具体实施方式
本申请实施例通过提供一种提高卡钻处理效果的双向液压震击方法和系统,解决了现有技术中单向液压震击器对于复杂井况难以灵活运用,容易意外激发而导致落鱼事故的技术问题。实现了根据卡钻位置实现双向液压震击,能够实现在高强度严苛环境下多次使用,从而提高事故处理效率的技术目的。
下面,将参考附图详细的描述本申请的示例实施例,显然,所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例,而不是本申请的全部实施例,应理解,本申请不受这里描述的示例实施例的限制。
申请概述
在钻井过程中,难免会发生卡钻事故。地层原因、钻井液性能不良、操作不当等都可能造成卡钻。现有技术中还存在着单向液压震击器对于复杂井况难以灵活运用,容易意外激发而导致落鱼事故的技术问题。
针对上述技术问题,本申请提供的技术方案总体思路如下:
本申请提供了一种提高卡钻处理效果的双向液压震击方法,其中,所述方法包括:获得第一卡钻位置;获得所述第一卡钻位置处的第一岩层信息;对所述第一岩层信息进行岩层特性分析,获得第一孔隙压力;由所述第一孔隙压力获得第一冲击力阈值,所述第一冲击力阈值为第一液压震击器的冲击力所处阈值;获得第一钻具在所述第一卡钻位置处与所述第一岩层信息的第一接触面积;获得所述第一卡钻位置处所述第一钻具所受的第一摩擦阻力;由所述第一接触面积和所述第一摩擦阻力确定第一震击模式,其中,所述第一震击模式包括第一震击方向和第一冲击力,所述第一冲击力处于所述第一冲击力阈值之内;将所述第一震击模式发送至所述震击控制系统。
在介绍了本申请基本原理后,下面将结合说明书附图来具体介绍本申请的各种非限制性的实施方式。
实施例一
如图1所示,本申请实施例提供了一种提高卡钻处理效果的双向液压震击分析方法,其中,所述方法还包括:
步骤S100:获得第一卡钻位置;
具体而言,钻井过程中,由于各种原因造成的钻具陷进井内不能自由活动的现象,称为卡钻。而震击器用于随钻使用,将处于拉伸状态的钻具内部的潜在能量转化成动能,在震击发生后,这种动能将一股动力波传递给被卡的钻具,从而使钻具解卡。地层原因、钻井液性能不良、操作不当等都可能造成卡钻,卡钻事故发生时,必须针对不同情况进行分析,以便有效的解卡。所述第一卡钻位置为发生卡钻时钻头位于井段的具体位置,由钻头内部的位置传感器获得,通过获得所述第一卡钻位置,从而获得钻头与井底的相对距离,为后续确定液压震击器的震击方向及力度奠定了基础。
步骤S200:获得所述第一卡钻位置处的第一岩层信息;
步骤S300:对所述第一岩层信息进行岩层特性分析,获得第一孔隙压力;
具体而言,不同特性的岩层,发生卡钻的类型不同,解卡时震击器的可用冲击力范围也不同。所述第一岩层信息包括岩层硬度、抗剪切强度、研磨性、岩石的可钻性。获得所述第一岩层信息之后,对所述第一岩层信息进行岩层特性分析,从而获得该岩层的所述第一孔隙压力。所述第一孔隙压力是指作用在岩石孔隙流体(包括油、气、水)上的压力,也叫地层孔隙压力。通过获得所述第一孔隙压力,从而确定对于该岩层的钻井冲击力。
步骤S400:由所述第一孔隙压力获得第一冲击力阈值,所述第一冲击力阈值为第一液压震击器的冲击力所处阈值;
具体而言,在获得所述第一孔隙压力之后,依据该岩层的孔隙压力进一步确定所述第一液压震击器随钻使用时的冲击力阈值,通过确保所述第一液压震击器的冲击力处于所述第一冲击力阈值,防止解卡过程中破坏岩层,从而导致其余卡钻事故的发生。所述第一液压震击器为一双向液压震击器,操作者可以通过调整推拉力,可以释放最大或最小的力,并控制其震击方向。通过在发生卡钻事故时能输送超重的双向冲击力,能实现在较为严苛的环境和工作强度下工作。
步骤S500:获得第一钻具在所述第一卡钻位置处与所述第一岩层信息的第一接触面积;
具体而言,所述第一接触面积为发生卡钻事故时,所述第一钻具与所述第一岩层信息中井壁的接触面积,所述第一接触面积不同,液压震击器进行解卡时的冲击力不同;此外,所述第一接触面积不同,卡钻事故发生的类型及特点也不同。举例而言,发生压差卡钻时,压差可使粘卡卡的更结实,有正压差存在可将钻柱压向井壁一边,进一步缩小了吸附面间的间隙,增强了吸附力,并进一步扩大了钻柱与井壁的接触面积。通过获得所述第一接触面积,为准确获得所述第一液压震击器的冲击力大小奠定了基础。
