CN118167300A - 一种钻井岩屑取样方法、装置及设备 - Google Patents

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Abstract

本文涉及石油天然气工业勘探开发领域，尤其涉及一种钻井岩屑取样方法、装置及设备。包括，获取钻井前起钻位置至取样位置的空间大小作为第一空间，并在钻井过程中获取多个时间点对应的多个钻井液流量、多个环空增量以及多个钻时；根据第一空间以及每一时间点对应的钻井液流量、环空增量以及钻时计算每一时间点对应的岩屑到达取样位置的时间，作为取样参考时间；根据每一时间点对应的取样参考时间以及预定取样周期确定多个取样时间；根据多个所述取样时间对所述岩屑进行取样。通过本文实施例，实现了在钻井过程中精确计算钻头钻进的多个时间点所产生的岩屑到达取样口的时间，从而根据岩屑到达取样口的时间进行取样。

Description

一种钻井岩屑取样方法、装置及设备
技术领域
本文涉及石油天然气工业勘探开发领域，尤其涉及一种钻井岩屑取样方法、装置及设备。
背景技术
钻井工程是耗资大、风险高、技术密集的工程施工作业，也是石油天然气工业钻探地层、发现油气显示并建立油气生产能力的关键工序。钻井工程施工过程中地质资料发挥了关键作用，地质资料的录取，即“录井”，为钻井工程采集、记录和分析钻时、钻压、悬重等工程参数以及岩心、岩屑、钻井液密度、电导率、温度等地质参数，提供随钻预警预报和决策分析地质参考，被称作钻井的眼睛；值得注意的主要录井参数采集和分析过程都实现了仪器设备全过程自动采集和分析，但岩屑采集由于其需要高质量取样、与钻井工况必须时效匹配、取样之外有岩屑描述等进一步分析和判别需求。
在钻井过程中，钻头会将地层中的岩石等切削为岩屑，并将钻井液注入到井筒中，钻井液带着岩屑从井筒环空进入到防溢管中，防溢管中的过滤装置过滤出岩屑，然后将过滤出的岩屑送入到岩屑桶中，运输至井外，并将过滤后的钻井液重新送入到井筒中进行重复利用。为了通过岩屑对地层进行分析，通常在防溢管中设置岩屑取样口，将取样得到的部分岩屑输入到处理装置中进行烘干等后续处理，以便于对烘干等处理后的岩屑进行分析。目前的岩屑取样方法均是人工控制取样口开闭对防溢管中的岩屑进行取样，但由于井下钻进的速度、钻井液泵入防溢管的速度等均是变化的，因此人工取样只能一次性取完，人工取样主观性强，对于复杂井下情况变化和岩屑返出时间的粗略估计难以实现岩屑的精确捞取，利用该岩屑对地层进行分析的准确度低。因此有必要开展精确确定取样时间并配合机械装置自动连续采集的岩屑取样装置和配套系统，确保每米岩屑更能代表地下岩层的情况。
现在亟需一种钻井岩屑取样方法，从而解决现有技术中只能一次性将岩屑取完，人工取样主观性强，对于复杂井下情况变化和岩屑返出时间的粗略估计难以实现岩屑的精确捞取，导致取得的岩屑在地层中不是均匀分布的，利用该岩屑对地层进行分析的准确度低的问题。
发明内容
为解决现有技术中的问题，本文实施例提供了一种钻井岩屑取样方法、装置及设备，实现了在钻井过程中精确计算钻头钻进的多个时间点所产生的岩屑到达取样口的时间，从而根据岩屑到达取样口的时间进行取样，实现了均匀地对地层中不同深度的岩屑进行取样，避免一次性将岩屑取完，通过本文实施例的方法所获取到的岩屑能够更好地反应地层的实际情况，从而提高了利用该岩屑对地层进行分析的准确度。
为了解决上述技术问题，本文的具体技术方案如下：
一方面，本文实施例提供了一种钻井岩屑取样方法，包括，
获取钻井前起钻位置至取样位置的空间大小作为第一空间，并在钻井过程中获取多个时间点对应的多个钻井液流量、多个环空增量以及多个钻时；
根据所述第一空间以及每一时间点对应的钻井液流量、环空增量以及钻时计算每一时间点对应的岩屑到达取样位置的时间，作为取样参考时间；
根据每一时间点对应的取样参考时间以及预定取样周期确定多个取样时间；
根据多个所述取样时间对所述岩屑进行取样。
进一步地，确定取样参考时间之后，所述方法还包括：
建立每一时间点对应的所述取样参考时间与该时间点对应的钻头钻进的增量之间的对应关系；
根据所述对应关系以及所述预定取样周期确定多个所述取样时间。
