CN117868689A - 一种套管旋转循环下入装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油钻井工具技术领域，尤其涉及一种套管旋转循环下入装置，数据采集系统：负责采集套管下入过程中涉及参数的传感器数据；数据处理系统：对采集到的传感器数据进行处理和分析，以准备数据用于后续的人工智能算法；AI检测系统：采用人工智能算法，对处理后的数据进行分析和检测，以实时监测套管下入过程中的异常情况或问题；控制系统：根据AI检测结果，自动调整和控制套管旋转循环下入装置的参数；可视化系统：将监测、控制和分析结果以直观的方式展示给操作员；本发明中，通过AI检测系统，可以实时监测套管下入过程中的异常情况，及时发现并解决潜在的问题，避免操作风险和减少井下事故的发生。

Description

一种套管旋转循环下入装置

技术领域

本发明涉及石油钻井工具技术领域，尤其涉及一种套管旋转循环下入装置。

背景技术

套管旋转循环下入装置是一种用于石油和天然气开采的技术，用于在钻井过程中将套管安装到地下井孔中。在传统的钻井过程中，套管一般是通过将其垂直放置并沿井孔逐渐下降来安装的。然而，在一些复杂的地质环境下，如褶皱和断层地层，使用传统的套管下入方法可能会遇到困难。套管旋转循环下入装置是为了克服这些困难而设计的。它通过在套管下入过程中实现旋转循环，即在套管内部施加旋转力，以便克服地层的摩擦力和阻力。这种旋转循环可以降低套管下入的阻力，从而更容易地将套管安装到目标地层。

现有技术中，操作人员需要密切观察套管的运动和参数，并凭借经验来判断是否出现异常情况，判断过程难免会有失误的地方，针对套管下入过程容易造成不可挽回的损失，因此提出一种套管旋转循环下入装置。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中在对试验段进行安装拆除过程中往往是整个过程中耗时最长的过程的问题，而提出的一种套管旋转循环下入装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种套管旋转循环下入装置，包括：

数据采集系统：负责采集套管下入过程中涉及参数的传感器数据，所述传感器数据包括压力、流量、位置和扭矩等；

数据处理系统：对采集到的传感器数据进行处理和分析，以准备数据用于后续的人工智能算法；

AI检测系统：采用人工智能算法，对处理后的数据进行分析和检测，以实时监测套管下入过程中的异常情况或问题；

控制系统：根据AI检测结果，自动调整和控制套管旋转循环下入装置的参数；

可视化系统：将监测、控制和分析结果以直观的方式展示给操作员；

数据存储与管理系统：用于存储和管理套管下入过程中采集到的原始数据、处理和分析结果，以便后续查询、回溯和分析使用；

所述数据采集系统对采集到的数据进行处理和预处理，然后传递给数据处理系统，所述数据处理系统接收来自数据采集系统的数据，并进行进一步的处理和分析，所述AI检测系统接收数据处理系统传递过来的数据，利用人工智能算法进行分析和检测，所述控制系统根据AI检测系统的结果，自动调整和控制套管旋转循环下入装置的参数，所述可视化系统将监测、控制和分析结果以直观的方式展示给操作员，所述数据存储与管理系统存储和管理套管下入过程中采集到的原始数据、处理和分析结果；

其中，所述数据处理系统进一步的处理和分析包括数据滤波、特征提取等操作，所述AI检测系统会判断套管下入过程是否存在异常或问题，并生成相应的检测结果，所述控制系统会根据检测结果进行相关的调整操作，例如调整旋转速度、下入速度、液压压力等，所述可视化系统根据控制系统的指令和AI检测系统的结果创建可视化界面，以便操作员监控套管下入过程和进行操作调整，所述数据存储与管理系统将保存历史数据和结果，方便后续查询、回溯和分析使用，这些系统被集成在一起，并根据特定的设计需求放置在相应的位置，具体的位置安排可以根据实际情况进行调整，以确保系统模块之间的数据交互能够顺畅进行，并满足操作和监控的要求，上述系统之间可以使用射频通信技术进行数据的传输。

