CN103352656B - 一种钻井*** - Google Patents
一种钻井*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN103352656B CN103352656B CN201310336669.3A CN201310336669A CN103352656B CN 103352656 B CN103352656 B CN 103352656B CN 201310336669 A CN201310336669 A CN 201310336669A CN 103352656 B CN103352656 B CN 103352656B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tube
- continuous
- cable
- pipe nipple
- ground
- 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.)
- Active
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 70
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 claims abstract description 54
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 48
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 claims abstract description 24
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000010365 information processing Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 4
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 230000006854 communication Effects 0.000 description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 9
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 5
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 2
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007175 bidirectional communication Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000013536 elastomeric material Substances 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
- E21B19/22—Handling reeled pipe or rod units, e.g. flexible drilling pipes
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/20—Flexible or articulated drilling pipes, e.g. flexible or articulated rods, pipes or cables
- E21B17/206—Flexible or articulated drilling pipes, e.g. flexible or articulated rods, pipes or cables with conductors, e.g. electrical, optical
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/04—Directional drilling
- E21B7/06—Deflecting the direction of boreholes
- E21B7/068—Deflecting the direction of boreholes drilled by a down-hole drilling motor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
本发明涉及一种连续管智能电动钻井***，包括地面控制***、连续管以及下部钻具；其中连续管内设有光电复合缆，光电复合缆内包括有三相动力电缆、电源电缆、信号电缆和光纤电缆；地面控制***包括注入头、地面光电转换器、PLC控制模块、滚筒、整流逆变器、升压变压器、地面信息处理模块；下部钻具包括依次连接的连接器、电缆头短节、非旋转接头、遥传短节、电动断开和循环短节、钻井参数测量短节、井斜方位测量短节、电动马达、电动导向短节、近钻头测量短节和钻头。该钻井***通过在连续管内注入光电复合缆建立起地面和井下的电力和信息通道，克服了复合材料连续管缺点，配合现有的连续管和设备即能实现连续管钻井的电动化和智能化。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油天然气钻井设备，特别是一种钻井***。
背景技术
石油天然气钻井是一项地下隐蔽性工程，尤其是在复杂地质条件下钻复杂结构井和特殊工艺井时，存在着大量非均质性、不确定性、非结构性、非数值化的难题，解决钻井“黑箱”问题迫切需要将信息技术、智能控制技术应用到钻井工程中。
在钻井过程中如何建立起地面与井底之间的电力和信号通道是实现自动化，智能化钻井的关键。在信号传输方面，目前常用的信号传输方式包括泥浆脉冲传输、电磁波传输和声波传输。其中使用最广的泥浆脉冲存在着传输速率低，抗干扰能力差，不能用于欠平衡工况等缺点，而电磁波传输和声波传输信号衰减，传输距离受限。因此，这几种传输方式都成为了制约智能钻井技术发展的“瓶颈”。
在井底供电的方面，目前主要依靠井下电池或泥浆涡轮发电机。连续管电动智能钻井需要在下部钻井组合中安装各种传感器和控制模块，并且井下电动钻井马达和电动导向短节等所需的电功率大，依靠电池或泥浆涡轮发电机供电已不能满足智能电动钻井对电力的需求，最好的解决办法是将强电和弱电从地面引入井底。
在井斜方位测量方面，目前广泛采用三轴磁通门和三轴加速度计的测量参数来计算井斜角、方位角和工具面角。测量仪器在靠近铁磁材料的情况下，由于铁磁材料对地磁场的干扰，基于磁通门测量的参数是不可靠的，因此在丛式井钻井、救援井钻井和套管开窗侧钻等，存在磁干扰的场合，常规的测斜装置很难获得可靠的磁性工具面参数。
在钻井中广泛应用的井下容积式马达由钻井液驱动，存在着受流体介质限制，钻井参数与水力参数相约束等问题，不能对容积式马达的输出转速和转矩进行精确控制。此外，容积式马达中有橡胶材料使其高温工作性能差，工作寿命短。
在连续管的轨迹控制方面，目前常用的方式是旋转定向器和弯螺杆马达相配合，旋转定向器的作用是转动弯螺杆马达的工具面角，定好工具面方向后可向指定方向钻进。当需要钻直井时，旋转定向器需要提供一个持续的旋转运动，从而实现直线钻井。这种轨迹控制方式要求旋转定向器能提供足够的驱动扭矩以克服钻头的反扭矩，因此旋转定向器通常长度长，结构复杂。此外，这种定向方式钻出的井眼不够平滑，导致连续管与井壁摩擦阻力大，限制了连续管的下入能力和钻压施加性能，也不利于后期的下套管作业。
为此，中国专利申请号CN201120156963.2、公开号CN202125247U公开了一种全电动复合材料连续管钻井装置，如图1所示，包括钻头03和驱动钻头03转动的电动马达018，还包括内嵌电缆的复合材料连续管02、连续管滚筒08、连续管接头010、测量井下参数的测量机构015、改变钻头指向的导向工具016，地面井口处设有夹持复合材料连续管02的注入头01。该复合材料连续管02设有泥浆流道，泥浆流道与钻头03的喷嘴相通；复合材料连续管02卷绕在连续管滚筒08上，下端连接连续管接头010。连续管接头010、测量机构015、导向工具016与电动马达018依次串接，连续管接头010与测量机构015之间还连接有电控推进器014、电控断脱器013、井下通讯处理器012、井下电力变压器011；连续管接头010内纵向设有电缆通道，复合材料连续管02内嵌的电缆穿过连续管接头010的电缆通道。电控断脱器通013过复合材料连续管02内嵌的电缆与地面电源05相连接。在地面电源05和复合材料连续管02之间还通过电缆连接有地面电力变压器07，在复合材料连续管02与测量机构015之间还通过电缆连接有井下电力变压器011。在地面，地面监控器04与地面通讯处理器6通过导线相连接。在井下，井下通讯处理器012与测量机构15、导向工具016、电控断脱器013及电动马达018通过导线相连接。地面通讯处理器06通过复合材料连续管02内嵌的电缆与井下通讯处理器012连接。
该全电动复合材料连续管钻井装置采用复合材料连续管02实现地面和井下的电力与信号通道建立，复合材料连续管02虽然具有抗腐蚀性能好、管体轻、疲劳寿命高、内部通道畅通等优点，但复合材料连续管02还处于实验室研究阶段，技术尚不成熟，并且存在着以下缺点：
（1） 复合材料连续管02价格昂贵；
（2） 复合材料连续管02在油田现场的应用经验少；
（3） 复合材料连续管02抗冲击性能低；
（4） 大多数复合材料抗温能力低于100??C；
（5） 复合材料连续管02刚度低于钢制连续管，钻井能力受到限制；
（6） 复合材料连续管02一旦损坏，修复十分困难。