进一步地，所述预定取样周期包括预定取样深度；
根据所述对应关系以及所述预定取样周期确定多个取样时间进一步包括：
根据所述预定取样深度以及所述对应关系确定预定取样深度对应的多个所述取样参考时间；
按照预定的取样时间步长从确定的多个所述取样参考时间中选择出所述取样时间。
进一步地，所述取样位置位于防溢管内，所述防溢管与井筒相连；
所述井筒内包括钻杆和固定于所述钻杆一端的钻头，所述钻头沿着所述井筒的轴向方向钻进；
所述环空增量包括在该时间点与其相邻的前一个时间点之间所述钻头钻进后，井筒环空的增量，所述井筒环空表示所述钻杆与所述井筒内壁组成的环空区域；
所述钻井液带动所述岩屑从所述井筒上返至所述防溢管内。
进一步地，所述第一空间的计算公式为：
Lq＝Lh+Lf
其中，Lq表示所述第一空间，Lh表示所述起钻位置对应的所述井筒环空，Lf表示井口出喇叭口到所述防溢管内的所述取样位置的防溢管容积。
进一步地，根据所述第一空间以及每一时间点对应的钻井液流量、环空增量以及钻时计算每一时间点对应的岩屑到达取样位置的时间的公式为：
其中，T1表示第一个时间点对应的岩屑到达取样位置的时间，Lq表示所述第一空间，δLq1表示第一个时间点对应的环空增量，F1表示第一个时间点对应的钻井液流量，ROP1表示第一个时间点对应的钻时，Ti表示第i个时间点对应的岩屑到达取样的时间，δLqi表示第i个时间点对应的环空增量，Fi表示第i个时间点对应的钻井液流量，ROPi表示第i个时间点对应的钻时。
进一步地，根据每一时间点对应的取样参考时间以及预定取样周期确定多个取样时间之后，所述方法还包括，
根据预定取样岩屑容量以及每个所述取样时间对应的钻井液流量确定每个所述取样时间对应的取样岩屑量；
根据所述取样时间以及对应的取样岩屑量对所述岩屑进行取样。
另一方面，本文实施例还提供了一种钻井岩屑取样装置，包括：
数据获取单元，用于获取钻井前起钻位置至取样点的空间大小作为第一空间，并在在钻井过程中获取多个时间点对应的多个钻井液流量、多个环空增量以及多个钻时；
取样参考时间计算单元，用于根据所述第一空间以及每一时间点对应的钻井液流量、环空增量以及钻时计算每一时间点对应的岩屑到达取样点的时间，作为取样参考时间；
取样时间确定单元，用于根据每一时间点对应的取样参考时间以及预定取样周期确定多个取样时间；
取样控制单元，用于根据多个所述取样时间对所述岩屑进行取样。
另一方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器、以及存储在存储器上的计算机程序，处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法。
另一方面，本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被计算机设备的处理器运行时，执行上述的方法。
利用本文实施例，首先根据钻井前起钻位置至取样位置的空间大小、钻进过程中每一个时间点对应的钻井液流量、环空增量以及钻时计算每一个时间点钻头钻进所产生的岩屑随着钻井液达到取样位置的时间，然后以该时间作为参考，根据预定的取样周期确定多个取样时间，最后根据多个取样时间对岩屑进行取样，实现了计算出对钻头钻进的每个时间点所产生的岩屑进行取样的时间，均匀地对地层中不同深度的岩屑进行取样，避免一次性将岩屑取完，通过本文实施例的方法所获取到的岩屑能够更好地反应地层的实际情况，从而提高了利用该岩屑对地层进行分析的准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本文实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本文的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中一种钻井岩屑取样方法的实施系统示意图；
图2所示为本文实施例一种钻井岩屑取样方法的流程示意图；
图3所示为本文实施例中根据取样参考时间确定钻井深度与其产生的岩屑的取样时间的步骤；
图4所示为本文实施例中根据所述对应关系以及所述预定取样周期确定多个取样时间的步骤；
