CN114562255A - 一种井下钻压扭矩随钻测量仪及井下钻压扭矩的测量方法 - Google Patents
一种井下钻压扭矩随钻测量仪及井下钻压扭矩的测量方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114562255A CN114562255A CN202210194401.XA CN202210194401A CN114562255A CN 114562255 A CN114562255 A CN 114562255A CN 202210194401 A CN202210194401 A CN 202210194401A CN 114562255 A CN114562255 A CN 114562255A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bit
- torque
- value
- weight
- drilling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/06—Measuring temperature or pressure
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/007—Measuring stresses in a pipe string or casing
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/01—Devices for supporting measuring instruments on drill bits, pipes, rods or wirelines; Protecting measuring instruments in boreholes against heat, shock, pressure or the like
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
Abstract
本发明公开了一种井下钻压扭矩随钻测量仪及井下钻压扭矩的测量方法,其属于随钻测井技术领域,包括:仪器主体,为两端具有开口的中空结构,所述仪器主体的两端均设置有外螺纹管段;外压传感器,设置于所述仪器主体的外侧壁;内压传感器,设置于所述仪器主体的内侧壁;两个应变片,沿所述仪器主体的周向间隔设置于所述仪器主体的外侧壁;所述井下钻压扭矩随钻测量仪能够连接至读取设备以读取扭矩测量值和钻压测量值。井下钻压扭矩的测量方法使用上述的井下钻压扭矩随钻测量仪对井下钻压和井下扭矩进行测量。本发明能够对扭矩测量值和钻压测量值进行校正,以消除内外液压差对扭矩测量值和钻压测量值的影响。
Description
技术领域
本发明涉及随钻测井技术领域,尤其涉及一种井下钻压扭矩随钻测量仪及井下钻压扭矩的测量方法。
背景技术
钻井过程中,对井况及力学参数进行监控,对于提高钻井效率、减少钻具磨损、提高钻探精度以及延长钻具与钻探设备的使用寿命都具有重要意义。
在对力学参数进行检测时,钻压与扭矩的测量容易受到复杂钻井环境的影响,地面测量值与井下实际值之间存在较大误差,使得地面人员对井下情况不能够进行充分了解。
发明内容
本发明的目的在于提供一种井下钻压扭矩随钻测量仪及井下钻压扭矩的测量方法,以解决现有技术中存在的对井下钻压和扭矩进行测量时,地面测量值与井下实际值之间存在较大误差的技术问题。
如上构思,本发明所采用的技术方案是:
一种井下钻压扭矩随钻测量仪,包括:
仪器主体,为两端具有开口的中空结构,所述仪器主体的两端均设置有外螺纹管段;
外压传感器,设置于所述仪器主体的外侧壁;
内压传感器,设置于所述仪器主体的内侧壁;
两个应变片,沿所述仪器主体的周向间隔设置于所述仪器主体的外侧壁;
所述井下钻压扭矩随钻测量仪能够连接至读取设备以读取扭矩测量值和钻压测量值。
可选地,所述井下钻压扭矩随钻测量仪还包括电池,所述电池设于所述仪器主体的中空腔内。
可选地,所述仪器主体上设置有数据读取出口。
可选地,所述仪器主体的外侧壁设置有第一刻槽,所述外压传感器设于所述第一刻槽内。
可选地,所述仪器主体的内侧壁设置有第二刻槽,所述内压传感器设于所述第二刻槽内。
可选地,沿所述仪器主体的周向间隔设置于所述仪器主体的外侧壁设置有两个第三刻槽,两个所述应变片分别位于两个所述第三刻槽内,两个所述第三刻槽圆周间隔180°。
一种井下钻压扭矩的测量方法,使用上述的井下钻压扭矩随钻测量仪对井下钻压和井下扭矩进行测量,井口处支设有井口固定装置和井架;
所述井下钻压扭矩的测量方法包括如下步骤:
S1、将井下钻压扭矩随钻测量仪连接至读取设备以或者扭矩测量值和钻压测量值;
S2、将所述井下钻压扭矩随钻测量仪悬挂在所述井口固定装置上,读取第一扭矩测量值和第一钻压测量值,获取第一扭矩实际值和第一钻压实际值,所述第一扭矩测量值、所述第一钻压测量值、所述第一扭矩实际值和所述第一钻压实际值组成第一组数据;
S3、完成所述井下钻压扭矩随钻测量仪与上部仪器的打扣并形成钻具串,将所述井口固定装置解除,所述钻具串悬挂在所述井架上,读取第二扭矩测量值和第二钻压测量值,获取第二扭矩实际值和第二钻压实际值,所述第二扭矩测量值、所述第二钻压测量值、所述第二扭矩实际值和所述第二钻压实际值组成第二组数据;
S4、井下扭矩的测量值与实际值之间为线性耦合关系,井下钻压的测量值与实际值之间为线性耦合关系,利用所述第一组数据和所述第二组数据,并结合公式:
W测=A×W+B×T;T测=C×W+D×T;
获得耦合系数A、B、C和D;
式中,W测为钻压测量值,T测为扭矩测量值,W为钻压实际值,T为扭矩实际值;
S5、在所述钻具串的深度与钻井深度之间的差值小于设定值时且所述钻具串的钻头尚未接触待钻地层时,启动泥浆泵,读取第三扭矩测量值T3和第三钻压测量值W3,并读取外压传感器(2)的读数Pout0和内压传感器(3)的读数Pin0,对实际钻压值和实际扭矩值进行校正,得到初步校正实际钻压值W’1和初步校正实际扭矩值T’1:
W’1=W×E;T’1=T×F;
式中,E=W3/(Pin0-Pout0),F=T3/(Pin0-Pout0)。
可选地,所述井下钻压扭矩的测量方法还包括以下步骤:
S6、在停钻时,停止所述泥浆泵,读取第四扭矩测量值T4和第四钻压测量值W4,并读取所述外压传感器的读数和所述内压传感器的读数,此时所述外压传感器的读数和所述内压传感器的读数均为P0,消除液压对井下钻压和扭矩的测量值的影响,对实际钻压值和实际扭矩值进行再次校正,得到最终校正实际钻压值W’2和校正实际扭矩值T’2:
W’2=W’1×G;T’2=T’1×H;
式中,G=W4/P0,H=T4/P0,W’1为初步校正实际钻压值,T’1为初步校正实际扭矩值。
可选地,在所述步骤S3中,若钻具串部分浸入泥浆中,需要对所述第二钻压实际值进行校正。
可选地,在所述步骤S3中,若钻具串部分浸入泥浆中,所述第二钻压实际值的校正值为:
W2×(1-ρ泥浆/ρ钻具);
式中,W2为所述第二钻压实际值,ρ泥浆为泥浆的密度,ρ钻具为钻具的密度。
本发明提出的井下钻压扭矩随钻测量仪在使用时,将仪器主体通过两端的外螺纹管段连接至钻具串上,并将井下钻压扭矩随钻测量仪连接至读取设备以读取扭矩测量值和钻压测量值。然后将井下钻压扭矩随钻测量仪悬挂在井口固定装置上,读取第一扭矩测量值和第一钻压测量值,获取第一扭矩实际值和第一钻压实际值,第一扭矩测量值、第一钻压测量值、第一扭矩实际值和第一钻压实际值组成第一组数据。接着完成井下钻压扭矩随钻测量仪与上部仪器的打扣并形成钻具串,将井口固定装置解除,钻具串悬挂在井架上,读取第二扭矩测量值和第二钻压测量值,获取第二扭矩实际值和第二钻压实际值,第二扭矩测量值、第二钻压测量值、第二扭矩实际值和第二钻压实际值组成第二组数据。再接着,由于井下扭矩的测量值与实际值之间为线性耦合关系,井下钻压的测量值与实际值之间为线性耦合关系,利用第一组数据和第二组数据,并结合公式:W测=A×W+B×T;T测=C×W+D×T;获得耦合系数A、B、C和D。最后,在钻具串的深度与钻井深度之间的差值小于设定值时且钻具串的钻头尚未接触待钻地层时,启动泥浆泵,读取第三扭矩测量值T3和第三钻压测量值W3,并读取外压传感器的读数Pout0和内压传感器的读数Pin0,对实际钻压值和实际扭矩值进行校正,得到初步校正实际钻压值W’1和初步校正实际扭矩值T’1:W’1=W×E;T’1=T×F;式中,E=W3/(Pin0-Pout0),F=T3/(Pin0-Pout0);也即消除了内外液压差对扭矩测量值和钻压测量值的影响,实现了对扭矩测量值和钻压测量值的校正,消除了地面测量值与井下实际值之间的误差。
本发明提出的井下钻压扭矩的测量方法,采用上述的井下钻压扭矩随钻测量仪对井下钻压和井下扭矩进行测量,能够消除钻井环境中内外液压差对扭矩测量值和钻压测量值的影响,实现了对扭矩测量值和钻压测量值的校正,消除了地面测量值与井下实际值之间的误差。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍,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,还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的井下钻压扭矩随钻测量仪的剖面示意图;
