井深MD，条件为真则转步骤4，否则转步骤6；
步骤4、判断是否有钻井液泵入，即SPP是否为0，设定条件SPP>0.1，条件为真则转步骤5，否则输出状态参数ST＝溢流检测；
步骤5、判断转盘是否转动，设定RPM>1，条件为真则输出状态参数ST＝转盘钻进，否则输出状态参数ST＝滑动钻进或井底循环(依据实际钻井方式区分，而实际钻井方式对于一口特定钻井来说是确定的)；
步骤6、判断钻头位置是否有变化，即钻头位置BD在最近一段时间内是否为恒定值，条件为真则转步骤7，否则转步骤10；
步骤7、判断大钩负荷与钻压的关系，设定条件WHO>WOB，条件为真则转步骤8，否则转步骤17；
步骤8、判断是否有钻井液泵入，设定条件立管压力SPP>0.1，条件为真则转步骤9，否则转步骤18；
步骤9、判断转盘是否转动，设定条件转盘转速RPM>1，条件为真则输出状态参数ST＝井下故障处理，否则输出状态参数ST＝非井底循环；
如图3所示，方法执行到步骤10，判断钻头位置是否在增大，即钻头位置BD在最近一段时间内是否为持续增大，条件为真则转步骤11，否则转步骤14；
步骤11、判断转盘是否转动，设定条件转盘转速RPM>1，条件为真则转步骤12，否则转步骤13；
步骤12、判断是否有钻井液泵入，设定条件立管压力SPP>0.1，条件为真则输出状态参数ST＝划眼，否则输出状态参数ST＝下钻时活动钻具；
步骤13、判断是否有钻井液泵入，设定条件SPP>0.1，条件为真则输出ST＝下钻时冲洗井壁，否则输出状态参数ST＝下钻；
如图4所示，方法进行到步骤14，判断转盘是否转动，设定条件RPM>1，条件为真则转步骤15，否则转步骤16；
在步骤15中，判断是否有钻井液泵入，设定条件SPP>0.1，条件为真则输出ST＝倒划眼，否则输出状态参数ST＝起钻时活动钻具；
在步骤16中，判断是否有钻井液泵入，设定条件SPP>0.1，条件为真则输出状态参数ST＝起钻时冲洗井壁，否则输出状态参数ST＝起钻；
接下来，回到图3，在步骤17中，判断大钩负荷与钻压的关系，设定条件WHO＝WOB，条件为真则输出状态参数ST＝滑钢丝绳，否则输出状态参数ST＝滑割钢丝绳；
回到图2，在步骤18中，判断转盘是否转动，设定条件转盘转速RPM>1，条件为真时，则输出状态参数ST＝参数检查，否则输出状态参数ST＝溢流检测。
根据本发明的一个实施例，在用于自动识别钻井井下状态的方法中，在对所述参数序列进行校验之后，对校验通过的参数序列进行单位归一化处理操作。如果在质量校验过程中，校验的结果是所有的参数均合格，则采用单位制转换模块对参数序列进行单位制转换，以确保采用统一的单位。例如以下参数的单位统一成，当前井深MD-m、钻头位置BD-m、转盘转速RPM-r/min、大钩负荷WHO-kN、钻压WOB-kN、钻速ROP-m/h、立管压力SPP-MPa。
如上所述，本发明还提出了一种用以自动识别钻井井下状态的系统，其基于实时采集的钻井工程参数，通过遴选可用于钻井状态识别的参数序列并进行数据质量校验，利用本发明的自动识别方法实时识别出钻井状态(钻进、起钻、下钻、划眼、循环、静止等)，并根据更新的工程参数自动更新这一状态。进而为远程监测人员、钻井风险控制系统、智能化钻井系统等提供钻井状态检测工具，提高自动监测的智能化程度。
根据本发明的实施例，用以自动识别钻井井下状态的系统包括：
系统初始化模块，其用以进行系统初始化操作，创建循环并初始化钻井状态参数；
数据接收模块，其用以接收钻井现场仪器采集的当前钻井状态参数集合；
数据项筛选模块，其用以从所述当前钻井状态参数集合中自动挑选用以识别钻井状态所需的参数序列；
数据质量校验模块，其用以对所述参数序列进行质量校验；
自动识别模块，其用以对通过质量校验的参数序列进行自动状态识别；
输出模块，其用以输出所识别的状态结果。
本发明可利用综合录井仪等仪器采集的力学、水力等相关参数自动识别钻井过程中井下的工作状态，包括钻进、起钻、下钻、循环钻井液、划眼、倒划眼等。本发明的系统包括初始化模块、数据接收模块、数据项筛选模块、数据质量校验模块、单位制转换模块、钻井状态自动识别算法模块和数据库组成。从钻井数据采集传输系统中实时获取最新的参数集，筛选出钻井状态识别所需的参数序列，进行质量校验和单位制转换后，送入钻井状态识别算法模块，输出此时刻的钻井状态，包括钻进、起下钻、循环、处理事故、划眼等等。该系统可帮助后方的技术人员和专家实时直观地把握钻井状态及变化过程，借助其他软件或根据人工经验判断潜在风险，优化钻井参数，提高钻井效率话安全性。
应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。