图5所示为本文实施例中计算取样岩屑量的步骤；
图6所示为本文实施例一种钻井岩屑取样装置结构示意图；
图7所示为本文实施例计算机设备的结构示意图；
图8所示为本文实施例取样桶的结构示意图。
【附图标记说明】：
1、地层；
101、井筒；
102、防溢管；
103、取样口；
104、岩屑桶；
105、钻杆；
106、钻头；
107、井筒环空；
108、钻井液；
109、回收装置；
601、数据获取单元；
602、取样参考时间计算单元；
603、取样时间确定单元；
604、取样控制单元；
702、计算机设备；
704、处理设备；
706、存储资源；
708、驱动机构；
710、输入/输出模块；
712、输入设备；
714、输出设备；
716、呈现设备；
718、图形用户接口；
720、网络接口；
722、通信链路；
724、通信总线；
801、挡板；
802、筛网。
具体实施方式
下面将结合本文实施例中的附图，对本文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文一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本文中的实施例，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，都属于本文保护的范围。
需要说明的是，本文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，以便这里描述的本文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、装置、产品或设备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、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是，本申请技术方案中对数据的获取、存储、使用、处理等均符合国家法律法规的相关规定。
如图1所示为本发明实施例一种钻井岩屑取样方法的实施系统示意图，包括地层1，地层1内包括井筒101，井筒101内包括钻杆105和位于钻杆105一端的钻头106，钻头106向地层1内部钻进，并形成岩屑，钻井液108被注入至井筒101内，带动岩屑经过井筒环空107上返，流入到防溢管102中，防溢管102中设有取样位置103，在取样时，取样位置103处的阀门打开，将岩屑取样至岩屑桶104中，取样完毕之后关闭取样位置103处的阀门，钻井液108将流入至回收装置109中，过滤掉废弃的岩屑，将钻井液108回收。
此外，需要说明的是，图1所示的仅仅是本公开提供的一种应用环境，在实际应用中，还可以包括其他应用环境，本说明书不做限制。
由于井下钻进的速度、钻井液泵入防溢管的速度等均是变化的，因此人工很难估计出钻头钻进每一米所产生的岩屑到达取样口的时间，现有技术中只能通过人工经验控制取样口的开闭对岩屑进行取样，但由于无法估计出井下钻进深度的岩屑到达取样口的时间，因此很难实现对特定钻进深度的岩屑进行取样，人工经验控制取样口开闭所获取到的岩屑样品并非是按地层深度均匀分布的岩屑样品，因此利用该岩屑对地层进行分析的准确度低。
为了解决现有技术中存在的问题，本文实施例提供了一种钻井岩屑取样方法，该方法实现了计算出对钻头钻进的每个时间点所产生的岩屑进行取样的时间，均匀地对地层中不同深度的岩屑进行取样。图2所示为本文实施例一种钻井岩屑取样方法的流程示意图。在本图中描述了对钻井岩屑进行取样的过程，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或装置产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行。具体的如图2所示，可以由处理器执行，所述方法可以包括：
步骤201：获取钻井前起钻位置至取样位置的空间大小作为第一空间，并在钻井过程中获取多个时间点对应的多个钻井液流量、多个环空增量以及多个钻时；
步骤202：根据所述第一空间以及每一时间点对应的钻井液流量、环空增量以及钻时计算每一时间点对应的岩屑到达取样位置的时间，作为取样参考时间；