图2是本发明实施例一提供的钻具串的部分结构示意图。
图中:
1、仪器主体;11、外螺纹管段;
2、外压传感器;
3、内压传感器;
4、应变片;
5、数据读取出口;
10、钻头。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚,下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中,术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
参见图1和图2,本实施例提供一种井下钻压扭矩随钻测量仪,其能够准确测得井下的钻压和扭矩。
具体地,井下钻压扭矩随钻测量仪包括仪器主体1、外压传感器2、内压传感器3和两个应变片4。
仪器主体1为两端具有开口的中空结构,仪器主体1的两端均设置有外螺纹管段11;外压传感器2设置于仪器主体1的外侧壁;内压传感器3设置于仪器主体1的内侧壁;两个应变片4沿仪器主体1的周向间隔设置于仪器主体1的外侧壁。井下钻压扭矩随钻测量仪能够连接至读取设备以读取扭矩测量值和钻压测量值。
具体地,两个应变片4分别为钻压应变片和扭矩应变片。
可选地,仪器主体1的外径尺寸可以为4.75英寸、6.75英寸或者8.25英寸。当然,在具体操作时,仪器主体1的外径尺寸根据需要进行选择即可。
本实施例提供的井下钻压扭矩随钻测量仪在使用时,将仪器主体1通过两端的外螺纹管段11连接至钻具串上,并将井下钻压扭矩随钻测量仪连接至读取设备以读取扭矩测量值和钻压测量值。
具体地,钻具串包括井下钻压扭矩随钻测量仪和钻头10,钻头10连接在井下钻压扭矩随钻测量仪的下端。
然后将井下钻压扭矩随钻测量仪悬挂在井口固定装置上,读取第一扭矩测量值和第一钻压测量值,获取第一扭矩实际值和第一钻压实际值,第一扭矩测量值、第一钻压测量值、第一扭矩实际值和第一钻压实际值组成第一组数据。
接着完成井下钻压扭矩随钻测量仪与上部仪器的打扣并形成钻具串,将井口固定装置解除,钻具串悬挂在井架上,读取第二扭矩测量值和第二钻压测量值,获取第二扭矩实际值和第二钻压实际值,第二扭矩测量值、第二钻压测量值、第二扭矩实际值和第二钻压实际值组成第二组数据。
再接着,由于井下扭矩的测量值与实际值之间为线性耦合关系,井下钻压的测量值与实际值之间为线性耦合关系,利用第一组数据和第二组数据,并结合公式:W测=A×W+B×T;T测=C×W+D×T;获得耦合系数A、B、C和D,式中,W测为钻压测量值,T测为扭矩测量值,W为钻压实际值,T为扭矩实际值。
具体地,将第一组数据代入公式:W测=A×W+B×T;T测=C×W+D×T。将第二组数据代入公式:W测=A×W+B×T;T测=C×W+D×T。能够获得两个二元一次方程组,从而求解得到耦合系数A、B、C和D。
最后,在钻具串的深度与钻井深度之间的差值小于设定值时且钻具串的钻头尚未接触待钻地层时,启动泥浆泵,读取第三扭矩测量值T3和第三钻压测量值W3,并读取外压传感器2的读数Pout0和内压传感器3的读数Pin0,对实际钻压值和实际扭矩值进行校正,得到初步校正实际钻压值W’1和初步校正实际扭矩值T’1:W’1=W×E;T’1=T×F;式中,E=W3/(Pin0-Pout0),F=T3/(Pin0-Pout0);也即消除了内外液压差对扭矩测量值和钻压测量值的影响,实现了对扭矩测量值和钻压测量值的校正。
具体地,设定值可以根据需要进行设置,例如为15cm或者10cm。也即在钻具串接近钻井深度且钻具串的钻头尚未接触待钻地层时,启动泥浆泵,读取第三扭矩测量值T3和第三钻压测量值W3,并读取外压传感器2的读数Pout0和内压传感器3的读数Pin0,对实际钻压值和实际扭矩值进行校正。
具体地,通过设置应变片及相应的组桥方式获得扭矩测量值和钻压测量值是非常成熟的现有技术,在此不进行详细介绍。
现有技术中,钻井过程中的近钻头钻压与扭矩分别高达数十吨与数万牛米,压强接近二百兆帕,因此为了保证仪器的测量准确性,需要在此范围内对仪器进行刻度与标定。但是,刻度设备价格昂贵,不易获得;高钻压,高扭矩及高压强下的刻度实验有安全隐患,操作不当会威胁人身安全;刻度条件与实际井下环境仍存在较大区别,因此无法完全确定各影响因素的作用;应变测量对于仪器的老化及使用后发生的轻微变形都非常敏感,因此需要频繁地刻度与标定以保证测量精度,这更增加了仪器的使用成本。
而本申请中,无需对井下钻压扭矩随钻测量仪进行刻度,成本低廉,操作安全,精度更高。
优选地,本实施例中,井下钻压扭矩随钻测量仪还包括电池,电池设于仪器主体1的中空腔内。优选地,仪器主体1的内壁设置有电池安装槽,电池安装于电池安装槽内。通过在仪器主体1内设置电池,实现了井下钻压扭矩随钻测量仪的独立供电。