此外，该专利采用电缆作为地面和井底的信息传输通道，电缆是一种传输频带相对较窄的传输介质，其电特性和抗干扰能力较差；同时该钻井装置的地面电源05的电力是经地面电力变压器07变压后向井下输送，在井下电力再经井下电力变压器011变压后输送给测量机构015、导向工具016、电控推进器014、电控断脱器013和电动马达018，在井下进行电力变压器011连接麻烦，增加了工作量，而且对操作人员带来安全隐患。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对现有技术存在的连续管钻井装置采用复合材料连续管的上述不足，提供一种钻井***，该钻井***采用普通的钢制连续管，通过在连续管内注入光电复合缆建立起地面和井下的电力和信息通道，在克服复合材料连续管缺点的同时，采用现有的连续管和设备即能实现连续管钻井的电动化和智能化。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种钻井***，包括地面控制***以及连接所述地面控制***的连续管，所述连续管内设有光电复合缆，所述光电复合缆包括用于传输强电的动力电缆、用于传输弱电的电源电缆、用于传输低带宽数据或控制信号的信号电缆和用于高速双向信息通道的光纤电缆。
动力电缆和电源电缆能分别将强电和弱电引入地下，可以为井下下部钻具提供稳定的电力供应；光纤电缆可以建立起地面和井下的高速双向信号传输通道，光纤通讯传输速率高、抗干扰能力强、传输距离远，可满足智能钻井信息交互数据量大的需要；而信号电缆用于传输低带宽数据或控制信号。
优选地，所述地面控制***包括PLC控制模块、卷绕所述连续管的滚筒以及可夹持所述连续管的注入头，所述滚筒上设有连接所述光电复合缆的地面光电转换器，所述PLC控制模块、所述滚筒之间连接有整流逆变器、升压变压器、地面信息处理模块。
将整流逆变器、升压变压器设置在地面，相对设置在井下来说，更方便安装、拆卸、控制，同时更为安全。井下钻具各种传感器所测量的电信号通过电光转换为光信号后由光纤电缆传回地面，再通过滚筒内的地面光电转换转换为电信号，并由滚筒引出后进入地面信息处理模块，实现信号的处理和计算，经过PLC控制模块实现信息的存储和处理后，最后显示在司钻控制房的屏幕上供司钻人员了解井下工况；司钻人员根据信息发出的地面控制信号，经过PLC控制模块、地面信息处理模块、滚筒和地面电光转换后，经过光电复合缆内的光纤电缆将信号反馈传输至井下，转换为电控制信号，控制井下钻具相关设备的执行相应动作。
优选地，所述滚筒上设有集电滑环，从而能实现地面和井下的信号精确传递。
优选地，该连续管电动智能钻井***还包括与所述连续管端部连接的下部钻具，所述下部钻具包括依次连接的连接器、电缆头短节、遥传短节、电动断开和循环短节、钻井参数测量短节、井斜方位测量短节、电动马达、电动导向短节、近钻头测量短节和钻头，所述连接器连接所述连续管。
下部钻具采用模块化设计，下部钻具相邻两部件的探管两端采用可旋转式接插件，方便串接连接和拆卸，实现电力和信号通道的连通。电缆头短节内设有止回阀，防止钻井时出现泥浆回流。
优选地，所述电缆头短节和所述遥传短节之间连接有非旋转接头。
非旋转接头的作用在于不需要旋转下部钻具，即可将电缆头短节与遥传短节连接在一起，方便连接、拆卸。
优选地，所述非旋转接头包括上接头和下接头，所述上接头连接所述电缆头短节，所述下接头连接所述遥传短节。
上接头和下接头通过内花键、外花键、连接套相互配合连接形成非旋转接头。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本连续管电动智能钻井***采用普通的钢制连续管，连续管内设有动力电缆、电源电缆、信号电缆、光纤电缆组成的光电复合缆，从而建立起地面和井下的电力和信息通道，克服复合材料连续管的缺点，采用现有的连续管和设备即能实现连续管钻井的电动化和智能化，可广泛应用于欠平衡钻井、老井开窗侧钻、丛式井钻井和定向钻井等领域；
2、本连续管电动智能钻井***将整流逆变器、升压变压器设置在地面，相对设置在井下来说，更方便安装、拆卸、控制，同时更为安全；
3、本发明的下部钻具采用模块化设计，下部钻具各部件的探管两端采用可旋转式接插件，在进行部件串旋扣连接的同时，其内部的探管通过可旋转式接插件串接在一起，实现电力和信号通道的连通，模块化的下不钻具工具串结构，增加了井下钻具组合连接的灵活性，降低了井下工具连接的工作量，可在现场根据作业需要选配相应的井下下部钻具。
附图说明
图1是现有技术中全电动复合材料连续管钻井装置的结构示意图；
图2为本发明所述钻井***的结构示意图；
图3为本发明中的光电复合缆的剖面结构示意图；
图4为本发明中的井下钻具工具串连接结构示意图；
图5为本发明所述钻井***的闭环控制原理示意图。
图中标记：
01、注入头，02、复合材料连续管，03、钻头，04、地面监控器，05、地面电源，06、地面通讯处理器，07、地面电力变压器，08、连续管滚筒，09、泥浆泵，010、连续管接头，011、井下电力变压器，012、井下通讯处理器，013、电控断脱器，014、电控推进器，015、测量机构，016、导向工具，017、单向阀，018、电动马达；