步骤203：根据每一时间点对应的取样参考时间以及预定取样周期确定多个取样时间；
步骤204：根据多个所述取样时间对所述岩屑进行取样。
利用本文实施例，首先根据钻井前起钻位置至取样位置的空间大小、钻进过程中每一个时间点对应的钻井液流量、环空增量以及钻时计算每一个时间点钻头钻进所产生的岩屑随着钻井液达到取样位置的时间，然后以该时间作为参考，根据预定的取样周期确定多个取样时间，最后根据多个取样时间对岩屑进行取样，实现了计算出对钻头钻进的每个时间点所产生的岩屑进行取样的时间，均匀地对地层中不同深度的岩屑进行取样，避免一次性将岩屑取完，通过本文实施例的方法所获取到的岩屑能够更好地反应地层的实际情况，从而提高了利用该岩屑对地层进行分析的准确度。
在本文实施例中，取样位置位于防溢管内，防溢管与井筒相连，所述井筒内包括钻杆和固定于钻杆一端的钻头，所述钻头沿着所述井筒的轴向方向钻进，所述环空增量包括在该时间点与其相邻的前一个时间点之间所述钻头钻进后，井筒环空的增量，所述井筒环空表示所述钻杆与所述井筒内壁组成的环空区域，所述钻井液带动所述岩屑从所述井筒上返至所述防溢管内。
在本文实施例中，如图1所示，第一空间包括钻头到防溢管这段距离对应的井筒环空以及防溢管与井筒交接处到取样位置的距离对应的防溢管容积之和，在钻头向地层钻进的过程中，钻头将地层中的岩石等打碎并形成岩屑，同时从地面向井筒内注入钻井液，钻井液到达钻头位置后，带动形成的岩屑从井筒环空中上返，并流入防溢管，在防溢管中的取样位置获取钻井液中的岩屑，对岩屑进行过滤等操作后，进入到岩屑桶中，工作人员可以对岩屑桶中的岩屑进行分析，计算地层数据。
在钻进过程中，所产生的岩屑需要经过第一空间达到取样位置，岩屑到达取样位置的所需的时间与钻井液流量和第一空间的大小有关，并且随着钻头的钻入，第一空间的大小也在逐渐增加，增加的部分为环空增量。在本文实施例中，钻时表示钻进的速度，但与钻井速度的不同之处在于，钻时表示每钻进一米所需要的时间。获取钻井过程中多个时间点对应的多个钻井液流量、多个环空增量以及多个钻时，每个时间点对应一个钻井液流量、环空增量以及钻时，然后根据第一空间以及每个时间点对应的钻井液流量、环空增量以及钻时计算每一时间点对应的岩屑到达取样位置的时间，作为取样参考时间，该取样参考时间能够表示钻头的每个钻进时间所产生的岩屑到达取样位置的时间。然后根据每个时间点对应的取样参考时间以及预定取样周期确定多个取样时间，最后根据多个取样时间对防溢管中的岩屑进行取样。
根据本文的一个实施例，为了进一步地根据取样参考时间确定钻井深度与其产生的岩屑的取样时间，如图3所示，确定取样参考时间之后，所述方法还包括：
步骤301：建立每一时间点对应的所述取样参考时间与该时间点对应的钻头钻进的增量之间的对应关系；
步骤302：根据所述对应关系以及所述预定取样周期确定多个所述取样时间。
在本文实施例中，因为获取到的每一时间点对应的环空增量，可以根据环空增量确定钻头钻进的深度，因此可确定每个时间点对应的钻进深度，从而建立每个时间点对应的取样参考时间与该时间点对应的钻头钻进增量之间的对应关系，然后根据对应关系以及预定取样周期确定多个取样时间。在本文的一个实施例中，预定取样周期包括预定取样深度，如图4所示，根据所述对应关系以及所述预定取样周期确定多个取样时间进一步包括：
步骤401：根据所述预定取样深度以及所述对应关系确定预定取样深度对应的多个所述取样参考时间；
步骤402：按照预定的取样时间步长从确定的多个所述取样参考时间中选择出所述取样时间。
在本文实施例中，可以根据预定取样深度以及对应关系确定预定取样深度对应的多个取样参考时间，例如，以钻头钻进的增量(米)为单位可以建立每钻进0.1米与钻进0.1米所产生的岩屑达到取样位置的时间，若预定取样深度为钻进1米，则可以根据预定取样深度和对应关系确定在1米的过程中，每钻进0.1米所产生的岩屑到达取样位置的时间，也就能够计算出钻进1米的过程中，最开始产生的岩屑到达取样位置的时间以及最后产生的岩屑达到取样位置的时间。