上述方案进一步：

所述数据采集系统包括传感器接口模块、数据解析模块、数据处理模块、数据存储模块与数据传输模块，所述传感器接口模块负责与各种传感器进行通信，接收传感器发送的原始数据，所述数据解析模块对传感器发送的原始数据进行解析，将其转换为可读取或识别的格式，所述数据处理模块对采集到的数据进行处理和预处理，所述数据存储模块负责将处理后的数据存储到相应的存储介质中，所述数据传输模块负责将采集到的数据传输到数据处理模块或其他需要使用这些数据的系统，所述传感器接口模块通过接收传感器数据并将其传递给数据解析模块，所述数据解析模块将解析后的数据传递给数据处理模块进行进一步处理和预处理，处理完成后，数据会由数据存储模块存储起来，并通过数据传输模块传递给其他系统或模块进行相应的分析和利用；

其中，所述传感器接口模块通常实现了不同传感器接口的标准化，以确保能够与多种不同类型的传感器进行数据交互，所述数据解析模块可根据传感器的通信协议和数据格式进行相应的解析操作，以提取有用的信息，所述处理和预处理包括数据校正、滤波、降噪等操作，以确保数据的准确性和可靠性，所述数据处理模块还可以处理不同传感器之间的数据对齐和同步，所述存储介质包括数据库或文件系统，所述数据存储模块可以使用适当的数据结构和存储方式，以便快速访问和检索数据，所述数据传输模块涉及到网络通信或本地通信，在数据安全性和实时性方面要有相应的考虑。

所述数据处理系统包括数据接收模块、数据预处理模块、数据处理算法模块与数据分析模块，所述数据接收模块负责接收来自数据采集系统的数据，所述数据预处理模块对接收到的数据进行预处理，所述数据处理算法模块负责应用各种数据处理算法来对接收到的数据进行处理，所述数据分析模块根据处理后的数据进行进一步的分析，所述数据接收模块接收来自数据采集系统的数据，并将其传递给数据预处理模块，所述数据预处理模块对数据进行清洗和准备，然后将其传递给数据处理算法模块，所述数据处理算法模块对数据进行进一步的处理和分析，并将处理后的数据传递给数据分析模块进行相应的分析操作；

其中，所述数据接收模块接收采集到的原始数据，并将其传递给后续的处理模块进行进一步处理和分析，所述预处理包括数据清洗、数据对齐、填充缺失值、数据平滑等操作，以确保数据的质量和可用性，算法可以包括滤波算法、特征提取算法、数据转换算法等，这些算法可以根据数据的特点和分析目的来选择和组合，以提取出数据中的有用信息，所述分析包括统计分析、模式识别、机器学习等方法，所述数据分析模块根据需求对数据进行相应的分析，并提供相应的结果和输出。

所述AI检测系统包括数据接收模块、特征提取模块、AI算法模块、结果生成模块与结果传输模块，所述数据接收模块接收来自数据处理系统的处理后的数据，所述特征提取模块从接收到的数据中提取相关的特征，以供后续的分析和检测使用，所述AI算法模块利用人工智能算法对提取到的特征进行分析和检测，所述结果生成模块根据算法的输出和分析，生成相应的检测结果，所述结果传输模块将生成的检测结果传输给其他系统或模块，以供进一步使用；

其中，所述特征提取模块可以采用不同的特征提取算法，以获取对于套管下入过程异常和问题有区分度的特征，所述结果生成模块根据检测模型的输出，判断套管下入过程是否存在异常或问题，并将结果以可读的形式生成，供进一步的处理和展示。

所述可视化系统包括监测数据接收模块、控制指令接收模块、可视化界面生成模块、操作员控制反馈模块与数据交互模块，所述监测数据接收模块接收来自AI检测系统的监测结果数据，所述控制指令接收模块接收来自控制模块的控制指令，所述可视化界面生成模块根据监测数据和控制指令生成可视化界面，所述操作员控制反馈模块接收操作员的控制反馈信息，所述数据交互模块负责各个模块之间的数据传递与交互，所述监测数据接收模块接收来自AI检测系统的监测结果数据，并将其传递给可视化界面生成模块，所述控制指令接收模块接收控制模块生成的控制指令，并将其传递给可视化界面生成模块，所述可视化界面生成模块根据接收到的监测数据和控制指令生成可视化界面，并将其展示给操作员，所述操作员控制反馈模块接收操作员在可视化界面上的控制反馈信息，并将其传递给控制模块进行相应的调整；