步骤S600:获得所述第一卡钻位置处所述第一钻具所受的第一摩擦阻力;
具体而言,由所述第一钻具内置的力传感器获得所述第一卡钻位置处所述第一钻具所受的第一摩擦阻力,所述第一摩擦阻力与岩层的特性及卡钻类型有关。所述第一摩擦阻力越大,解卡时所需的液压震击器冲击力越大。
步骤S700:由所述第一接触面积和所述第一摩擦阻力确定第一震击模式,其中,所述第一震击模式包括第一震击方向和第一冲击力,所述第一冲击力处于所述第一冲击力阈值之内;
具体而言,所述第一接触面积和所述第一摩擦阻力用于确定所述第一液压震击器进行震击操作时的冲击力大小及方向。所述第一接触面积越大,所述第一摩擦阻力越大,则所述第一液压震击器解卡时所需的冲击力越大。举例而言,当钻柱卡在井底,所述第一液压震击器受到拉力,则所述第一摩擦阻力向下,所述第一震击模式中所述第一震击方向为向上,且所述第一冲击力由所述第一摩擦阻力和所述第一接触面积决定;当钻柱从井底解卡,所述第一液压震击器受到推力,则所述第一摩擦阻力向下,所述第一震击模式中所述第一震击方向为向下。且所述第一冲击力处于所述第一冲击力阈值之内,从而在实现智能输出双向的力来解卡之外,还能进一步确保震击安全。
步骤S800:将所述第一震击模式发送至所述震击控制系统。
具体而言,所述第一震击模式包括所述第一震击方向和所述第一冲击力。在确定所述第一震击模式之后,将所述第一震击模式发送至所述震击控制系统,由所述震击控制系统控制所述第一液压震击器开始震击操作。
进一步而言,本申请实施例步骤S600还包括:
步骤S601:获得所述第一摩擦阻力的第一受力方向;
步骤S602:依据所述第一受力方向确定所述第一震击方向;
步骤S603:获得所述第一液压震击器的第一受力大小;
步骤S604:获得所述第一液压震击器中的第一液体特征;
步骤S605:由所述第一液体特征获得所述第一受力大小与冲击力的第一对应关系;
步骤S606:依据所述第一受力大小和所述第一对应关系确定所述第一冲击力。
具体而言,所述第一受力方向为所述第一液压震击器所受的推力或拉力的方向,由力传感器获得,当所述第一受力方向为向上时,所述第一震击方向为向上;当所述第一受力方向为向下时,所述第一震击方向为向下。液压震击器中液体流动的速度可控制工具激发所需的时间,拉伸或压缩力大,激发所需时间就短,否则激发所需时间就长。因此所述第一液体特征中的液体流动速度,从而决定了激发时间。所述第一对应关系为所述第一受力大小与冲击力的第一对应关系。液压震击器激发条件不需要预先设置激发门限值,何时激发,激发产生的力有多大等,都取决于拉伸或压缩的幅度。因此通过确定所述第一对应关系及所述第一受力大小,即可确定所述第一冲击力大小。
进一步而言,本申请实施例步骤S605还包括:
步骤S6051:由所述第一液体特征获得第一液体的第一流速;
步骤S6052:获得所述第一液压震击器的第一结构特性;
步骤S6053:由所述第一流速和所述第一结构特性获得第一激发时间;
步骤S6054:由所述第一激发时间获得所述第一液压震击器的第一激发灵敏度;
步骤S6055:由所述第一激发灵敏度构建第一激发受力数据集;
步骤S6056:将所述第一受力大小、所述第一激发受力数据集输入至第一冲击力预测模型,获得所述第一冲击力。
具体而言,所述第一液压震击器的工作原理为:液压震击器由两个活塞组成,由一个阀将这两个活塞隔开。当拉伸或压缩的力施加到处于激发状态的液压震击器上时,一个活塞中的液体就被压缩,并在受到很大的流动阻力的情况下流向另一个活塞。因此所述第一液压震击器的内部构造以及所述第一液体的流速决定了所述第一液压震击器的激发时间。而由所述第一激发时间决定了所述第一激发灵敏度。所述第一激发受力数据集包括所述第一液压震击器在所述第一激发灵敏度下,液压震击器的各受力大小对应的冲击力大小的数据集合。通过将所述第一受力大小、所述第一激发受力数据集输入至第一冲击力预测模型,从而确定所述第一冲击力。所述第一冲击力预测模型为一神经网络模型,具有不断学习、获取经验来处理数据的特点,使得所述第一冲击力的获得更为准确。