最后根据预定取样时间步长从确定的多个取样参考时间中选择出取样时间，例如，若该钻进1米最开始产生的岩屑到达取样位置的时间为10点5分10秒，钻进1米最后产生的岩屑到达取样位置的时间为10点50分10秒，若预定取样时间步长为每间隔5分钟取样一次，则可以确定出取样时间为从10点5分10秒开始，每间隔5分钟取样一次，直至时间达到10点50分10秒，也就能够均匀地将该钻进1米所产生的岩屑取出来。
需要说明的是，也可以按照参考取样时间进行取样，即根据取样时间步长在多个参考取样时间中选择出多个取样时间，本说明书实施例不做限制。
根据本文的一个实施例，所述第一空间的计算公式为(1)：
Lq＝Lh+Lf (1)
其中，Lq表示所述第一空间，Lh表示所述起钻位置对应的所述井筒环空，Lf表示井口出喇叭口到所述防溢管内的所述取样位置的防溢管容积。
根据本文的一个实施例，根据所述第一空间以及每一时间点对应的钻井液流量、环空增量以及钻时计算每一时间点对应的岩屑到达取样位置的时间的公式为(2)-(3)：
其中，T1表示第一个时间点对应的岩屑到达取样位置的时间，Lq表示所述第一空间，δLq1表示第一个时间点对应的环空增量，F1表示第一个时间点对应的钻井液流量，ROP1表示第一个时间点对应的钻时，Ti表示第i个时间点对应的岩屑到达取样的时间，δLqi表示第i个时间点对应的环空增量，Fi表示第i个时间点对应的钻井液流量，ROPi表示第i个时间点对应的钻时。
可以理解为，开始钻进的第一个时间点对应的岩屑需要经过整个第一空间，达到取样位置，则第一个时间点对应的岩屑达到取样位置的时间包括第一个时间点的岩屑随着该时间点对应的钻井液流经整个第一空间所需要的时间、第一发个时间点的岩屑随着该时间点对应的钻井液流经第一个时间点对应的环空增量所需要的时间以及第一个时间点对应的钻时三者之和，钻时可以为前一时间点和后一时间点天生的破碎后进入钻井液体系的时间差，则第一个时间点的钻时可以为0。
第二个时间点所产生的岩屑到达取样位置也需要经过第一个时间点的岩屑到达取样位置所流经的路径，因此第二个时间所产生的岩屑到达取样位置的时间包括第一个时间点所产生的岩屑到达取样位置所需的时间、第二个时间点对应的岩屑随着该时间点对应的钻井液流经第二个时间点对应的环空增量所需的时间以及第二个时间点对应的钻时。以此类推，计算出每个时间点所产生的岩屑到达取样位置的时间。
在具体实施过程中，可以以每钻进1米为单位，计算每钻进1米所产生的岩屑到达取样位置的时间，具体地，设定在钻进第1米的过程中时间点的数量为1j个，在钻进第2米的过程中时间点的数量为2j个，在钻进第i米的过程中时间点的数量为ij个，则钻进第1米所产生的岩屑到达取样位置的时间为(4)：
其中，T1m表示钻进第1米所产生的岩屑到达取样位置的时间，F11表示钻进第1米的过程中第一个时间点对应的钻井液流量，δLq11表示钻进第1米的过程中第一个时间点对应的环空增量，ROP11表示钻进第1米的过程中第一个时间点对应的钻时，F1j表示钻进第1米的过程中第j个时间点对应的钻井液流量，δLq1j表示钻进第1米的过程中第j个时间点对应的环空增量，ROP1j表示钻进第1米的过程中第j个时间点对应的钻时。
则钻进第i米所产生的岩屑到达取样位置的时间为(5)：
其中，Tim表示钻进第i米所产生的岩屑到达取样位置的时间，Fij表示钻进第i米的过程中第j个时间点对应的钻井液流量，δLqij表示钻进第i米的过程中第j个时间点对应的环空增量，ROPij表示钻进第i米的过程中第j个时间点对应的钻时。
从而确定了每钻进1米所产生的岩屑到达取样位置的时间，然后即可根据预定取样深度以及每钻进1米所产生的岩屑达到取样位置的时间确定这个预定取样深度对应的取样时间。
在本文实施例中，岩屑从取样口取出之后，通过过滤装置进入到岩屑桶中，因为岩屑桶的容量有限，若每次取样都较多，则可能会得到多个岩屑桶的岩屑，因此为了便于后期对岩屑进行分析，需要控制每次取样的岩屑量，避免取到过多的岩屑，因此根据本文的一个实施例，如图5所示，根据每一时间点对应的取样参考时间以及预定取样周期确定多个取样时间之后，所述方法还包括，
步骤501：根据预定取样岩屑容量以及每个所述取样时间对应的钻井液流量确定每个所述取样时间对应的取样岩屑量；
步骤502：根据所述取样时间以及对应的取样岩屑量对所述岩屑进行取样。
在本文实施例中，取样岩屑容量可以根据实际需求设定，根据取样岩屑容量和每个取样时间对应的钻井液流量确定每个取样时间对应的取样岩屑容量，即确定每次取样的岩屑量，然后根据取样时间以及对应的取样岩屑量对岩屑进行取样，从而既能保证均匀取样，也能够避免取到的岩屑量过多。
在本文实施例中，取样位置可以是一个带有可调阀门的取样口，控制阀门的开合度即可以控制取样岩屑量，可以根据预定取样岩屑容量、每个取样时间对应的钻井液流量以及取样口阀门的尺寸计算每次取样时阀门的开合度，在该取样时间点取样完毕后，关闭阀门暂停取样，在到达下一个取样时间后，控制阀门按照对应的开合度开启进行取样。
在本文的一个实施例中，取样桶的结构可以如图8所示，包括多个百叶窗形式的挡板801、筛网802以及桶体803。
百叶窗形式的挡板801位于取样位置处，可以控挡板801的开合程度从而控制取样岩屑量，岩屑经过开启的挡板801后，流入至筛网802处，筛网802过滤掉岩屑中的钻井液，从而得到最终的岩屑。
在本文的一些其他实施例中，由于岩屑返出地面并非一次性或瞬时过程，受多重因素影响，但总体来说钻时快慢决定了融入钻井液体系的钻进破碎地层得到的岩屑供给的量δY，而钻井液循环的排量δF决定了岩屑返出的效率，另外钻达井深及以上层位的钻具组合和对应的环空容积δL决定了泵以某瞬时排量推动岩屑所在钻井液液柱微元上行的时间δt，因此，可根据某个时间点观测到的瞬时数据建立以时间为横轴、岩屑返出量为纵轴的岩屑返出离散曲线。对于某一个井深度点k单位时间微元δT：δYk＝δROPk*δTk≈δDk，其中δT代表的是单位时间微元，δDk表示单位时间进尺，单位时间进尺表示的是在一个特定的单位时间内，钻头钻进的深度。
设某标记为K的深度点钻揭耗时为ROPk，则需要取样数为ROPk/δTk，这里δTk可以为0.1秒或者0.2秒取样间距；假设为单米上返，则根据各钻时取样间距的钻时微元值δROPk确定取样的入口的开度。设某米进入取样开始时间点为Tk1,取样完毕时间为Tk2，则取样期间的钻时记录点数为m＝INT((Tk1-Tk2)/δTk)，其中INT为取整符号，则对于取样时机本案采用从某米岩屑从井底首次返出并随钻井液到达取样点时作为取样开始点，由于设备取样动作开启(设备通电的时候)即通过测算流量大小进行取样口的开合动作，确保在单位微元时间点内根据对应微钻时参数统一规划取样数量，设对应某待取样井深度点有m个钻时记录点，则对于该标记为b的深度点第p个取样节点开合度计算方式可以为(6)-(7)：
其中，表示标记为b的深度点第p个取样节点开合度，/>表示深度点b的第p个取样点的钻揭耗时，δFb指的是深度点b的钻井液排量。
基于同一发明构思，本文实施例还提供了一种钻井岩屑取样装置，如图6所示，包括：
数据获取单元601，用于获取钻井前起钻位置至取样点的空间大小作为第一空间，并在在钻井过程中获取多个时间点对应的多个钻井液流量、多个环空增量以及多个钻时；
取样参考时间计算单元602，用于根据所述第一空间以及每一时间点对应的钻井液流量、环空增量以及钻时计算每一时间点对应的岩屑到达取样点的时间，作为取样参考时间；
取样时间确定单元603，用于根据每一时间点对应的取样参考时间以及预定取样周期确定多个取样时间；
取样控制单元604，用于根据多个所述取样时间对所述岩屑进行取样。
由于上述装置解决问题的原理与上述方法相似，因此上述装置的实施可以参见上述方法的实施，重复之处不再赘述。
如图7所示为本发明实施例计算机设备的结构示意图，本发明中的装置可以为本实施例中的计算机设备，执行上述本发明的方法。计算机设备702可以包括一个或多个处理设备704，诸如一个或多个中央处理单元(CPU)，每个处理单元可以实现一个或多个硬件线程。计算机设备702还可以包括任何存储资源806，其用于存储诸如代码、设置、数据等之类的任何种类的信息。非限制性的，比如，存储资源706可以包括以下任一项或多种组合：任何类型的RAM，任何类型的ROM，闪存设备，硬盘，光盘等。更一般地，任何存储资源都可以使用任何技术来存储信息。进一步地，任何存储资源可以提供信息的易失性或非易失性保留。进一步地，任何存储资源可以表示计算机设备702的固定或可移除部件。在一种情况下，当处理设备704执行被存储在任何存储资源或存储资源的组合中的相关联的指令时，计算机设备702可以执行相关联指令的任一操作。计算机设备702还包括用于与任何存储资源交互的一个或多个驱动机构708，诸如硬盘驱动机构、光盘驱动机构等。