说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。
虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种用于自动识别钻井井下状态的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
进行系统初始化操作，创建循环并初始化钻井状态参数；
接收钻井现场仪器采集的当前钻井状态参数集合；
从所述当前钻井状态参数集合中自动挑选用以识别钻井状态所需的参数序列；
对所述参数序列进行质量校验；
将通过质量校验的参数序列输入自动识别模块中进行识别；
输出所识别的状态结果。
2.如权利要求1所述的用于自动识别钻井井下状态的方法，其特征在于，用以识别钻井状态所需的参数序列包括：
采集时间T、当前井深-MD、钻头位置-BD、转盘转速-RPM、大钩负荷-WOH、钻压-WOB、钻速-ROP、立管压力-SPP。
3.如权利要求2所述的用于自动识别钻井井下状态的方法，其特征在于，将通过质量校验的参数序列输入自动识别模块中进行识别的步骤还包括：
对所述参数序列中的各个参数进行识别操作的优先级别设定；
按照针对所述参数序列中各个参数的优先级别进行自动识别，
其中，钻速的优先级别设定为最高。
4.如权利要求3所述的用于自动识别钻井井下状态的方法，其特征在于，按照针对所述参数序列中各个参数的优先级别进行自动识别的步骤包括：
步骤1、判断是否有进尺，即判断ROP是否为0，设定条件ROP>0.1，条件为真则转步骤2，否则转步骤3；
步骤2、判断转盘是否转动，即RPM是否为0，设定条件RPM>1，条件为真则输出状态参数ST＝转盘钻进，否则输出状态参数ST＝滑动钻进；
步骤3、判断钻头是否在井底，设定条件BD＝MD，条件为真则转步骤4，否则转步骤6；
步骤4、判断是否有钻井液泵入，即SPP是否为0，设定条件SPP>0.1，条件为真则转步骤5，否则输出状态参数ST＝溢流检测；
步骤5、判断转盘是否转动，设定RPM>1，条件为真则输出状态参数ST＝转盘钻进，否则输出状态参数ST＝滑动钻进或井底循环；
步骤6、判断钻头位置是否有变化，即钻头位置BD在最近一段时间内是否为恒定值，条件为真则转步骤7，否则转步骤10；
步骤7、判断大钩负荷与钻压的关系，设定条件WHO>WOB，条件为真则转步骤8，否则转步骤17；
步骤8、判断是否有钻井液泵入，设定条件立管压力SPP>0.1，条件为真则转步骤9，否则转步骤18；
步骤9、判断转盘是否转动，设定条件转盘转速RPM>1，条件为真则输出状态参数ST＝井下故障处理，否则输出状态参数ST＝非井底循环；
步骤10、判断钻头位置是否在增大，即钻头位置BD在最近一段时间内是否为持续增大，条件为真则转步骤11，否则转步骤14；
步骤11、判断转盘是否转动，设定条件转盘转速RPM>1，条件为真则转步骤12，否则转步骤13；
步骤12、判断是否有钻井液泵入，设定条件立管压力SPP>0.1，条件为真则输出状态参数ST＝划眼，否则输出状态参数ST＝下钻时活动钻具；
步骤13、判断是否有钻井液泵入，设定条件SPP>0.1，条件为真则输出ST＝下钻时冲洗井壁，否则输出状态参数ST＝下钻；
步骤14、判断转盘是否转动，设定条件RPM>1，条件为真则转步骤15，否则转步骤16；
步骤15、判断是否有钻井液泵入，设定条件SPP>0.1，条件为真则输出ST＝倒划眼，否则输出ST＝起钻时活动钻具；
步骤16、判断是否有钻井液泵入，设定条件SPP>0.1，条件为真则输出ST＝起钻时冲洗井壁，否则输出ST＝起钻；
步骤17、判断大钩负荷与钻压的关系，设定条件WHO＝WOB，条件为真则输出ST＝滑钢丝绳，否则输出ST＝滑割钢丝绳；
步骤18、判断转盘是否转动，设定条件RPM>1，条件为真则输出ST＝参数检查，否则输出ST＝溢流检测。
5.如权利要求4所述的用于自动识别钻井井下状态的方法，其特征在于，在对所述参数序列进行校验之后，对校验通过的参数序列进行单位归一化处理操作。
6.一种用以自动识别钻井井下状态的系统，其特征在于，所述系统包括：
系统初始化模块，其用以进行系统初始化操作，创建循环并初始化钻井状态参数；
数据接收模块，其用以接收钻井现场仪器采集的当前钻井状态参数集合；
数据项筛选模块，其用以从所述当前钻井状态参数集合中自动挑选用以识别钻井状态所需的参数序列；
数据质量校验模块，其用以对所述参数序列进行质量校验；
自动识别模块，其用以对通过质量校验的参数序列进行自动状态识别；
输出模块，其用以输出所识别的状态结果。