优选地,仪器主体1上设置有数据读取出口5。通过将数据读取出口5与读取设备连接,能够读取扭矩测量值和钻压测量值。
优选地,本实施例中,仪器主体1的外侧壁设置有第一刻槽,外压传感器2设于第一刻槽内。仪器主体1的内侧壁设置有第二刻槽,内压传感器3设于第二刻槽内。优选地,刻槽位置距离外螺纹管段11的距离要大于100mm,免受螺纹打扣扭矩的影响,
优选地,沿仪器主体1的周向,于仪器主体1的外侧壁间隔设置有两个第三刻槽,两个应变片4分别位于两个第三刻槽内,两个第三刻槽圆周间隔180°。进一步地,两个第三刻槽圆周间隔180°,误差应小于+/-0.5°。应变片4的贴片角度误差要求小于+/-0.5°。
实施例二
本实施例提供一种井下钻压扭矩的测量方法,使用实施例一中的井下钻压扭矩随钻测量仪对井下钻压和井下扭矩进行测量,井口处支设有井口固定装置和井架。
井下钻压扭矩的测量方法包括如下步骤:
S1、将井下钻压扭矩随钻测量仪连接至读取设备以或者扭矩测量值和钻压测量值。
优选地,在井下钻压扭矩随钻测量仪下井前,从钻井部门获得井下钻压扭矩随钻测量仪下方所接的各个工具的重量。
S2、将井下钻压扭矩随钻测量仪悬挂在井口固定装置上,读取第一扭矩测量值和第一钻压测量值,获取第一扭矩实际值和第一钻压实际值,第一扭矩测量值、第一钻压测量值、第一扭矩实际值和第一钻压实际值组成第一组数据。
具体地,在获取第一组数据中,应变片4所经受的扭矩为零,钻压为负值,此时测量部位受到拉力,拉力数值为测量部位下方部分井下钻压扭矩随钻测量仪的重量。具体地,测量部位即为粘贴应变片4的位置。
S3、完成井下钻压扭矩随钻测量仪与上部仪器的打扣并形成钻具串,将井口固定装置解除,钻具串悬挂在井架上,读取第二扭矩测量值和第二钻压测量值,获取第二扭矩实际值和第二钻压实际值,第二扭矩测量值、第二钻压测量值、第二扭矩实际值和第二钻压实际值组成第二组数据。
具体地,在步骤S3中,钻具串悬挂在井架上时,要求司钻在打扣完成后仍施加稳定扭矩,扭矩值接近但小于打扣扭矩。此时,应变片4所经受的扭矩为司钻施加的扭矩,该扭矩值可以从司钻仪表盘读取。钻压仍为负值,绝对值为测量部位下方部分井下钻压扭矩随钻测量仪的重量及其挂接的所有设备的重量总和。
S4、井下扭矩的测量值与实际值之间为线性耦合关系,井下钻压的测量值与实际值之间为线性耦合关系,利用第一组数据和第二组数据,并结合公式:
W测=A×W+B×T;T测=C×W+D×T;
获得耦合系数A、B、C和D;
式中,W测为钻压测量值,T测为扭矩测量值,W为钻压实际值,T为扭矩实际值。
在步骤S4中,钻压应变片和扭矩应变片的测量值除了受到钻压影响,还会被扭矩微弱影响,钻压和扭矩的测量值与实际值之间存在线性耦合关系。
S5、在钻具串的深度与钻井深度之间的差值小于设定值时且钻具串的钻头尚未接触待钻地层时,启动泥浆泵,读取第三扭矩测量值T3和第三钻压测量值W3,并读取外压传感器2的读数Pout0和内压传感器3的读数Pin0,对实际钻压值和实际扭矩值进行校正,得到初步校正实际钻压值W’1和初步校正实际扭矩值T’1:
W’1=W×E;T’1=T×F;
式中,E=W3/(Pin0-Pout0),F=T3/(Pin0-Pout0)。
通过步骤S5,消除了内外液压差对测量值的影响。
在对钻压和扭矩存在影响的外部因素中,影响最大的为液压影响。钻井深度可达数千米,井下液压可高达近200兆帕,可以在钻铤上带来可观形变,因此影响钻压与扭矩的测量。液压的影响有两个方面,其一为绝对压力影响,其二为钻铤内外压差。
因此,对测量值进行校正时,除了要消除内外液压差的影响,还要消除绝对压力的影响。
进一步地,本实施例中,井下钻压扭矩的测量方法还包括以下步骤:
S6、在停钻时,停止泥浆泵,读取第四扭矩测量值T4和第四钻压测量值W4,并读取外压传感器2的读数和内压传感器3的读数,此时外压传感器2的读数和内压传感器3的读数均为P0,消除液压对井下钻压和扭矩的测量值的影响,对实际钻压值和实际扭矩值进行再次校正,得到最终校正实际钻压值W’2和校正实际扭矩值T’2:
W’2=W’1×G;T’2=T’1×H;
式中,G=W4/P0,H=T4/P0,W’1为初步校正实际钻压值,T’1为初步校正实际扭矩值。
通过步骤S6,消除了绝对压力对测量值的影响。
优选地,在步骤S3中,若钻具串部分浸入泥浆中,需要对第二钻压实际值进行校正。
具体地,在步骤S3中,若钻具串部分浸入泥浆中,第二钻压实际值的校正值为:
W2×(1-ρ泥浆/ρ钻具);
式中,W2为第二钻压实际值,ρ泥浆为泥浆的密度,ρ钻具为钻具的密度。