其中，所述监测数据接收模块接收来自AI检测系统的监测结果数据，例如套管下入位置、温度、压力等信息，所述控制指令接收模块接收控制模块生成的控制指令，以便在可视化界面上实时展示给操作员，所述可视化界面生成模块根据监测数据接收模块接收到的监测结果数据和控制指令接收模块接收到的控制指令，生成可视化界面用于操作员监控套管下入过程和进行操作调整，所述操作员控制反馈模块接收操作员在可视化界面上的控制反馈信息，例如操作员调整控制参数等，所述数据交互模块将监测数据接收模块、控制指令接收模块、操作员控制反馈模块等模块之间的数据进行传递与交互，以保证可视化界面的实时性和准确性。

所述控制系统包括检测结果接收模块、参数调整模块、参数传输模块、状态反馈模块与控制指令生成模块，所述检测结果接收模块接收来自AI检测系统的检测结果，所述参数调整模块根据检测结果进行相关参数的调整，所述参数传输模块将调整后的参数传输给套管旋转循环下入装置，所述状态反馈模块接收套管旋转循环下入装置的状态信息，所述控制指令生成模块根据参数调整和状态反馈信息生成相应的控制指令；

其中，所述检测结果接收模块接收检测模块生成的检测结果，并将其传递给参数调整模块，所述参数调整模块根据检测模块的结果，对套管旋转循环下入装置的参数进行相应的调整操作，例如调整旋转速度、下入速度、液压压力等，所述参数传输模块负责将参数调整模块调整后的参数传递给套管旋转循环下入装置，以实现对装置的控制，所述状态反馈模块从套管旋转循环下入装置中接收装置的实时状态信息，例如旋转速度、下入速度、液压压力等，所述控制指令生成模块根据参数调整模块调整后的参数和状态反馈模块接收到的装置状态信息，生成相应的控制指令，用于控制套管旋转循环下入装置的运行。

所述数据存储与管理系统包括数据采集模块、数据存储模块、数据处理与分析模块、数据管理模块、查询和回溯模块与数据备份与恢复模块，所述数据采集模块负责从监测设备与传感器获取到的原始数据，所述数据存储模块用于将采集到的原始数据进行存储，所述数据处理与分析模块将采集到的原始数据进行处理和分析，提取出有用的信息和指标，并将处理和分析的结果存储到数据存储模块中，所述数据管理模块负责对存储的数据进行管理，所述查询和回溯模块提供对存储的数据进行查询和回溯的功能，所述数据备份与恢复模块定期对存储的数据进行备份，以防止数据丢失或损坏；

其中，原始数据包括套管下入过程中的各种监测数据，例如位置数据、温度数据、压力数据等，所述管理包括数据的分类、整理和组织，所述数据管理模块可以根据套管下入任务的不同进行数据的分组和标记，方便后续的查询和回溯，操作员可以通过指定时间范围、关键词等条件进行数据的检索和查询，所述查询和回溯模块有助于操作员查找历史数据并进行分析研究，在需要时，可以使用所述数据备份与恢复模块将备份的数据恢复到原始状态。

所述AI算法模块应用有长短期记忆网络：

初始化参数：隐藏状态的维度大小‘h_dim’，细胞状态的维度大小‘c_dim’，输入向量的维度大小‘x_dim’，初始化权重矩阵W和U，以及偏置向量b；

定义激活函数：Sigmoid函数：σ(x)＝1/(1+exp(-x))，双曲正切函数：tanh(x)＝(exp(x)-exp(-x))/(exp(x)+exp(-x))；