101、地面控制***，102、下部钻具，1、司钻控制房，2、PLC控制模块，3、整流逆变器，4、地面信息处理模块，5、升压变压器，6、地面光电转换器，7、滚筒，8、注入头，9、连续管，10、光电复合缆，11，连接器，12、电缆头短节，13、非旋转接头，131、上接头，132、下接头，14、遥传短节，15、电动断开和循环短节，16、钻井参数测量短节，17、井斜方位测量短节，18、电动马达，19、电动导向短节，20、近钻头测量短节，21、钻头，22、动力电缆，23、电源电缆，24、信号电缆，25、光纤电缆，26、集电滑环。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图2、3、4所示，连续管智能电动钻井***，包括地面控制***101、下部钻具102，以及连接地面控制***101和下部钻具102的连续管9；其中连续管9内设有光电复合缆10，光电复合缆10内包括有三相动力电缆22、电源电缆23、信号电缆24和光纤电缆25，光电复合缆10随连续管9一同下入井内，从而建立起地面控制***101与井底下部钻具102之间的动力和信息通道；其中地面控制***101包括注入头8、地面光电转换器6、PLC控制模块2、滚筒7，以及整流逆变器3、升压变压器5、地面信息处理模块4；其中下部钻具102包括依次连接的连接器11、电缆头短节12、非旋转接头13、遥传短节14、电动断开和循环短节15、钻井参数测量短节16、井斜方位测量短节17、电动马达18、电动导向短节19、近钻头测量短节20和钻头21。
地面低压交流电通过上述整流逆变器3和升压变压器5后，经过带集电滑环26的滚筒7进入连续管9内，连续管9通过注入头8下入井内，光电复合缆10将高压交流电经过三相动力电缆22传输到井底的下部钻具，向井下电动马达18供电，驱动钻头21旋转，实现电动钻井，通过地面的整流逆变器3可以实现对井下电动马达18的交流变频调速控制，电动马达18的驻车保护功能还可以通过PLC控制模块2设定。光电复合缆10中的光纤电缆25作为地面和井底的信号传输通道，井下下部钻具的各种传感器所测量的电信号通过遥传短节14进行电光转换为光信号后由光纤电缆25传回地面，再通过滚筒7内的地面光电转换器6转换为电信号并由带集电滑环的滚筒7引出后进入地面信息处理模块4，实现信号的处理和计算，经过PLC控制模块2实现信息的存储和处理后显示在司钻控制房1的屏幕上供司钻人员了解井下工况；司钻人员发出的地面控制信号经过PLC控制模块2、地面信息处理模块4、带集电滑环26的滚筒7和地面电光转换器6后，经过光电复合缆10内的光纤电缆25传输至井下，经遥传短节14进行光电转换恢复为电控制信号，控制井下相关的执行设备动作。
由连接器11、电缆头短节12、非旋转接头13、遥传短节14、电动断开和循环短节15、钻井参数测量短节16、井斜方位测量短节17、电动马达18、电动导向短节19、近钻头测量短节20和钻头21组成的下部钻具102采用模块化设计，下部钻具102各部件的探管两端采用可旋转式接插件，在进行部件串旋扣连接的同时，其内部的探管通过可旋转式接插件串接在一起，可旋转式接插件为现有可是实现下部钻具102插接连接的标准件，从而实现电力和信号通道的连通；模块化的工具串结构，增加了井下钻具组合连接的灵活性，降低了井下工具连接的工作量，并且可在现场根据作业需要选配相应的井下工具。下面就下部钻具102各部件功能进行分别说明：
1、电缆头短节12，电缆头短节12主要是为后续的井下工具串提供机械和电气的连接，其内设置有一断开弱点，电缆可以在此处拉断；该电缆头短节12内还集成了止回阀，用于为防止泥浆回流；
2、非旋转接头13，非旋转接头13分为上接头131和下接头132，上接头131与电缆头短节12连接，下接头132与遥传短节14连接，上接头131和下接头132通过内花键、外花键、连接套相互配合连接形成非旋转接头13；非旋转接头13的作用就是将光电复合缆10的接头连接在遥传短节14上后，不需要旋转钻具，通过非旋转接头13即可将电缆头短节12与遥传短节14连接在一起；
3、遥传短节14，遥传短节14负责控制井下下部钻具102和地面设备之间的信号通信，其内部包括电源模块、光电转换模块和微处理器模块，遥传短节14是光纤电缆25在井底的截止点，遥传短节14内设有的光电转换模块，负责光信号和电信号之间的转换；井下传感器的测量信号通过遥传短节14处理后统一传输回地面，地面发出的控制信号也通过遥传短节14传输给相应的井下工具；
4、电动断开和循环短节15，电动断开和循环短节15安装有电控的循环旁通阀和电动断开器，通过电信号控制，旁通阀能在任何时候打开和关闭，从而提供循环流体的流动通道，提高环空反速；此外，通过从地面发送信号能实现电动断开和循环短节15与下端井下钻具组合的断开，从而在发生卡钻的情况下实现连续管的回收；