以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性,本发明不受上述实施方式限制,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还有各种变化和改变,这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种井下钻压扭矩随钻测量仪,其特征在于,包括:
仪器主体(1),为两端具有开口的中空结构,所述仪器主体(1)的两端均设置有外螺纹管段(11);
外压传感器(2),设置于所述仪器主体(1)的外侧壁;
内压传感器(3),设置于所述仪器主体(1)的内侧壁;
两个应变片(4),沿所述仪器主体(1)的周向间隔设置于所述仪器主体(1)的外侧壁;
所述井下钻压扭矩随钻测量仪能够连接至读取设备以读取扭矩测量值和钻压测量值。
2.根据权利要求1所述的井下钻压扭矩随钻测量仪,其特征在于,所述井下钻压扭矩随钻测量仪还包括电池,所述电池设于所述仪器主体(1)的中空腔内。
3.根据权利要求1所述的井下钻压扭矩随钻测量仪,其特征在于,所述仪器主体(1)上设置有数据读取出口(5)。
4.根据权利要求1所述的井下钻压扭矩随钻测量仪,其特征在于,所述仪器主体(1)的外侧壁设置有第一刻槽,所述外压传感器(2)设于所述第一刻槽内。
5.根据权利要求1所述的井下钻压扭矩随钻测量仪,其特征在于,所述仪器主体(1)的内侧壁设置有第二刻槽,所述内压传感器(3)设于所述第二刻槽内。
6.根据权利要求1-5任一项所述的井下钻压扭矩随钻测量仪,其特征在于,沿所述仪器主体(1)的周向,于所述仪器主体(1)的外侧壁间隔设置有两个第三刻槽,两个所述应变片(4)分别位于两个所述第三刻槽内,两个所述第三刻槽圆周间隔180°。
7.一种井下钻压扭矩的测量方法,其特征在于,使用如权利要求1-6任一项所述的井下钻压扭矩随钻测量仪对井下钻压和井下扭矩进行测量,井口处支设有井口固定装置和井架;
所述井下钻压扭矩的测量方法包括如下步骤:
S1、将井下钻压扭矩随钻测量仪连接至读取设备以读取扭矩测量值和钻压测量值;
S2、将所述井下钻压扭矩随钻测量仪悬挂在所述井口固定装置上,读取第一扭矩测量值和第一钻压测量值,获取第一扭矩实际值和第一钻压实际值,所述第一扭矩测量值、所述第一钻压测量值、所述第一扭矩实际值和所述第一钻压实际值组成第一组数据;
S3、完成所述井下钻压扭矩随钻测量仪与上部仪器的打扣并形成钻具串,将所述井口固定装置解除,所述钻具串悬挂在所述井架上,读取第二扭矩测量值和第二钻压测量值,获取第二扭矩实际值和第二钻压实际值,所述第二扭矩测量值、所述第二钻压测量值、所述第二扭矩实际值和所述第二钻压实际值组成第二组数据;
S4、井下扭矩的测量值与实际值之间为线性耦合关系,井下钻压的测量值与实际值之间为线性耦合关系,利用所述第一组数据和所述第二组数据,并结合公式:
W测=A×W+B×T;T测=C×W+D×T;
获得耦合系数A、B、C和D;
式中,W测为钻压测量值,T测为扭矩测量值,W为钻压实际值,T为扭矩实际值;
S5、在所述钻具串的深度与钻井深度之间的差值小于设定值时且所述钻具串的钻头尚未接触待钻地层时,启动泥浆泵,读取第三扭矩测量值T3和第三钻压测量值W3,并读取外压传感器(2)的读数Pout0和内压传感器(3)的读数Pin0,对实际钻压值和实际扭矩值进行校正,得到初步校正实际钻压值W’1和初步校正实际扭矩值T’1:
W’1=W×E;T’1=T×F;
式中,E=W3/(Pin0-Pout0),F=T3/(Pin0-Pout0)。
8.根据权利要求7所述的井下钻压扭矩的测量方法,其特征在于,所述井下钻压扭矩的测量方法还包括以下步骤:
S6、在停钻时,停止所述泥浆泵,读取第四扭矩测量值T4和第四钻压测量值W4,并读取所述外压传感器(2)的读数和所述内压传感器(3)的读数,此时所述外压传感器(2)的读数和所述内压传感器(3)的读数均为P0,消除液压对井下钻压和扭矩的测量值的影响,对实际钻压值和实际扭矩值进行再次校正,得到最终校正实际钻压值W’2和校正实际扭矩值T’2:
W’2=W’1×G;T’2=T’1×H;
式中,G=W4/P0,H=T4/P0,W’1为初步校正实际钻压值,T’1为初步校正实际扭矩值。
9.根据权利要求7所述的井下钻压扭矩的测量方法,其特征在于,在所述步骤S3中,若钻具串部分浸入泥浆中,需要对所述第二钻压实际值进行校正。
10.根据权利要求9所述的井下钻压扭矩的测量方法,其特征在于,在所述步骤S3中,若钻具串部分浸入泥浆中,所述第二钻压实际值的校正值为:
W2×(1-ρ泥浆/ρ钻具);