进一步而言,本申请实施例步骤S6056还包括:
步骤S60561:将所述第一受力大小、所述第一激发受力数据集输入至第一冲击力预测模型进行训练,第一冲击力预测模型通过多组训练数据训练所得,其中,所述多组训练数据中的每一组训练数据均包括:所述第一受力大小、所述第一激发受力数据集和所述第一冲击力的标识信息;
步骤S60562:获得所述第一冲击力预测模型的第一输出结果,所述第一输出结果为所述第一冲击力。
具体而言,所述第一冲击力预测模型为一神经网络模型,所述神经网络模型通过多组训练数据训练获得,所述神经网络模型即机器学习中的神经网络模型,它反映了人脑功能的许多基本特征,是一个高度复杂的非线性动力学习系统。所述神经网络模型通过训练数据训练的过程本质上为监督学习的过程。所述多组中的训练数据中的每一组训练数据均包括所述第一受力大小、所述第一激发受力数据集和所述第一冲击力的标识信息;在获得所述第一受力大小、所述第一激发受力数据集的情况下,神经网络模型会输出所述第一冲击力的标识信息来对神经网络模型输出的所述第一冲击力进行校验,如果输出的所述第一冲击力同标识的所述第一冲击力相一致,则本数据监督学习完成,则进行下一组数据监督学习;如果输出的所述第一冲击力同标识的所述第一冲击力不一致,则神经网络模型自身进行调整,直到神经网络模型达到预期的准确率后,进行下一组数据的监督学习。通过训练数据使神经网络模型自身不断地修正、优化,通过监督学习的过程来提高神经网络模型处理所述数据的准确性,进而使得所述第一冲击力更加准确。
进一步而言,本申请实施例步骤S603还包括:
步骤S6031:由所述第一孔隙压力获得第二冲击力阈值,其中,所述第二冲击力阈值为防止所述第一液压震击器误激发的冲击力阈值;
步骤S6032:由所述第一对应关系和所述第二冲击力阈值获得第一阈值;
步骤S6033:判断所述第一受力大小是否处于所述第一阈值;
步骤S6034:若所述第一受力大小处于所述第一阈值,获得第一禁止激发指令;
步骤S6035:将所述第一禁止激发指令发送至所述震击控制系统。
具体而言,当液压震击器再次处于激发位置后,如果有足够的时间使它来完成冲程,它会再次激发。导致液压震击器即使在只受到最小的拉伸或压缩力的情况下,最后都会激发,意外激发会导致落鱼事故,特别使在直井中。因此通过获得所述第二冲击力阈值,所述第二冲击力阈值为,当钻具的所述第一受力大小处于所述第一阈值时,液压震击器的冲击力不足以使得钻头继续前进的冲击力阈值,即钻具受岩层孔隙力大小较小而导致钻具无法前进。当判断所述第一受力大小处于所述第一阈值时,控制所述震击控制系统禁止激发所述第一液压震击器进行激发操作,从而防止意外激发导致事故发生。
进一步而言,本申请实施例步骤S400还包括:
步骤S401:获得所述第一钻具的第一生产特性;
步骤S402:由所述第一生产特性获得所述第一钻具的第一紧固程度;
步骤S403:由所述第一紧固程度获得第一调整信息;
步骤S404:依据所述第一调整信息对所述第一冲击力阈值进行调整。
具体而言,落鱼是指在钻具因断钻具、卡钻等事故发生后,在处理过程中,掉入或落入井下的钻具部分,称之为落鱼。而落鱼事故的发生除了误激发之外,钻具的结构不够紧固导致钻头等部位掉落也是其原因之一。因此通过获得所述第一钻具的第一生产特性,确定所述第一钻具的紧固程度,依据使用钻具的紧固程度调整所述第一液压震击器的冲击力阈值,从而防止因冲击力过大,而钻具不够紧固而发生的落鱼事故。
进一步而言,本申请实施例步骤S601还包括:
步骤S6011:通过对所述第一岩层信息进行所述岩层特性分析,获得第一井段的第一岩层特性;
步骤S6012:由所述第一岩层特性和所述第一摩擦阻力生成第一卡钻记录;
步骤S6013:通过所述第一卡钻记录获得第一标记类型;
步骤S6014:获得第一标记指令;
步骤S6015:依据所述第一标记指令,按照所述第一标记类型对所述第一井段进行标记。
具体而言,在所述第一钻具起钻、下钻过程中,通过对岩层特性分析,获得所述第一岩层特性,将所述第一岩层特性与下钻过程中的钻具的摩擦阻力进行详细记录,并依据记录内容对该井段进行钻井分析,依据分析结果对对应井段进行标记,举例而言,可通过获得该井段发生的事故类型、适合的钻井方式对其进行不同类型的标记,从而为相似井层的钻井工作提供了参考,提高了钻井效率。