7.如权利要求6所述的用于自动识别钻井井下状态的系统，其特征在于，用以识别钻井状态所需的参数序列包括：
采集时间T、当前井深-MD、钻头位置-BD、转盘转速-RPM、大钩负荷-WOH、钻压-WOB、钻速-ROP、立管压力-SPP。
8.如权利要求7所述的用于自动识别钻井井下状态的系统，其特征在于，所述自动识别模块还用于：
对所述参数序列中的各个参数进行识别操作的优先级别设定；
按照针对所述参数序列中各个参数的优先级别进行自动识别，
其中，钻速的优先级别设定为最高。
9.如权利要求8所述的用于自动识别钻井井下状态的系统，其特征在于，针对所述参数序列中各个参数的优先级别进行自动识别包括：
步骤1、判断是否有进尺，即ROP是否为0，设定条件ROP>0.1，条件为真则转步骤2，否则转步骤3；
步骤2、判断转盘是否转动，即RPM是否为0，设定条件RPM>1，条件为真则输出状态参数ST＝转盘钻进，否则输出状态参数ST＝滑动钻进；
步骤3、判断钻头是否在井底，设定条件BD＝MD，条件为真则转步骤4，否则转步骤6；
步骤4、判断是否有钻井液泵入，即SPP是否为0，设定条件SPP>0.1，条件为真则转步骤5，否则输出状态参数ST＝溢流检测；
步骤5、判断转盘是否转动，设定RPM>1，条件为真则输出状态参数ST＝转盘钻进，否则输出状态参数ST＝滑动钻进或井底循环；
步骤6、判断钻头位置是否有变化，即钻头位置BD在最近一段时间内是否为恒定值，条件为真则转步骤7，否则转步骤10；
步骤7、判断大钩负荷与钻压的关系，设定条件WHO>WOB，条件为真则转步骤8，否则转步骤17；
步骤8、判断是否有钻井液泵入，设定条件立管压力SPP>0.1，条件为真则转步骤9，否则转步骤18；
步骤9、判断转盘是否转动，设定条件转盘转速RPM>1，条件为真则输出状态参数ST＝井下故障处理，否则输出状态参数ST＝非井底循环；
步骤10、判断钻头位置是否在增大，即钻头位置BD在最近一段时间内是否为持续增大，条件为真则转步骤11，否则转步骤14；
步骤11、判断转盘是否转动，设定条件转盘转速RPM>1，条件为真则转步骤12，否则转步骤13；
步骤12、判断是否有钻井液泵入，设定条件立管压力SPP>0.1，条件为真则输出状态参数ST＝划眼，否则输出状态参数ST＝下钻时活动钻具；
步骤13、判断是否有钻井液泵入，设定条件SPP>0.1，条件为真则输出状态参数ST＝下钻时冲洗井壁，否则输出状态参数ST＝下钻；
步骤14、判断转盘是否转动，设定条件RPM>1，条件为真则转步骤15，否则转步骤16；
步骤15、判断是否有钻井液泵入，设定条件SPP>0.1，条件为真则输出状态参数ST＝倒划眼，否则输出状态参数ST＝起钻时活动钻具；
步骤16、判断是否有钻井液泵入，设定条件SPP>0.1，条件为真则输出状态参数ST＝起钻时冲洗井壁，否则输出状态参数ST＝起钻；
步骤17、判断大钩负荷与钻压的关系，设定条件WHO＝WOB，条件为真则输出状态参数ST＝滑钢丝绳，否则输出状态参数ST＝滑割钢丝绳；
步骤18、判断转盘是否转动，设定条件RPM>1，条件为真则输出状态参数ST＝参数检查，否则输出状态参数ST＝溢流检测。
10.如权利要求9所述的用于自动识别钻井井下状态的系统，其特征在于，所述系统还包括单位制转换模块，其用以在对所述参数序列进行校验之后，对校验通过的参数序列进行单位归一化处理操作。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112878911A (zh) * | 2021-01-20 | 2021-06-01 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种随钻测井上传参数自适应调整方法、装置、设备和存储介质 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3982432A (en) * | 1975-01-15 | 1976-09-28 | Hammond William D | Well monitoring and analyzing system |
| CN2491602Y (zh) * | 2001-07-08 | 2002-05-15 | 冉训 | 钻机升降系统运行状态监控装置 |
| US20070284147A1 (en) * | 2005-02-01 | 2007-12-13 | Smith International, Inc. | System for optimizing drilling in real time |