5、钻井参数短节16和井斜方位测量短节17，用于测量井底的钻压、扭矩、温度、压力、井斜、方位和工具面等参数；井斜方位测量短节17内安装有三轴加速度计和三轴固态陀螺组成的捷联惯性测量***，该测量***不依赖于外部信息的输入，可抗磁干扰，能在具有磁干扰的地质条件下实现井斜和方位的精确测量；
6、电动马达18，电动马达18由光电复合缆10的三相动力缆芯22供电，没有井底减速机构，由马达的转子直接驱动钻头21旋转，电动钻井马达由交流变频驱动，可以精确控制电动马达18的转速和扭矩，通过地面的PLC控制模块2能够设定该电动马达18的驻车保护功能；
7、电动导向短节19，电动导向短节19安装在电动马达18下端，通过光电复合电缆中的电源缆芯向导向短节供电，其壳体上布置有三块导向翼，通过控制导向翼推靠井壁产生相应的侧向力控制钻头钻进的井斜和方位，使钻头向指定的方向钻进；这种控制方式能得到更加平滑的井眼轨迹，有助于降低连续管与井壁的摩擦阻力，提高连续管的下入能力和钻压施加能力，并为后期的下套管作业提供更优的井身质量。
8、近钻头测量短节20，该近钻头测量短节20连接在钻头后方，以便能更加准确的测量钻头的位置和姿态，并测量自然伽马和地层电阻率等地质参数，所测量的参数通过电动马达18壳体壁内的信号电缆传输到遥传短节；基于近钻头测量短节20所反馈的测量信号，电动导向短节19可自动引导钻头21准确钻达油气富集区域，缩短了传感器与钻头21之间的距离，可实现井下闭环控制的薄油气层中地质导向钻进。
该连续管智能电动钻井***有两套闭环控制环路，如图5所示，虚线方框内的是位于井下的闭环控制环路，在没有地面导向工程师干预的情况下，根据井下随钻测量***所测量的钻井参数、轨迹参数和地质参数，井下控制***能自动优化钻井参数，并向电动马达18和电动导向短节19发出控制指令，引导井眼轨迹沿着油气富集区钻进，从而实现井下闭环控制的地质导向钻井；另一个是井下工具与地面之间的控制环路，通过光纤缆芯25建立起地面和井下的高速双向通讯，地面电源***通过三相动力缆芯22和电源缆芯23向井下的各种部件和仪器提供强电和弱电，在井眼轨迹需要优化时，地面导向工程师可以通过地面控制***发出指令，对井下电动马达18和电动导向短节19实施实时控制，从而控制钻头向指定的方向钻进。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种钻井***，包括地面控制***(101)以及连接所述地面控制***(101)的连续管(9)，其特征在于，所述连续管(9)为钢制连续管(9)，所述连续管(9)内设有光电复合缆(10)，所述光电复合缆(10)包括用于传输强电的动力电缆(22)、用于传输弱电的电源电缆(23)、用于传输低带宽数据或控制信号的信号电缆(24)和用于高速双向信息通道的光纤电缆(25)。
2.根据权利要求1所述的一种钻井***，其特征在于，所述地面控制***(101)包括PLC控制模块(2)、卷绕所述连续管(9)的滚筒(7)以及可夹持所述连续管(9)的注入头(8)，所述滚筒(7)上设有连接所述光电复合缆(10)的地面光电转换器(6)，所述PLC控制模块(2)、所述滚筒(7)之间连接有整流逆变器(3)、升压变压器(5)、地面信息处理模块(4)。
3.根据权利要求2所述的一种钻井***，其特征在于，所述滚筒(7)上设有集电滑环(26)。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种钻井***，其特征在于，还包括与所述连续管(9)端部连接的下部钻具(102)，所述下部钻具(102)包括依次连接的连接器(11)、电缆头短节(12)、遥传短节(14)、电动断开和循环短节(15)、钻井参数测量短节(16)、井斜方位测量短节(17)、电动马达(18)、电动导向短节(19)、近钻头测量短节(20)和钻头(21)，所述连接器(11)连接所述连续管(9)。
5.根据权利要求4所述的一种钻井***，其特征在于，所述电缆头短节(12)和所述遥传短节(14)之间连接有非旋转接头(13)。
6.根据权利要求5所述的一种钻井***，其特征在于，所述非旋转接头(13)包括上接头(131)和下接头(132)，所述上接头(131)连接所述电缆头短节(12)，所述下接头(132)连接所述遥传短节(14)。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310336669.3A CN103352656B (zh) | 2013-08-05 | 2013-08-05 | 一种钻井*** |
| PCT/CN2013/088579 WO2015018147A1 (zh) | 2013-08-05 | 2013-12-05 | 一种钻井*** |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310336669.3A CN103352656B (zh) | 2013-08-05 | 2013-08-05 | 一种钻井*** |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103352656A CN103352656A (zh) | 2013-10-16 |