综上所述,本申请实施例所提供的一种提高卡钻处理效果的双向液压震击方法具有如下技术效果:
1、由于采用了通过获得卡钻位置的岩层特性以及钻具与岩层的接触面积,设定液压震击器的冲击力阈值,并根据液压震击器的受力情况确定震击方向与冲击力大小,并确保震击器的冲击力处于所述第一冲击力阈值,实现了根据卡钻位置实现双向液压震击,且能够实现在高强度严苛环境下多次使用,从而提高事故处理效率的技术目的。
2、由于采用了将所述第一受力大小、所述第一激发受力数据集输入至第一冲击力预测模型进行训练,所述第一冲击力预测模型通过训练数据对输出结果进行训练,从而依据输出结果进一步获得所述第一冲击力,基于训练模型能够不断学习、获取经验来处理数据的特点,使得所获得的所述第一冲击力更为准确。
实施例二
基于与前述实施例中一种提高卡钻处理效果的双向液压震击方法同样发明构思,本发明还提供了一种提高卡钻处理效果的双向液压震击系统,如图2所示,所述系统包括:
第一获得单元11,所述第一获得单元11用于获得第一卡钻位置;
第二获得单元12,所述第二获得单元12用于获得所述第一卡钻位置处的第一岩层信息;
第三获得单元13,所述第三获得单元13用于对所述第一岩层信息进行岩层特性分析,获得第一孔隙压力;
第四获得单元14,所述第四获得单元14用于由所述第一孔隙压力获得第一冲击力阈值,所述第一冲击力阈值为第一液压震击器的冲击力所处阈值;
第五获得单元15,所述第五获得单元15用于获得第一钻具在所述第一卡钻位置处与所述第一岩层信息的第一接触面积;
第六获得单元16,所述第六获得单元16用于获得所述第一卡钻位置处所述第一钻具所受的第一摩擦阻力;
第七获得单元17,所述第七获得单元17用于由所述第一接触面积和所述第一摩擦阻力确定第一震击模式,其中,所述第一震击模式包括第一震击方向和第一冲击力,所述第一冲击力处于所述第一冲击力阈值之内;
第一发送单元18,所述第一发送单元18用于将所述第一震击模式发送至所述震击控制系统。
进一步的,所述系统还包括:
第八获得单元,所述第八获得单元用于获得所述第一摩擦阻力的第一受力方向;
第九获得单元,所述第九获得单元用于依据所述第一受力方向确定所述第一震击方向;
第十获得单元,所述第十获得单元用于获得所述第一液压震击器的第一受力大小;
第十一获得单元,所述第十一获得单元用于获得所述第一液压震击器中的第一液体特征;
第十二获得单元,所述第十二获得单元用于由所述第一液体特征获得所述第一受力大小与冲击力的第一对应关系;
第十三获得单元,所述第十三获得单元用于依据所述第一受力大小和所述第一对应关系确定所述第一冲击力。
进一步的,所述系统还包括:
第十四获得单元,所述第十四获得单元用于由所述第一液体特征获得第一液体的第一流速;
第十五获得单元,所述第十五获得单元用于获得所述第一液压震击器的第一结构特性;
第十六获得单元,所述第十六获得单元用于由所述第一流速和所述第一结构特性获得第一激发时间;
第十七获得单元,所述第十七获得单元用于由所述第一激发时间获得所述第一液压震击器的第一激发灵敏度;
第十八获得单元,所述第十八获得单元用于由所述第一激发灵敏度构建第一激发受力数据集;
第一输入单元,所述第一输入单元用于将所述第一受力大小、所述第一激发受力数据集输入至第一冲击力预测模型,获得所述第一冲击力。
进一步的,所述系统还包括:
第二输入单元,所述第二输入单元用于将所述第一受力大小、所述第一激发受力数据集输入至第一冲击力预测模型进行训练,第一冲击力预测模型通过多组训练数据训练所得,其中,所述多组训练数据中的每一组训练数据均包括:所将所述第一受力大小、所述第一激发受力数据集和所述第一冲击力的标识信息;
第十九获得单元,所述第十九获得单元用于获得所述第一冲击力预测模型的第一输出结果,所述第一输出结果为所述第一冲击力。
进一步的,所述系统还包括:
第二十获得单元,所述第二十获得单元用于由所述第一孔隙压力获得第二冲击力阈值,其中,所述第二冲击力阈值为防止所述第一液压震击器误激发的冲击力阈值;
第二十一获得单元,所述第二十一获得单元用于由所述第一对应关系和所述第二冲击力阈值获得第一阈值;