| CN101696627A (zh) * | 2009-10-30 | 2010-04-21 | 湖北工业大学 | 一种钻井过程事故监测方法 |
| US20120217067A1 (en) * | 2009-09-21 | 2012-08-30 | Mebane Iii Robert Eugene | Systems and methods for improving drilling efficiency |
| US20130126243A1 (en) * | 2007-03-02 | 2013-05-23 | Tech-Star Fluid Systems Inc. | Drilling fluid and method for drilling a wellbore |
| CN103556985A (zh) * | 2013-11-06 | 2014-02-05 | 上海神开石油化工装备股份有限公司 | 一种适用于液压钻机的钻机工作状态自动识别方法 |
| WO2016172038A1 (en) * | 2015-04-19 | 2016-10-27 | Schlumberger Technology Corporation | Wellsite report system |
| CN106321064A (zh) * | 2016-08-22 | 2017-01-11 | 中国石油天然气股份有限公司 | 钻井参数的控制方法及装置 |
-
2017
- 2017-03-01 CN CN201710117888.0A patent/CN108533244B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3982432A (en) * | 1975-01-15 | 1976-09-28 | Hammond William D | Well monitoring and analyzing system |
| CN2491602Y (zh) * | 2001-07-08 | 2002-05-15 | 冉训 | 钻机升降系统运行状态监控装置 |
| US20070284147A1 (en) * | 2005-02-01 | 2007-12-13 | Smith International, Inc. | System for optimizing drilling in real time |
| US20130126243A1 (en) * | 2007-03-02 | 2013-05-23 | Tech-Star Fluid Systems Inc. | Drilling fluid and method for drilling a wellbore |
| US20120217067A1 (en) * | 2009-09-21 | 2012-08-30 | Mebane Iii Robert Eugene | Systems and methods for improving drilling efficiency |
| CN101696627A (zh) * | 2009-10-30 | 2010-04-21 | 湖北工业大学 | 一种钻井过程事故监测方法 |
| CN103556985A (zh) * | 2013-11-06 | 2014-02-05 | 上海神开石油化工装备股份有限公司 | 一种适用于液压钻机的钻机工作状态自动识别方法 |
| WO2016172038A1 (en) * | 2015-04-19 | 2016-10-27 | Schlumberger Technology Corporation | Wellsite report system |
| CN106321064A (zh) * | 2016-08-22 | 2017-01-11 | 中国石油天然气股份有限公司 | 钻井参数的控制方法及装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112878911A (zh) * | 2021-01-20 | 2021-06-01 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种随钻测井上传参数自适应调整方法、装置、设备和存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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