式中,W2为所述第二钻压实际值,ρ泥浆为泥浆的密度,ρ钻具为钻具的密度。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210194401.XA CN114562255B (zh) | 2022-03-01 | 2022-03-01 | 一种井下钻压扭矩随钻测量仪及井下钻压扭矩的测量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210194401.XA CN114562255B (zh) | 2022-03-01 | 2022-03-01 | 一种井下钻压扭矩随钻测量仪及井下钻压扭矩的测量方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114562255A true CN114562255A (zh) | 2022-05-31 |
CN114562255B CN114562255B (zh) | 2023-03-24 |
Family
ID=81715503
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210194401.XA Active CN114562255B (zh) | 2022-03-01 | 2022-03-01 | 一种井下钻压扭矩随钻测量仪及井下钻压扭矩的测量方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114562255B (zh) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN202220597U (zh) * | 2011-06-20 | 2012-05-16 | 中国石油化工集团公司 | 随钻钻压扭矩测量短节 |
CN102562035A (zh) * | 2012-01-12 | 2012-07-11 | 中国海洋石油总公司 | 井下工程参数随钻测量装置 |
CN102839963A (zh) * | 2011-06-20 | 2012-12-26 | 中国石油化工集团公司 | 随钻钻压扭矩测量短节 |
CN107387059A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-11-24 | 贝兹维仪器(苏州)有限公司 | 一种井下工程参数测量仪器 |
CN107829726A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-03-23 | 杭州丰禾石油科技有限公司 | 一种随钻测井仪器 |
CN212376644U (zh) * | 2020-04-29 | 2021-01-19 | 大庆石油管理局有限公司 | 一种套筒式钻井井下工程参数测量装置及钻柱 |
CN112647926A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-04-13 | 山东科技大学 | 长距离钻孔钻杆钻压和扭矩同步测量的传感器及测量方法 |
CN113931615A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-01-14 | 中国石油大学(华东) | 一种近钻头工程参数实时随钻测量装置 |
-
2022
- 2022-03-01 CN CN202210194401.XA patent/CN114562255B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN202220597U (zh) * | 2011-06-20 | 2012-05-16 | 中国石油化工集团公司 | 随钻钻压扭矩测量短节 |
CN102839963A (zh) * | 2011-06-20 | 2012-12-26 | 中国石油化工集团公司 | 随钻钻压扭矩测量短节 |
CN102562035A (zh) * | 2012-01-12 | 2012-07-11 | 中国海洋石油总公司 | 井下工程参数随钻测量装置 |
CN107387059A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-11-24 | 贝兹维仪器(苏州)有限公司 | 一种井下工程参数测量仪器 |
CN107829726A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-03-23 | 杭州丰禾石油科技有限公司 | 一种随钻测井仪器 |
