本申請涉及鉆井工程，特別地涉及一種應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的指令下傳控制系統(tǒng)、方法存儲介質(zhì)以及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、此處提供的背景技術(shù)描述的目的是總體地給出本申請的背景，本部分的陳述僅僅是提供了與本申請相關(guān)的背景，并不必然構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

2、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)采用下傳裝置向井下傳遞控制指令，當(dāng)前已經(jīng)獲得廣泛的應(yīng)用。下傳系統(tǒng)的工作原理是通過開關(guān)泄流閥，分流鉆井液實(shí)現(xiàn)壓力脈沖的變化，其關(guān)鍵技術(shù)是在于控制方法與分流裝置的設(shè)計(jì)。

3、中國發(fā)明專利cn111852366b-一種用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)下傳裝置的精確分流方法，公開了一種用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)下傳裝置的精確分流方法。該方法包括：首先計(jì)算分流前鉆頭的壓耗p1，再計(jì)算沿程損耗δp；分流之后計(jì)算立管處壓力,也即節(jié)流閥處壓力p2，進(jìn)一步計(jì)算節(jié)流閥打開面積s1；根據(jù)節(jié)流閥打開面積與節(jié)流閥開度的關(guān)系，將節(jié)流閥調(diào)節(jié)至計(jì)算開度，從而完成分流。

4、但是，在該專利的分流方法中包含沿程損耗、節(jié)流閥壓降等計(jì)算步驟，理論計(jì)算必然帶來較大的誤差，不利于精確的控制分流；另一方面，該方法也沒有考慮節(jié)流閥處最大流速限制，容易對節(jié)流閥造成不必要的沖蝕，增加故障率，降低使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對上述問題，本申請?zhí)岢鲆环N應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的指令下傳控制系統(tǒng)、方法、存儲介質(zhì)及電子設(shè)備。通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥開度實(shí)現(xiàn)立管壓力精確調(diào)整的方法，提高下傳指令的控制精度，同時(shí)兼顧了節(jié)流閥的耐沖蝕性能；并在該方法的指導(dǎo)下，構(gòu)建了指令下傳控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)了下傳指令的自動化操作，并滿足旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)下傳指令快速、可靠運(yùn)行的要求。

2、本申請的第一個(gè)方面，提供了一種應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的指令下傳控制系統(tǒng)，包括：

3、地面中控裝置，用于檢測立管壓力和分流通道流量，控制截止閥和氣動開關(guān)閥的開關(guān)并設(shè)置節(jié)流閥的開度，以及下發(fā)控制指令；

4、立管壓力傳感器，與所述地面中控裝置通信連接，安裝在立管的鉆臺面位置，用于檢測主循環(huán)管路的壓力；

5、電磁流量計(jì)，與所述地面中控裝置通信連接，安裝在分流管路的入口端，用于檢測分流管路的體積流量；

6、電動截止閥，與所述地面中控裝置通信連接，安裝在分流管路中且位于電磁流量計(jì)后端，用于響應(yīng)于所述地面中控裝置發(fā)送的第一控制指令，執(zhí)行打開或者關(guān)閉分流管路操作；

7、氣動開關(guān)閥，與所述地面中控裝置通信連接，安裝在分流管路中且位于電動截止閥后端，用于響應(yīng)于所述地面中控裝置發(fā)送的第二控制指令，控制打開和關(guān)閉的時(shí)間；

8、電動節(jié)流閥，與所述地面中控裝置通信連接，安裝在分流管路的末端，用于分流管路的節(jié)流，以及響應(yīng)于所述地面中控裝置發(fā)送的第三控制指令，調(diào)整開度大小。

9、進(jìn)一步地，所述地面中控裝置包括：

10、測量模塊，分別與所述立管壓力傳感器和所述電磁流量計(jì)通信連接，用于測量分流管路的體積流量和主管路的壓力；

11、執(zhí)行模塊，分別與所述電動截止閥、所述氣動開關(guān)閥和所述電動節(jié)流閥通信連接，用于控制所述電動截止閥、所述氣動開關(guān)閥和所述電動節(jié)流閥執(zhí)行對應(yīng)的動作；

12、指令下傳模塊，與所述執(zhí)行模塊通信連接，用于通過所述執(zhí)行模塊實(shí)現(xiàn)下傳參數(shù)的傳輸。

13、進(jìn)一步地，還包括：

14、顯示裝置，與所述地面中控裝置通信連接，用于顯示主循環(huán)管路的壓力值、分流管路的體積流量值、分流管路的打開或者關(guān)閉狀態(tài)、氣動開關(guān)閥的打開和關(guān)閉的時(shí)間以及電動節(jié)流閥的開度大小中的一項(xiàng)或多項(xiàng)。

15、進(jìn)一步地，還包括：

16、提醒裝置，與所述地面中控裝置通信連接，用于在出現(xiàn)異常的情況下，發(fā)出提醒消息。

17、本申請的第二個(gè)方面，提供了一種應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的指令下傳控制方法，基于權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的指令下傳控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所述方法包括：

18、根據(jù)電動節(jié)流閥的最大容許流速確定目標(biāo)流速并確定立管壓力差，將所述立管壓力差作為目標(biāo)壓力差；

19、在開泵且不進(jìn)行分流的情況下，確定立管的分流前壓力；

20、控制分流裝置的電動截止閥和氣動開關(guān)閥執(zhí)行打開操作，將位于分流通道的電動節(jié)流閥的開度調(diào)整為最大值；

21、按照預(yù)設(shè)閾值逐次減小所述電動節(jié)流閥的開度，并在每次減小后均確定當(dāng)前開度下所述電動節(jié)流閥的當(dāng)前流速和立管的當(dāng)前壓力，以及根據(jù)所述當(dāng)前壓力和所述分流前壓力確定壓力差，根據(jù)所述當(dāng)前流速和所述目標(biāo)流速確定流速差，直至所述流速差或所述壓力差滿足預(yù)設(shè)條件；

22、將當(dāng)前開度確定為所述電動節(jié)流閥的開度，控制所述電動節(jié)流閥保持當(dāng)前開度，并發(fā)送所有的下傳指令。

23、進(jìn)一步地，所述根據(jù)電動節(jié)流閥的最大容許流速確定目標(biāo)流速，包括：

24、將所述最大容許流速值的一半確定為所述目標(biāo)流速。

25、進(jìn)一步地，所述確定立管的分流前壓力，包括：

26、將立管在預(yù)設(shè)時(shí)長內(nèi)的壓力平均值確定為所述分流前壓力。

27、進(jìn)一步地，判定是否滿足所述預(yù)設(shè)條件的方式，包括：

28、在所述流速差不小于0或所述壓力差不小于0的情況下，判定滿足所述預(yù)設(shè)條件。

29、本申請的第三個(gè)方面，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲的計(jì)算機(jī)程序，可被一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行，用以實(shí)現(xiàn)如上所述方法的步驟。

30、本申請的第四個(gè)方面，提供了一種電子設(shè)備，包括存儲器和一個(gè)或多個(gè)處理器，所述存儲器上存儲有計(jì)算機(jī)程序，所述存儲器和所述一個(gè)或多個(gè)處理器之間互相通信連接，該計(jì)算機(jī)程序被所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)如上所述方法的步驟。

31、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的技術(shù)方案所具備的優(yōu)點(diǎn)或有益效果包括：

32、不僅可實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向指令下傳的全自動化操作，避免了人為操作帶來的下傳誤動作，提高信號傳輸效率及下傳成功率；而且，可操作性強(qiáng)，其中的參數(shù)稍加變動，便可以適應(yīng)不同作業(yè)環(huán)境的需求，整體適應(yīng)性強(qiáng)；另外，還考慮了鉆井液流速對于節(jié)流閥的影響，降低了節(jié)流閥的沖蝕，提高了設(shè)備使用壽命。

技術(shù)特征：

1.一種應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的指令下傳控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的指令下傳控制系統(tǒng)，其特征在于，所述地面中控裝置(1)包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的指令下傳控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的指令下傳控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

5.一種應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的指令下傳控制方法，其特征在于，基于權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的指令下傳控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所述方法包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的指令下傳控制方法，其特征在于，所述根據(jù)電動節(jié)流閥的最大容許流速確定目標(biāo)流速，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的指令下傳控制方法，其特征在于，所述確定立管的分流前壓力，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的指令下傳控制方法，其特征在于，判定是否滿足所述預(yù)設(shè)條件的方式，包括：

9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲的計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)被一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求5至8中任一項(xiàng)所述的應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的指令下傳控制方法。

10.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括存儲器和處理器，所述存儲器上存儲有計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求5至8中任一項(xiàng)所述的應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的指令下傳控制方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及鉆井工程領(lǐng)域，公開了一種應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的指令下傳控制系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)包括：地面中控裝置，用于檢測立管壓力和分流通道流量，控制截止閥和氣動開關(guān)閥的開關(guān)并設(shè)置節(jié)流閥的開度，以及下發(fā)控制指令；立管壓力傳感器，用于檢測主循環(huán)管路的壓力；電磁流量計(jì)，用于檢測分流管路的體積流量；電動截止閥，用于響應(yīng)于地面中控裝置的第一控制指令，執(zhí)行打開或者關(guān)閉分流管路操作；氣動開關(guān)閥，用于響應(yīng)于地面中控裝置的第二控制指令，控制打開和關(guān)閉的時(shí)間；電動節(jié)流閥，用于分流管路的節(jié)流和響應(yīng)于地面中控裝置的第三控制指令，調(diào)整開度大小。實(shí)現(xiàn)了下傳指令的自動化操作，滿足旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)下傳指令快速、可靠運(yùn)行的要求。

技術(shù)研發(fā)人員：崔謙,李國慶,米金泰,張衛(wèi),宋紅喜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油化工股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15