计算机设备702还可以包括输入/输出模块710(I/O)，其用于接收各种输入(经由输入设备712)和用于提供各种输出(经由输出设备714)。一个具体输出机构可以包括呈现设备716和相关联的图形用户接口(GUI)718。在其他实施例中，还可以不包括输入/输出模块710(I/O)、输入设备712以及输出设备714，仅作为网络中的一台计算机设备。计算机设备702还可以包括一个或多个网络接口720，其用于经由一个或多个通信链路722与其他设备交换数据。一个或多个通信总线724将上文所描述的部件耦合在一起。
通信链路722可以以任何方式实现，例如，通过局域网、广域网(例如，因特网)、点对点连接等、或其任何组合。通信链路722可以包括由任何协议或协议组合支配的硬连线链路、无线链路、路由器、网关功能、名称服务器等的任何组合。
本文实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法。
本文实施例还提供一种计算机可读指令，其中当处理器执行所述指令时，其中的程序使得处理器执行上述方法。
应理解，在本文的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本文实施例的实施过程构成任何限定。
还应理解，在本文实施例中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本文的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本文所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，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，仅仅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。另外，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、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
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网络单元上。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文实施例方案的目的。
另外，在本文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，也可以是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，本文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设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本文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、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本文中应用了具体实施例对本文的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本文的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本文的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本文的限制。

Claims (10)

1.一种钻井岩屑取样方法，其特征在于，包括：
