本申请涉及石油钻井,具体涉及一种井下旋转导向翼肋控制方法。
背景技术:
1、推靠式旋转导向仪器通常由多个液压系统组成,液压系统由微型电机、压差传感器、柱塞泵、节流阀、泄压阀、补偿皮囊等部件组成。电机作为液压产生和维持的执行机构,电机上端与电机驱动电路相连,如图1所示,电机驱动电路给电机提供控制信号和供电,电机下端与柱塞泵相连,带动柱塞泵运作。液压系统产生缸压,通过一定面积的活塞产生对应的推力,如图2所示。多个液压系统产生不同方向不同大小的推力可以形成任意方向(0-360度)任意大小(0-100%fmax)的矢量合力。
2、仪器设计确定后,给定每个液压系统目标缸压后,缸压稳定后,产生的推力是可计算的。但是实际执行过程中,若钻遇较软或者软硬交错地层,翼肋会陷入井壁。若活塞推力继续加大,则有部分推力损失在翼肋的限位处,该翼肋不会有效推靠井壁,这就导致该翼肋实际用于导向的推力小于预期的推力,从而合成的矢量合力与预期不符;其次翼肋陷入井壁后井壁会存在一个台阶面,若翼肋推靠力持续增大,随着仪器的钻进翼肋处会消耗掉一部分钻压造成钻头处钻压较小,降低了钻头破岩效率和钻进效率。
技术实现思路
1、鉴于上述问题,提出了本申请以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的井下旋转导向翼肋控制方法。
2、根据本申请实施例的一个方面,提供了一种井下旋转导向翼肋控制方法,方法应用于旋转导向仪器,旋转导向仪器的液控单元本体上设置有多个导向翼肋,每个导向翼肋对应有液压系统,液控单元本体的翼肋限位结构处安装有测力传感器,方法包括:
3、针对每个导向翼肋,根据导向翼肋对应的液压系统的缸压数据计算液压系统通过活塞施加到导向翼肋上的活塞推靠力;
4、当导向翼肋受活塞推动到预设位置时,翼肋限位台阶接触液控单元本体,通过测力传感器监测液控单元本体的翼肋限位结构处受到的反作用力;
5、根据活塞推靠力及反作用力计算导向翼肋推靠井壁的翼肋推靠力,其中,翼肋推靠力为液压系统实际作用在井壁上的有效推力;
6、根据多个翼肋推靠力控制多个导向翼肋的工作状态。
7、进一步地,根据活塞推靠力及反作用力计算导向翼肋推靠井壁的翼肋推靠力进一步包括:
8、计算活塞推靠力与反作用力之间的差值;
9、将差值确定为导向翼肋推靠井壁的翼肋推靠力。
10、进一步地,根据多个翼肋推靠力控制多个导向翼肋的工作状态进一步包括:
11、根据多个翼肋推靠力确定翼肋导向模式,根据翼肋导向模式控制多个导向翼肋的工作状态。
12、进一步地,根据多个翼肋推靠力确定翼肋导向模式进一步包括:
13、针对任一翼肋推靠力,判断翼肋推靠力是否在预设翼肋推靠力范围内;
14、根据判断结果统计在预设翼肋推靠力范围内的翼肋推靠力的统计数量,根据统计数量确定翼肋导向模式。
15、进一步地,旋转导向仪器的液控单元本体上的导向翼肋的数量为3个。
16、进一步地,根据统计数量确定翼肋导向模式进一步包括:
17、若统计数量为3,则启用3翼肋导向模式;
18、若统计数量为2,则启用2翼肋导向模式;
19、若统计数量为1,则启用单翼肋导向模式。
20、进一步地,液控单元本体的翼肋限位结构处开设螺纹孔,通过螺纹孔将测力传感器固定在液控单元本体的翼肋限位结构处。
21、进一步地,测力传感器的接线端从传感器出线孔处引出,走液控单元本体内部,穿过液控水平过线孔,经由液控垂直过线孔,进入液控出线孔连接到旋转导向仪器的电子舱中的主控制电路。
22、进一步地,方法执行时机为旋转导向仪器运行过程中接收到导向翼肋的翼肋推靠力输出测试指令。
23、进一步地,方法执行时机为旋转导向仪器上电时。
24、本申请实施例提供的控制方法简便可行,测力传感器易于安装,不需要对原有推靠式旋转导向仪器做大范围的改动,只需要在液控单元本体的翼肋限位结构处安装测力传感器并接入主控制电路,即可实现对翼肋接触到液控本体所消耗掉的活塞推靠力进行精准实时测量,从而准确得到导向翼肋推靠井壁的翼肋推靠力,使得依据翼肋推靠力评估当前的实际输出导向合力的大小及方向与预期导向合力的方向及大小相符,从而提高了钻头破岩效率和钻进效率。
25、上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
1.一种井下旋转导向翼肋控制方法,其特征在于,所述方法应用于旋转导向仪器,所述旋转导向仪器的液控单元本体上设置有多个导向翼肋,每个导向翼肋对应有液压系统,液控单元本体的翼肋限位结构处安装有测力传感器,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述活塞推靠力及所述反作用力计算所述导向翼肋推靠井壁的翼肋推靠力进一步包括:
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述旋转导向仪器的液控单元本体上的导向翼肋的数量为3个。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据统计数量确定翼肋导向模式进一步包括:
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其特征在于,所述液控单元本体的翼肋限位结构处开设螺纹孔,通过螺纹孔将所述测力传感器固定在所述液控单元本体的翼肋限位结构处。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其特征在于,所述测力传感器的接线端从传感器出线孔处引出,走液控单元本体内部,穿过液控水平过线孔,经由液控垂直过线孔,进入液控出线孔连接到旋转导向仪器的电子舱中的主控制电路。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其特征在于,所述方法执行时机为旋转导向仪器运行过程中接收到导向翼肋的翼肋推靠力输出测试指令。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其特征在于,所述方法执行时机为旋转导向仪器上电时。