对于每个时间步t：计算输入门i_t＝σ(W_inOxt+U_inht-1+b_in)，计算遗忘门f_t＝σ(Wf_Oxt+Uf_1ht-1+bf)，计算细胞状态更新g_t＝tanh(Wg_Oxt+Ug₂h_t-1+bg)，更新细胞状态c_t＝f_t*c_t-1+i_t*g_t，计算输出门o_t＝σ(Wo_xt+Uo_ht-1+bo)，更新隐藏状态h_t＝o_t*tanh(c_t)，输出h_t作为当前时间步的预测结果；

根据任务的具体需求，可以进一步将隐藏状态h_t输入到其他层或者输出层进行处理。

相比现有技术，本发明的有益效果为：

1、本发明中，使用时，通过AI检测系统，可以实时监测套管下入过程中的异常情况，如套管卡钻、套管挤压等问题，有助于及时发现并解决潜在的问题，避免操作风险和减少井下事故的发生，同时对套管下入过程中的质量进行检测和评估，以实现更精确的套管下入操作。

2、本发明中，使用时，基于AI检测系统的分析结果，提供控制系统自动调整套管旋转循环下入装置的相关参数，提高套管下入操作的效率和准确性，如果出现异常或问题，控制系统进行自主调节并及时发出报警，提醒操作员。

3、本发明中，使用时，数据存储与管理系统可以保存历史数据和结果，用于后续的数据分析和优化，通过对历史数据的统计和分析，提高AI检测系统的准确性以及预测性，提高套管下入过程的效率和质量。

附图说明

图1为本发明提出的一种套管旋转循环下入装置的系统框图；

图2为本发明中数据采集系统的系统框图；

图3为本发明中AI检测系统的系统框图；

图4为本发明中控制系统的系统框图。

具体实施方式

下文结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。

如图1-3所示，本发明提出的一种套管旋转循环下入装置，。

本发明提出的一种套管旋转循环下入装置工作原理是，包括：

数据采集系统：负责采集套管下入过程中涉及参数的传感器数据，所述传感器数据包括压力、流量、位置和扭矩等；

数据处理系统：对采集到的传感器数据进行处理和分析，以准备数据用于后续的人工智能算法；

AI检测系统：采用人工智能算法，对处理后的数据进行分析和检测，以实时监测套管下入过程中的异常情况或问题；

控制系统：根据AI检测结果，自动调整和控制套管旋转循环下入装置的参数；

可视化系统：将监测、控制和分析结果以直观的方式展示给操作员；

数据存储与管理系统：用于存储和管理套管下入过程中采集到的原始数据、处理和分析结果，以便后续查询、回溯和分析使用；

所述数据采集系统对采集到的数据进行处理和预处理，然后传递给数据处理系统，所述数据处理系统进一步的处理和分析包括数据滤波、特征提取等操作，所述数据处理系统接收来自数据采集系统的数据，并进行进一步的处理和分析，所述AI检测系统接收数据处理系统传递过来的数据，利用人工智能算法进行分析和检测，所述AI检测系统会判断套管下入过程是否存在异常或问题，并生成相应的检测结果，所述控制系统根据AI检测系统的结果，自动调整和控制套管旋转循环下入装置的参数，所述控制系统会根据检测结果进行相关的调整操作，例如调整旋转速度、下入速度、液压压力等，所述可视化系统将监测、控制和分析结果以直观的方式展示给操作员，所述数据存储与管理系统存储和管理套管下入过程中采集到的原始数据、处理和分析结果，这些系统被集成在一起，并根据特定的设计需求放置在相应的位置，具体的位置安排可以根据实际情况进行调整，以确保系统模块之间的数据交互能够顺畅进行，并满足操作和监控的要求，上述系统之间可以使用射频通信技术进行数据的传输；