CN212376644U (zh) * | 2020-04-29 | 2021-01-19 | 大庆石油管理局有限公司 | 一种套筒式钻井井下工程参数测量装置及钻柱 |
CN112647926A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-04-13 | 山东科技大学 | 长距离钻孔钻杆钻压和扭矩同步测量的传感器及测量方法 |
CN113931615A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-01-14 | 中国石油大学(华东) | 一种近钻头工程参数实时随钻测量装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114562255B (zh) | 2023-03-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10428602B2 (en) | Top drive torque measurement device | |
US7757759B2 (en) | Torque sub for use with top drive | |
US9091604B2 (en) | Apparatus and method for measuring weight and torque at downhole locations while landing, setting, and testing subsea wellhead consumables | |
US9157313B2 (en) | Systems and methods for detecting drillstring loads | |
CN109779616B (zh) | 一种井下钻压和扭矩测量的方法 | |
CN107503744A (zh) | 一种井底钻头磨损状态随钻监测的装置 | |
EP3004538B1 (en) | Method and device for measuring pressure exerted by earth material | |
US11408783B2 (en) | Integrated collar sensor for measuring mechanical impedance of the downhole tool | |
CN114562255B (zh) | 一种井下钻压扭矩随钻测量仪及井下钻压扭矩的测量方法 | |
WO2015103571A1 (en) | System and methodology for determining forces acting on components | |
US11512583B2 (en) | Integrated collar sensor for a downhole tool | |
US11920457B2 (en) | Integrated collar sensor for measuring health of a downhole tool | |
US11680478B2 (en) | Integrated collar sensor for measuring performance characteristics of a drill motor | |
CN107829726B (zh) | 一种随钻测井仪器 | |
US3492866A (en) | Well tubing behavior measurement apparatus and method | |
CN107503745A (zh) | 一种井底钻头磨损状态随钻监测的方法 | |
US20230031721A1 (en) | Measuring drilling parameters of a drilling operation | |
CN114109351A (zh) | 井下钻压扭矩测量工具 | |
CN116877060A (zh) | 一种基于井壁应变监测的现今地应力反演方法 | |
CN107829726A (zh) | 一种随钻测井仪器 | |
GB2474375A (en) | Connecting tubulars and measuring torque | |
GB2478073A (en) | Torque sub for use with a top-drive and measurement using a strain gage |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |