自动垂直钻井中井斜动态测量理论与实验研究

doi:10.7623/syxb200604024

石油学报 ›› 2006, Vol. 27 ›› Issue (4): 105-109.DOI: 10.7623/syxb200604024

自动垂直钻井中井斜动态测量理论与实验研究

刘白雁¹, 苏义脑², 陈新元¹, 谢剑刚¹, 曾良才¹

1. 武汉科技大学机械自动化学院, 湖北武汉, 430081;
2. 中国石油勘探开发研究院钻井所, 北京, 100083

收稿日期:2005-11-14 修回日期:2006-02-13 出版日期:2006-07-25 发布日期:2010-05-21
作者简介:刘白雁,男,1957年4月生,1990年获西安交通大学博士学位,现为武汉科技大学机械自动化学院教授,研究方向为复杂机电液系统的测控理论与技术.E-mail:wustlby@163.com
基金资助:
国家自然科学基金项目(No.50574070);湖北省自然科学基金项目(2004ABA002);湖北省机械传动与制造重点实验室开放基金重点项目(2003B001)联合资助.

Theoretical and experimental investigation on dynamic measurements of hole inclination in automatic vertical drilling process

Liu Baiyan¹, Su Yi'nao², Chen Xinyuan¹, Xie Jiangang¹, Zeng Liangcai¹

1. College of Machinery and Automation, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430081, China;
2. Research Institute of Petroleum Exploration and Development, CNPC, Beijing 100083, China

Received:2005-11-14 Revised:2006-02-13 Online:2006-07-25 Published:2010-05-21

摘要/Abstract

摘要： 井斜动态测量是指在钻井过程中对井眼的井斜角、工具面角等物理量的实时检测和信息的提取,比静态测量复杂,钻具的振动和转动均会导致相应的井斜测量信号严重失真,但其中的振动信号可用低通滤波器滤除,而钻具转动对加速度计所产生的离心力导致的测量信号的失真,则必须通过诸如转速补偿之类的修正才能去除.低通滤波器可选用一定阶数和转折频率的巴特沃斯滤波器,而加速度计输出的转速补偿则须预先对加速度计进行标定.利用专门的实验装置对井斜动态测量的方法及其具体实现进行了有效的验证.

关键词: 自动垂直钻井, 井斜, 动态测量, 加速度计, 低通滤波器

Abstract: The dynamic measurement of hole inclination is one of the key techniques for the anti-deviation control of automatic vertical drilling.The key of this technique is to pick up information of hole inclination and corresponding direction of hole deflection using gravity accelerometer sensors during drilling.The dynamic measurement of hole inclination is more complex than the static measurement.The measured data may be distorted seriously under the vibration and rotation of drill string.However,the vibration noises can be eliminated from the inclination measurement by low-pass filter.The centrifugal force caused by rotation of drilling tool will distort the accelerometer outputs,which can only be revised by rotation speed compensation.The methods for selecting low-pass filter and error compensation of accelerometer outputs were proposed and proved by experiments.

Key words: automatic vertical drilling, hole inclination, dynamic measurement, accelerometer, low-pass filter

中图分类号:

TE249

刘白雁, 苏义脑, 陈新元, 谢剑刚, 曾良才. 自动垂直钻井中井斜动态测量理论与实验研究[J]. 石油学报, 2006, 27(4): 105-109.

Liu Baiyan, Su Yi'nao, Chen Xinyuan, Xie Jiangang, Zeng Liangcai. Theoretical and experimental investigation on dynamic measurements of hole inclination in automatic vertical drilling process[J]. Editorial office of ACTA PETROLEI SINICA, 2006, 27(4): 105-109.

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自动垂直钻井中井斜动态测量理论与实验研究

Theoretical and experimental investigation on dynamic measurements of hole inclination in automatic vertical drilling process

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