所述数据采集系统包括传感器接口模块、数据解析模块、数据处理模块、数据存储模块与数据传输模块，所述传感器接口模块负责与各种传感器进行通信，接收传感器发送的原始数据，所述传感器接口模块通常实现了不同传感器接口的标准化，以确保能够与多种不同类型的传感器进行数据交互，所述数据解析模块对传感器发送的原始数据进行解析，将其转换为可读取或识别的格式，所述数据处理模块对采集到的数据进行处理和预处理，所述处理和预处理包括数据校正、滤波、降噪等操作，所述数据存储模块负责将处理后的数据存储到相应的存储介质中，所述数据传输模块负责将采集到的数据传输到数据处理模块或其他需要使用这些数据的系统，所述数据传输模块涉及到网络通信或本地通信，在数据安全性和实时性方面要有相应的考虑，所述传感器接口模块通过接收传感器数据并将其传递给数据解析模块，所述数据解析模块将解析后的数据传递给数据处理模块进行进一步处理和预处理，处理完成后，数据会由数据存储模块存储起来，并通过数据传输模块传递给其他系统或模块进行相应的分析和利用；

所述数据处理系统包括数据接收模块、数据预处理模块、数据处理算法模块与数据分析模块，所述数据接收模块负责接收来自数据采集系统的数据，所述数据预处理模块对接收到的数据进行预处理，所述数据处理算法模块负责应用各种数据处理算法来对接收到的数据进行处理，所述数据分析模块根据处理后的数据进行进一步的分析，所述数据接收模块接收来自数据采集模块的数据，并将其传递给数据预处理模块，所述数据预处理模块对数据进行清洗和准备，然后将其传递给数据处理算法模块，所述数据处理算法模块对数据进行进一步的处理和分析，并将处理后的数据传递给数据分析模块进行相应的分析操作；

其中，所述数据接收模块接收采集到的原始数据，并将其传递给后续的处理模块进行进一步处理和分析，所述预处理包括数据清洗、数据对齐、填充缺失值、数据平滑等操作，以确保数据的质量和可用性，算法可以包括滤波算法、特征提取算法、数据转换算法等，这些算法可以根据数据的特点和分析目的来选择和组合，以提取出数据中的有用信息，所述分析包括统计分析、模式识别、机器学习等方法，所述数据分析模块根据需求对数据进行相应的分析，并提供相应的结果和输出；

所述AI检测系统包括数据接收模块、特征提取模块、AI算法模块、结果生成模块与结果传输模块，所述数据接收模块接收来自数据处理系统的处理后的数据，所述特征提取模块从接收到的数据中提取相关的特征，以供后续的分析和检测使用，所述AI算法模块利用人工智能算法对提取到的特征进行分析和检测，所述结果生成模块根据算法的输出和分析，生成相应的检测结果，所述结果传输模块将生成的检测结果传输给其他系统或模块，以供进一步使用；

所述AI算法模块应用有长短期记忆网络：

初始化参数：隐藏状态的维度大小‘h_dim’，细胞状态的维度大小‘c_dim’，输入向量的维度大小‘x_dim’，初始化权重矩阵W和U，以及偏置向量b；

定义激活函数：Sigmoid函数：σ(x)＝1/(1+exp(-x))，双曲正切函数：tanh(x)＝(exp(x)-exp(-x))/(exp(x)+exp(-x))；

对于每个时间步t：计算输入门i_t＝σ(W_inOxt+U_inht-1+b_in)，计算遗忘门f_t＝σ(Wf_Oxt+Uf_1ht-1+bf)，计算细胞状态更新g_t＝tanh(Wg_Oxt+Ug₂h_t-1+bg)，更新细胞状态c_t＝f_t*c_t-1+i_t*g_t，计算输出门o_t＝σ(Wo_xt+Uo_ht-1+bo)，更新隐藏状态h_t＝o_t*tanh(c_t)，输出h_t作为当前时间步的预测结果；

根据任务的具体需求，可以进一步将隐藏状态h_t输入到其他层或者输出层进行处理；

所述可视化系统包括监测数据接收模块、控制指令接收模块、可视化界面生成模块、操作员控制反馈模块与数据交互模块，所述监测数据接收模块接收来自AI检测系统的监测结果数据，所述控制指令接收模块接收来自控制模块的控制指令，所述可视化界面生成模块根据监测数据和控制指令生成可视化界面，所述操作员控制反馈模块接收操作员的控制反馈信息，所述数据交互模块负责各个模块之间的数据传递与交互，所述监测数据接收模块接收来自AI检测系统的监测结果数据，并将其传递给可视化界面生成模块，所述控制指令接收模块接收控制模块生成的控制指令，并将其传递给可视化界面生成模块，所述可视化界面生成模块根据接收到的监测数据和控制指令生成可视化界面，并将其展示给操作员，所述操作员控制反馈模块接收操作员在可视化界面上的控制反馈信息，并将其传递给控制模块进行相应的调整；

其中，所述监测数据接收模块接收来自AI检测系统的监测结果数据，例如套管下入位置、温度、压力等信息，所述控制指令接收模块接收控制模块生成的控制指令，以便在可视化界面上实时展示给操作员，所述可视化界面生成模块根据监测数据接收模块接收到的监测结果数据和控制指令接收模块接收到的控制指令，生成可视化界面用于操作员监控套管下入过程和进行操作调整，所述操作员控制反馈模块接收操作员在可视化界面上的控制反馈信息，例如操作员调整控制参数等，所述数据交互模块将监测数据接收模块、控制指令接收模块、操作员控制反馈模块等模块之间的数据进行传递与交互，以保证可视化界面的实时性和准确性；

所述控制系统包括检测结果接收模块、参数调整模块、参数传输模块、状态反馈模块与控制指令生成模块，所述检测结果接收模块接收来自AI检测系统的检测结果，所述参数调整模块根据检测结果进行相关参数的调整，所述参数传输模块将调整后的参数传输给套管旋转循环下入装置，所述状态反馈模块接收套管旋转循环下入装置的状态信息，所述控制指令生成模块根据参数调整和状态反馈信息生成相应的控制指令；

其中，所述检测结果接收模块接收检测模块生成的检测结果，并将其传递给参数调整模块，所述参数调整模块根据检测模块的结果，对套管旋转循环下入装置的参数进行相应的调整操作，例如调整旋转速度、下入速度、液压压力等，所述参数传输模块负责将参数调整模块调整后的参数传递给套管旋转循环下入装置，以实现对装置的控制，所述状态反馈模块从套管旋转循环下入装置中接收装置的实时状态信息，例如旋转速度、下入速度、液压压力等，所述控制指令生成模块根据参数调整模块调整后的参数和状态反馈模块接收到的装置状态信息，生成相应的控制指令，用于控制套管旋转循环下入装置的运行；

所述数据存储与管理系统包括数据采集模块、数据存储模块、数据处理与分析模块、数据管理模块、查询和回溯模块与数据备份与恢复模块，所述数据采集模块负责从监测设备与传感器获取到的原始数据，所述数据存储模块用于将采集到的原始数据进行存储，所述数据处理与分析模块将采集到的原始数据进行处理和分析，提取出有用的信息和指标，并将处理和分析的结果存储到数据存储模块中，所述数据管理模块负责对存储的数据进行管理，所述查询和回溯模块提供对存储的数据进行查询和回溯的功能，所述数据备份与恢复模块定期对存储的数据进行备份，以防止数据丢失或损坏。

本发明提出的一种套管旋转循环下入装置的工作原理：确保所有必要的工具和设备都齐备，并按照安全规范进行操作，将套管安装在钻井平台上，以准备将其下入油井，将钻杆和套管连接在一起，使用钻机的顶部设备，如井口旋转装置，将套管缓慢地下入井口；所述数据采集系统对采集到的数据进行处理和预处理，然后传递给数据处理系统，所述数据处理系统接收来自数据采集系统的数据，并进行进一步的处理和分析，所述AI检测系统接收数据处理系统传递过来的数据，利用人工智能算法进行分析和检测，所述控制系统根据AI检测系统的结果，自动调整和控制套管旋转循环下入装置的参数，所述可视化系统将监测、控制和分析结果以直观的方式展示给操作员，所述数据存储与管理系统存储和管理套管下入过程中采集到的原始数据、处理和分析结果