| CN103352656B true CN103352656B (zh) | 2015-08-12 |
Family
ID=49309064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310336669.3A Active CN103352656B (zh) | 2013-08-05 | 2013-08-05 | 一种钻井*** |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103352656B (zh) |
| WO (1) | WO2015018147A1 (zh) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103352656B (zh) * | 2013-08-05 | 2015-08-12 | 四川宏华石油设备有限公司 | 一种钻井*** |
| CN105064934B (zh) * | 2015-08-26 | 2019-01-29 | 东营天华石油技术开发有限公司 | 一种可遥控起下的连续油管装置 |
| CN105370265A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-03-02 | 上海帝可容数字科技有限公司 | 钻头导向装置 |
| CN106884647A (zh) * | 2015-12-10 | 2017-06-23 | 中国石油天然气股份有限公司 | 油井检测装置及油井检测方法 |
| CN106014374A (zh) * | 2016-07-12 | 2016-10-12 | 中国石油集团长城钻探工程有限公司 | 一种连续管钻井用陀螺测量装置 |
| CN106481274A (zh) * | 2016-09-29 | 2017-03-08 | 张赛 | 一种建设用电线电缆安装孔打孔装置 |
| CN109138836A (zh) * | 2017-06-19 | 2019-01-04 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种智能钻井***及方法 |
| CN108518182B (zh) * | 2018-04-16 | 2020-04-24 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 顶板多含水层枝状定向钻孔超前区域水体探放方法及装置 |
| CN109538197B (zh) * | 2018-11-01 | 2020-06-05 | 中国石油大学(北京) | 油气储层钻井轨道确定方法、装置及存储介质 |
| WO2020256720A1 (en) * | 2019-06-19 | 2020-12-24 | Halliburton Energy Services, Inc. | Drilling system |
| CN110485922B (zh) * | 2019-09-02 | 2020-06-05 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种井下动力与双向通讯***及其使用方法 |
| CN110829284B (zh) * | 2019-10-20 | 2021-04-13 | 大庆油田有限责任公司 | 一种管内电缆线预置及连接工艺方法及装置 |
| CN111021958B (zh) * | 2019-12-23 | 2024-07-19 | 西南石油大学 | 一种双层连续管双梯度钻井*** |
| CN113846965B (zh) * | 2020-06-09 | 2024-07-09 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种用于控制井下导向工具的*** |
| CN111878069A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-11-03 | 华信唐山石油装备有限公司 | 一种复合连续管缆油水井套管找漏***及方法 |
| CN112145071B (zh) * | 2020-08-31 | 2022-02-01 | 中国石油大学(华东) | 一种高效智能导向钻井***及钻井方法 |
| CN112727383A (zh) * | 2021-01-15 | 2021-04-30 | 吉林大学 | 一种自平衡钻具***用超低比重连续缆管 |
| CN113062700B (zh) * | 2021-04-20 | 2024-04-02 | 渝丰科技股份有限公司 | 用于特殊油气井钻进的预制电缆 |