获取钻井前起钻位置至取样位置的空间大小作为第一空间，并在钻井过程中获取多个时间点对应的多个钻井液流量、多个环空增量以及多个钻时；
根据所述第一空间以及每一时间点对应的钻井液流量、环空增量以及钻时计算每一时间点对应的岩屑到达取样位置的时间，作为取样参考时间；
根据每一时间点对应的取样参考时间以及预定取样周期确定多个取样时间；
根据多个所述取样时间对所述岩屑进行取样。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定取样参考时间之后，所述方法还包括：
建立每一时间点对应的所述取样参考时间与该时间点对应的钻头钻进的增量之间的对应关系；
根据所述对应关系以及所述预定取样周期确定多个所述取样时间。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预定取样周期包括预定取样深度；
根据所述对应关系以及所述预定取样周期确定多个取样时间进一步包括：
根据所述预定取样深度以及所述对应关系确定预定取样深度对应的多个所述取样参考时间；
按照预定的取样时间步长从确定的多个所述取样参考时间中选择出所述取样时间。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述取样位置位于防溢管内，所述防溢管与井筒相连；
所述井筒内包括钻杆和固定于所述钻杆一端的钻头，所述钻头沿着所述井筒的轴向方向钻进；
所述环空增量包括在该时间点与其相邻的前一个时间点之间所述钻头钻进后，井筒环空的增量，所述井筒环空表示所述钻杆与所述井筒内壁组成的环空区域；
所述钻井液带动所述岩屑从所述井筒上返至所述防溢管内。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一空间的计算公式为：
Lq＝Lh+Lf
其中，Lq表示所述第一空间，Lh表示所述起钻位置对应的所述井筒环空，Lf表示井口出喇叭口到所述防溢管内的所述取样位置的防溢管容积。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一空间以及每一时间点对应的钻井液流量、环空增量以及钻时计算每一时间点对应的岩屑到达取样位置的时间的公式为：
其中，T1表示第一个时间点对应的岩屑到达取样位置的时间，Lq表示所述第一空间，δLq1表示第一个时间点对应的环空增量，F1表示第一个时间点对应的钻井液流量，ROP1表示第一个时间点对应的钻时，Ti表示第i个时间点对应的岩屑到达取样的时间，δLqi表示第i个时间点对应的环空增量，Fi表示第i个时间点对应的钻井液流量，ROPi表示第i个时间点对应的钻时。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据每一时间点对应的取样参考时间以及预定取样周期确定多个取样时间之后，所述方法还包括，
根据预定取样岩屑容量以及每个所述取样时间对应的钻井液流量确定每个所述取样时间对应的取样岩屑量；
根据所述取样时间以及对应的取样岩屑量对所述岩屑进行取样。
8.一种钻井岩屑取样装置，其特征在于，包括：
数据获取单元，用于获取钻井前起钻位置至取样点的空间大小作为第一空间，并在在钻井过程中获取多个时间点对应的多个钻井液流量、多个环空增量以及多个钻时；
取样参考时间计算单元，用于根据所述第一空间以及每一时间点对应的钻井液流量、环空增量以及钻时计算每一时间点对应的岩屑到达取样点的时间，作为取样参考时间；
取样时间确定单元，用于根据每一时间点对应的取样参考时间以及预定取样周期确定多个取样时间；
取样控制单元，用于根据多个所述取样时间对所述岩屑进行取样。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7任一所述方法。
10.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被计算机设备的处理器运行时，执行权利要求1至7任意一项所述的方法。
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