在下入的过程中，传感器实时监测套管压力、阻力、旋转速度、泥浆浓度等，传感器接口模块通过接收传感器数据并将其传递给数据解析模块，数据解析模块将解析后的数据传递给数据处理模块进行进一步数据滤波、特征提取等操作，处理完成后，数据会由数据存储模块存储起来，并通过数据传输模块传递给其他系统，数据接收模块接收来自数据采集系统的数据，并将其传递给数据预处理模块，数据预处理模块对数据进行数据清洗、数据对齐、填充缺失值、数据平滑等操作，以确保数据的质量和可用性，然后将其传递给数据处理算法模块，数据处理算法模块对数据进行进一步的处理和分析，并将处理后的数据传递给数据分析模块进行相应的分析操作；

经由数据处理系统的信息传输给AI检测控制系统以进行处理分析，在套管下入的过程中，数据接收模块接收来自数据处理系统的处理后的数据，特征提取模块从接收到的数据中提取相关的特征，以供后续的分析和检测使用，AI算法模块利用长短期记忆网络对提取到的特征进行分析和检测，结果生成模块根据AI算法模块的输出和分析，识别潜在的问题或异常情况，生成相应的检测结果，结果传输模块将生成的检测结果传输给控制系统、数据存储与管理系统与可视化系统，如果检测到任何异常，系统可以触发警报或采取相应的控制措施，例如停止套管下入或进行调整，继续将套管下入，直至到达目标深度或完成特定的钻井任务。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种套管旋转循环下入装置，其特征在于，包括：

数据采集系统：负责采集套管下入过程中涉及参数的传感器数据；

数据处理系统：对采集到的传感器数据进行处理和分析，以准备数据用于后续的人工智能算法；

AI检测系统：采用人工智能算法，对处理后的数据进行分析和检测，以实时监测套管下入过程中的异常情况或问题；

控制系统：根据AI检测结果，自动调整和控制套管旋转循环下入装置的参数；

可视化系统：将监测、控制和分析结果以直观的方式展示给操作员；

数据存储与管理系统：用于存储和管理套管下入过程中采集到的原始数据、处理和分析结果，以便后续查询、回溯和分析使用；

所述数据采集系统对采集到的数据进行处理和预处理，然后传递给数据处理系统，所述数据处理系统接收来自数据采集系统的数据，并进行进一步的处理和分析，所述AI检测系统接收数据处理系统传递过来的数据，利用人工智能算法进行分析和检测，所述控制系统根据AI检测系统的结果，自动调整和控制套管旋转循环下入装置的参数，所述可视化系统将监测、控制和分析结果以直观的方式展示给操作员，所述数据存储与管理系统存储和管理套管下入过程中采集到的原始数据、处理和分析结果。

2.根据权利要求1所述的一种套管旋转循环下入装置，其特征在于，所述数据采集系统包括传感器接口模块、数据解析模块、数据处理模块、数据存储模块与数据传输模块，所述传感器接口模块负责与各种传感器进行通信，接收传感器发送的原始数据，所述数据解析模块对传感器发送的原始数据进行解析，将其转换为可读取或识别的格式，所述数据处理模块对采集到的数据进行处理和预处理，所述数据存储模块负责将处理后的数据存储到相应的存储介质中，所述数据传输模块负责将采集到的数据传输到数据处理模块或其他需要使用这些数据的系统，所述或模块进行相应的分析和利用。

3.根据权利要求1所述的一种套管旋转循环下入装置，其特征在于，所述数据处理系统包括数据接收模块、数据预处理模块、数据处理算法模块与数据分析模块，所述数据接收模块负责接收来自数据采集系统的数据，所述数据预处理模块对接收到的数据进行预处理，所述数据处理算法模块负责应用各种数据处理算法来对接收到的数据进行处理，所述数据分析模块根据处理后的数据进行进一步的分析，所述数据接收模块接收来自数据采集系统的数据，并将其传递给数据预处理模块，所述数据预处理模块对数据进行清洗和准备，然后将其传递给数据处理算法模块，所述数据处理算法模块对数据进行进一步的处理和分析，并将处理后的数据传递给数据分析模块进行相应的分析操作。

