[发明专利]一种石油钻井钻进轨迹的可视化控制装置及控制方法

摘要

本发明涉及一种石油钻井钻进轨迹的可视化控制装置及控制方法,属石油钻井轨迹控制技术领域。该控制装置包括可视化平台、数据服务器、转盘控制系统和钻杆，该控制方法包括以下步骤：建立井眼轨迹和设计轨迹的模型，对井眼轨迹和设计轨迹评价，对井眼轨迹纠偏。该的控制方法通过对设计钻进轨迹和实际钻进轨迹建模，并在可视化界面显示而使设计钻进轨迹和实际钻进轨迹能可视化，由此能直观地观察设计钻进轨迹、实际钻进轨迹及实际钻进状态，通过对设计钻进轨迹和实际钻进轨迹评价能实时、直观地对钻进轨迹进行调整，有效解决了实际钻进轨迹不能实时监测，且钻进轨迹调整过程存在繁琐、不直观和有效性不足的问题。

主权项

1.一种石油钻井钻进轨迹的控制方法，其特征在于：它包括如下步骤：/n1)、在控制装置的可视化平台上根据目标井的井身结构设计数据、已钻井的测井数据和钻进工具数据，通过虚拟钻井模型建立设计钻进轨迹的几何模型；/n2）、将建立的几何模型通过平面渲染，结合各钻进工具之间以及钻进工具与地层之间的关联映射，建立设计钻进轨迹的形象模型；/n3）、通过编程和数学建模，将建立的形象模型数据化，建立设计钻进轨迹的行为模型；/n4）、将建立的行为模型在显示屏上的设计轨迹上显示，由此能通过设计轨迹能直观地观察理想状态的钻进轨迹,同时将行为模型的数据存储在数据服务器中，以便控制器的调用；/n5）、建立行为模型后通过随钻测量工具实时采集钻头的运行数据，同时通过转盘传感器实时采集转盘的运行数据，并将钻头的运行数据和转盘的运行数据上传至控制器；/n6）、控制器对数据处理并依次建立实际钻进轨迹的几何模型、形象模型和行为模型，将控制器建立实际钻进轨迹的行为模型通过数据服务器上传至可视化平台，并在显示屏上的井眼轨迹和钻进状态上动态显示，由此通过井眼轨迹和钻进状态对实际钻进轨迹能直观地观察，并通过井眼轨迹和设计轨迹进行比对，以判断井眼轨迹的偏离状况，由此对井眼轨迹进行评价，同时将实际钻进轨迹的行为模型数据存储在数据服务器中，以便可视化平台调用；/n7）、控制器由数据服务器中调取设计钻进轨迹的行为模型，并对实际钻进轨迹和设计钻进轨迹相互结合进行评价，以确定实际钻进轨迹的偏移情况，根据评价结果，实际钻进轨相对于设计钻进轨迹发生偏移时，控制器采用动态模糊神经网络算法通过变频器控制变频电机的转速和转矩而调整工具面角度，进而调整实际钻进轨迹，由此对实际钻进轨迹纠偏，使实际钻进轨迹接近设计钻进轨迹；/n8）、控制器调整钻进轨迹过程中实际钻进轨迹相较于设计钻进轨迹偏离程度较大，方位角或井斜角超过设定值时，控制器通过变频器停止钻进过程，并发出警报，由人工通过设定井斜角和方位角并再次钻进而对钻进轨迹纠偏，由此使实际钻进轨迹与设计钻进轨迹接近；/n9）、人工调整钻进轨迹使偏离角度低于设定值时，控制器再次对钻进轨迹进行调整；/n10）、控制器通过对人工调整井斜角和方位角的过程进行学习，而对控制器的动态模糊神经网络算法进行完善，进而使控制器对钻进轨迹的调整更准确。/n