第一判断单元,索书号第一判断单元用于判断所述第一受力大小是否处于所述第一阈值;
第二十二获得单元,所述第二十二获得单元用于若所述第一受力大小处于所述第一阈值,获得第一禁止激发指令;
第二发送指令,所述第二发送指令用于将所述第一禁止激发指令发送至所述震击控制系统。
进一步的,所述系统还包括:
第二十三获得单元,所述第二十三获得单元用于获得所述第一钻具的第一生产特性;
第二十四获得单元,所述第二十四获得单元用于由所述第一生产特性获得所述第一钻具的第一紧固程度;
第二十五获得单元,所述第二十五获得单元用于由所述第一紧固程度获得第一调整信息;
第一调整单元,所述第一调整单元用于依据所述第一调整信息对所述第一冲击力阈值进行调整。
进一步的,所述系统还包括:
第二十六获得单元,所述第二十六获得单元用于通过对所述第一岩层信息进行所述岩层特性分析,获得第一井段的第一岩层特性;
第二十七获得单元,所述第二十七获得单元用于由所述第一岩层特性和所述第一摩擦阻力生成第一卡钻记录;
第二十八获得单元,所述第二十八获得单元用于通过所述第一卡钻记录获得第一标记类型;
第二十九获得单元,所述第二十九获得单元用于获得第一标记指令;
第一标记单元,所述第一标记单元用于依据所述第一标记指令,按照所述第一标记类型对所述第一井段进行标记。
前述图1实施例一中的一种提高卡钻处理效果的双向液压震击方法和具体实例同样适用于本实施例的一种提高卡钻处理效果的双向液压震击系统,通过前述对一种提高卡钻处理效果的双向液压震击方法的详细描述,本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中一种提高卡钻处理效果的双向液压震击系统,所以为了说明书的简洁,在此不再详述。
示例性电子设备
下面参考图3来描述本申请实施例的电子设备。
图3图示了根据本申请实施例的电子设备的结构示意图。
基于与前述实施例一种提高卡钻处理效果的双向液压震击方法的发明构思,本发明还提供一种提高卡钻处理效果的双向液压震击系统,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现前文所述一种提高卡钻处理效果的双向液压震击方法的任一方法的步骤。
其中,在图3中,总线架构(用总线300来代表),总线300可以包括任意数量的互联的总线和桥,总线300将包括由处理器302代表的一个或多个处理器和存储器304代表的存储器的各种电路链接在一起。总线300还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起,这些都是本领域所公知的,因此,本文不再对其进行进一步描述。总线接口305在总线300和接收器301和发送器303之间提供接口。接收器301和发送器303可以是同一个元件,即收发机,提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。
处理器302负责管理总线300和通常的处理,而存储器304可以被用于存储处理器302在执行操作时所使用的数据。
本申请提供了一种提高卡钻处理效果的双向液压震击方法,其中,所述方法包括:获得第一卡钻位置;获得所述第一卡钻位置处的第一岩层信息;对所述第一岩层信息进行岩层特性分析,获得第一孔隙压力;由所述第一孔隙压力获得第一冲击力阈值,所述第一冲击力阈值为第一液压震击器的冲击力所处阈值;获得第一钻具在所述第一卡钻位置处与所述第一岩层信息的第一接触面积;获得所述第一卡钻位置处所述第一钻具所受的第一摩擦阻力;由所述第一接触面积和所述第一摩擦阻力确定第一震击模式,其中,所述第一震击模式包括第一震击方向和第一冲击力,所述第一冲击力处于所述第一冲击力阈值之内;将所述第一震击模式发送至所述震击控制系统。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的系统。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令系统的制造品,该指令系统实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。