4.根据权利要求1所述的一种套管旋转循环下入装置，其特征在于，所述AI检测系统包括数据接收模块、特征提取模块、AI算法模块、结果生成模块与结果传输模块，所述数据接收模块接收来自数据处理系统的处理后的数据，所述特征提取模块从接收到的数据中提取相关的特征，以供后续的分析和检测使用，所述AI算法模块利用人工智能算法对提取到的特征进行分析和检测，所述结果生成模块根据算法的输出和分析，生成相应的检测结果，所述结果传输模块将生成的检测结果传输给其他系统或模块，以供进一步使用。

5.根据权利要求1所述的一种套管旋转循环下入装置，其特征在于，所述可视化系统包括监测数据接收模块、控制指令接收模块、可视化界面生成模块、操作员控制反馈模块与数据交互模块，所述监测数据接收模块接收来自AI检测系统的监测结果数据，所述控制指令接收模块接收来自控制模块的控制指令，所述可视化界面生成模块根据监测数据和控制指令生成可视化界面，所述操作员控制反馈模块接收操作员的控制反馈信息，所述数据交互模块负责各个模块之间的数据传递与交互，所述监测数据接收模块接收来自AI检测系统的监测结果数据，并将其传递给可视化界面生成模块，所述控制指令接收模块接收控制模块生成的控制指令，并将其传递给可视化界面生成模块，所述可视化界面生成模块根据接收到的监测数据和控制指令生成可视化界面，并将其展示给操作员，所述操作员控制反馈模块接收操作员在可视化界面上的控制反馈信息，并将其传递给控制模块进行相应的调整。

6.根据权利要求1所述的一种套管旋转循环下入装置，其特征在于，所述控制系统包括检测结果接收模块、参数调整模块、参数传输模块、状态反馈模块与控制指令生成模块，所述检测结果接收模块接收来自AI检测系统的检测结果，所述参数调整模块根据检测结果进行相关参数的调整，所述参数传输模块将调整后的参数传输给套管旋转循环下入装置，所述状态反馈模块接收套管旋转循环下入装置的状态信息，所述控制指令生成模块根据参数调整和状态反馈信息生成相应的控制指令。

7.根据权利要求1所述的一种套管旋转循环下入装置，其特征在于，所述数据存储与管理系统包括数据采集模块、数据存储模块、数据处理与分析模块、数据管理模块、查询和回溯模块与数据备份与恢复模块，所述数据采集模块负责从监测设备与传感器获取到的原始数据，所述数据存储模块用于将采集到的原始数据进行存储，所述数据处理与分析模块将采集到的原始数据进行处理和分析，提取出有用的信息和指标，并将处理和分析的结果存储到数据存储模块中，所述数据管理模块负责对存储的数据进行管理，所述查询和回溯模块提供对存储的数据进行查询和回溯的功能，所述数据备份与恢复模块定期对存储的数据进行备份，以防止数据丢失或损坏。

8.根据权利要求4所述的一种套管旋转循环下入装置，其特征在于，所述AI算法模块应用有长短期记忆网络：

初始化参数：隐藏状态的维度大小‘h_dim’，细胞状态的维度大小‘c_dim’，输入向量的维度大小‘x_dim’，初始化权重矩阵W和U，以及偏置向量b；

定义激活函数：Sigmoid函数σ(x)＝1/(1+exp(-x))，双曲正切函数tanh(x)＝(exp(x)-exp(-x))/(exp(x)+exp(-x))；

对于每个时间步t：计算输入门i_t＝σ(W_inOxt+U_inht-1+b_in)，计算遗忘门f_t＝σ(Wf_Oxt+Uf_1ht-1+bf)，计算细胞状态更新g_t＝tanh(Wg_Oxt+Ug₂h_t-1+bg)，更新细胞状态c_t＝f_t*c_t-1+i_t*g_t，计算输出门o_t＝σ(Wo_xt+Uo_ht-1+bo)，更新隐藏状态h_t＝o_t*tanh(c_t)，输出h_t作为当前时间步的预测结果；

根据任务的具体需求，可以进一步将隐藏状态h_t输入到其他层或者输出层进行处理。