| CN113062726B (zh) * | 2021-04-20 | 2022-02-22 | 渝丰科技股份有限公司 | 油气井开采用网络神经电缆及定向测量*** |
| CN113107361B (zh) * | 2021-05-28 | 2023-10-27 | 山东科技大学 | 一种煤层气导向钻井测控装置及其方法 |
| CN113464050B (zh) * | 2021-06-24 | 2023-08-08 | 成都理工大学 | 一种面向智慧矿山的瓦斯钻孔方法及其机器人*** |
| CN113719237B (zh) * | 2021-08-23 | 2023-10-27 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 一种碎软薄煤层瓦斯抽采定向长钻孔施工钻具组合及方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5234058A (en) * | 1990-03-15 | 1993-08-10 | Conoco Inc. | Composite rod-stiffened spoolable cable with conductors |
| US5913003A (en) * | 1997-01-10 | 1999-06-15 | Lucent Technologies Inc. | Composite fiber optic distribution cable |
| US6236789B1 (en) * | 1999-12-22 | 2001-05-22 | Pirelli Cables And Systems Llc | Composite cable for access networks |
| CN2631012Y (zh) * | 2003-06-10 | 2004-08-04 | 宝胜科技创新股份有限公司 | 新型水下系留光电复合缆 |
| CN1543694A (zh) * | 2001-06-20 | 2004-11-03 | �����ա��ڵ� | 导体*** |
| CN202125247U (zh) * | 2011-05-17 | 2012-01-25 | 中国石油化工集团公司 | 一种全电动复合材料连续管钻井装置 |
| CN202510104U (zh) * | 2012-02-24 | 2012-10-31 | 唐山开诚机器人制造有限公司 | 矿用防爆钻孔探测机器人 |
| CN202650625U (zh) * | 2012-04-11 | 2013-01-02 | 广东日丰电缆股份有限公司 | 一种水下机器人脐带电缆 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6934426B2 (en) * | 2002-10-09 | 2005-08-23 | Senstar-Stellar Corporation | Fiber optic security sensor and system with integrated secure data transmission and power cables |
| US7698937B2 (en) * | 2007-10-18 | 2010-04-20 | Neidhardt Deitmar J | Method and apparatus for detecting defects in oilfield tubulars |
| CN101499330B (zh) * | 2008-02-01 | 2013-02-27 | 普拉德研究及开发股份有限公司 | 电缆 |
| US20120121224A1 (en) * | 2010-11-12 | 2012-05-17 | Dalrymple Larry V | Cable integrating fiber optics to power and control an electrical submersible pump assembly and related methods |
| CN103352656B (zh) * | 2013-08-05 | 2015-08-12 | 四川宏华石油设备有限公司 | 一种钻井*** |
-
2013
- 2013-08-05 CN CN201310336669.3A patent/CN103352656B/zh active Active
- 2013-12-05 WO PCT/CN2013/088579 patent/WO2015018147A1/zh active Application Filing
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5234058A (en) * | 1990-03-15 | 1993-08-10 | Conoco Inc. | Composite rod-stiffened spoolable cable with conductors |
| US5913003A (en) * | 1997-01-10 | 1999-06-15 | Lucent Technologies Inc. | Composite fiber optic distribution cable |
| US6236789B1 (en) * | 1999-12-22 | 2001-05-22 | Pirelli Cables And Systems Llc | Composite cable for access networks |
| CN1543694A (zh) * | 2001-06-20 | 2004-11-03 | �����ա��ڵ� | 导体*** |
| CN2631012Y (zh) * | 2003-06-10 | 2004-08-04 | 宝胜科技创新股份有限公司 | 新型水下系留光电复合缆 |
| CN202125247U (zh) * | 2011-05-17 | 2012-01-25 | 中国石油化工集团公司 | 一种全电动复合材料连续管钻井装置 |
| CN202510104U (zh) * | 2012-02-24 | 2012-10-31 | 唐山开诚机器人制造有限公司 | 矿用防爆钻孔探测机器人 |
| CN202650625U (zh) * | 2012-04-11 | 2013-01-02 | 广东日丰电缆股份有限公司 | 一种水下机器人脐带电缆 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103352656A (zh) | 2013-10-16 |
| WO2015018147A1 (zh) | 2015-02-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103352656B (zh) | 一种钻井*** | |
| CN112832681B (zh) | 一种可控轨迹侧向钻井工具及方法 | |
| CN213450246U (zh) | 一种易造斜混合式旋转导向钻井*** | |
| CA2196633C (en) | Apparatus and method for directional drilling using coiled tubing | |
| CN101397901B (zh) | 生产测井的装置和方法 | |
| US11286720B2 (en) | Systems using continuous pipe for deviated wellbore operations | |
| CN101578425A (zh) | 使用贯穿钻头设备的挠性油管井眼钻探 | |
| CN111058835B (zh) | 一种双向通信短节 | |
| CN106639898A (zh) | 一种过线螺杆钻具 | |
| CN101070757A (zh) | 近钻头测井数据过马达有线传输装置 | |
| WO2022218317A1 (zh) | 一种高柔性井底自供电随钻*** | |
| CN111749663A (zh) | 一种分层注聚用配注器，聚合物智能化分注***及应用 | |
| US10358913B2 (en) | Motor MWD device and methods | |
| CN106685630B (zh) | 井下双向通讯装置 | |
| CN104389520B (zh) | 电驱动定向穿越扩孔方法 | |
| WO2020011111A1 (zh) | 一种低成本高造斜率和高机械钻速的旋转导向钻井*** | |
| CN113756717A (zh) | 一种旋转导向装置 | |
| CN110485922A (zh) | 一种井下动力与双向通讯***及其使用方法 | |
| EP1245783A2 (en) | Apparatus and method for directional drilling using coiled tubing | |
| CN203640919U (zh) | 一种井下涡轮发电机 | |
| CN216130870U (zh) | 一种高柔性井底自供电随钻*** | |
| CN105449592A (zh) | 一种井下仪器的线缆放线装置及放线方法 | |
| CN110847821B (zh) | 高造斜、高钻速旋转导向*** | |
| CN214787189U (zh) | 一种刚性驱动的侧向钻孔工具 | |
| CN110017111B (zh) | 一种连续油管牵引器及其工作方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |