
技术摘要:
本发明公开了一种基于两级节流的旋转导向指令下传方法,属于石油钻井技术领域,其特征在于,包括以下步骤:a、通过系统控制柜接收旋转导向地面工作机的开启指令信号,接收开启指令信号后,节流阀打开;b、系统控制柜开始解码和编码,将指令转成气动执行器的开关和持续 全部
背景技术:
旋转导向系统是在钻柱旋转钻进时,随钻实时完成导向功能的一种导向式钻井系 统,旋转导向系统工作模式通过编码记录在工具内部,当工程师需要改变工作模式,通过改 变顶驱转速或者排量来实现编码下传给工具识别,工具在识别到编码以后切换工作模式, 以脉冲信号传出至地面。 目前下传指令的方式主要有以下两种:其一是,以改变顶驱转速为基础的方法,通 过将“1”和“0”编码对应为顶驱转速高低。当需要下传指令时,司钻将钻头提离井底并保持 顶驱高转速一定时间,然后按照编码对应高低转速快速调整顶驱转速,每个转速保持一定 时间,反复以往完成一系列编码。其二是,以改变泥浆排量为基础的方法,通过将“1” 和“0” 泥浆脉冲编码对应为泥浆泵“开”和“关”,或将“1” 和“0”泥浆脉冲编码对应为泥浆泵高低 排量。当需要下传指令时,通过结合泥浆泵“开”“关”状态及时间进行编码,形成特定的编码 以便进行地面指令的下传,或通过手动调节泥浆泵排量,结合泵的排量及时间,形成特定的 编码以便进行地面指令的下传。 公开号为CN 102022082A,公开日为2011年04月20日的中国专利文献公开了一种 控制旋转导向钻井工具的地面指令下传方法,包括以下步骤:地面控制系统发送地面控制 指令;泥浆泵泵送泥浆;指令转换单元将该指令转换为时间流量变化参数后,发送到泥浆流 量控制阀;泥浆流量控制阀分流泥浆泵泵送的泥浆;旋转导向钻井工具中指令解析单元解 析地面控制指令;旋转导向钻井工具中控制单元控制旋转导向钻井工具动作。 该专利文献公开的一种控制旋转导向钻井工具的地面指令下传方法,其装置能够 将地面控制指令发送到旋转导向钻井工具,指令发送过程中泥浆泵无需停止,避免岩屑沉 积导致的井下故障。但是,泥浆流量控制阀使用管路为高压管汇,易对装置造成冲蚀,不仅 缩短了装置的使用寿命,而且安全可靠性差。
技术实现要素:
本发明为了克服上述现有技术的缺陷,提供一种基于两级节流的旋转导向指令下 传方法,本发明操作简便,能够有效将高压降为低压,减少对下传装置的冲蚀,指令下传安 全可靠。 本发明通过下述技术方案实现: 一种基于两级节流的旋转导向指令下传方法,其特征在于,包括以下步骤: a、通过系统控制柜接收旋转导向地面工作机的开启指令信号,接收开启指令信号后, 节流阀打开; b、系统控制柜开始解码和编码,将指令转成气动执行器的开关和持续时间,推动气动 3 CN 111577133 A 说 明 书 2/7 页 针型阀执行开启和关闭的动作,钻井液通过旋转导向指令下传装置的高压过滤器和节流 阀,将高压钻井液转为低压钻井液,完成泄流; c、下传指令结束后,系统控制柜接收旋转导向地面工作机的关闭指令信号,节流阀关 闭。 所述步骤b中,解码具体是指旋转导向的工作模式解码成0和1的编码组合,编码是 指将0编为气动执行器的关,关闭持续时间为5-15s,将1编为气动执行器的开,开启持续时 间为5-15s。 所述步骤b中,将高压钻井液转为低压钻井液具体是指将28-35MPa的钻井液降为 8-15MPa的钻井液。 所述旋转导向指令下传装置,包括立管、隔离阀、高压过滤器、节流阀、缓冲短接、 隔离旋塞阀和用于连接泥浆罐的气动针形阀,高压过滤器通过隔离阀与立管连接,节流阀 连接在立管上,节流阀位于高压过滤器下方,缓冲短接的一端与节流阀连接,缓冲短接的另 一端通过隔离旋塞阀与气动针形阀连接。 所述节流阀与高压过滤器之间设置有安全旋塞阀,安全旋塞阀固定在立管上。 所述气动针形阀包括阀座、阀芯和阀笼,阀芯设置在阀笼内,阀笼设置在阀座上, 阀座、阀芯和阀笼为一体成型而成。 所述高压过滤器呈筒状,高压过滤器包括筒体和固定在筒体内的滤网,滤网上均 匀布置有多个直径为4mm的圆孔,滤网的直径为80cm。 所述缓冲短接上设置有变扣,节流阀通过变扣与缓冲短接连接,变扣的外壁固定 有加强层,变扣的内壁固定有涂层。 所述缓冲短接上固定有第一压力表,气动针形阀上固定有第二压力表。 本发明的有益效果主要表现在以下方面: 1、本发明,“a、通过系统控制柜接收旋转导向地面工作机的开启指令信号,接收开启指 令信号后,节流阀打开;b、系统控制柜开始解码和编码,将指令转成气动执行器的开关和持 续时间,推动气动针型阀执行开启和关闭的动作,钻井液通过旋转导向指令下传装置的高 压过滤器和节流阀,将高压钻井液转为低压钻井液,完成泄流;c、下传指令结束后,系统控 制柜接收旋转导向地面工作机的关闭指令信号,节流阀关闭”,整个下传过程操作简便,能 够有效将高压降为低压,减少对下传装置的冲蚀,指令下传安全可靠。 2、本发明,步骤b中,解码具体是指旋转导向的工作模式解码成0和1的编码组合, 编码是指将0编为气动执行器的关,关闭持续时间为5-15s,将1编为气动执行器的开,开启 持续时间为5-15s,使得整个气动执行器的开关更加灵活,便于实现气动针型阀灵活的执行 开启和关闭的动作,保障下传指令执行的安全可靠。 3、本发明,步骤b中,将高压钻井液转为低压钻井液具体是指将28-35MPa的钻井液 降为8-15MPa的钻井液,使得整个下传操作处于低压状态,进一步提高了安全性。 4、本发明,旋转导向指令下传装置,包括立管、隔离阀、高压过滤器、节流阀、缓冲 短接、隔离旋塞阀和用于连接泥浆罐的气动针形阀,高压过滤器通过隔离阀与立管连接,节 流阀连接在立管上,节流阀位于高压过滤器下方,缓冲短接的一端与节流阀连接,缓冲短接 的另一端通过隔离旋塞阀与气动针形阀连接,通过节流阀能够根据立管压力调节开度,降 低下游压力及泄流流体流速,使整个下游系统处于低压状态,缓冲短接能够有效降低泄流 4 CN 111577133 A 说 明 书 3/7 页 流速,降低安全风险,较现有技术而言,能够有效将高压降为低压,减少对下传装置的冲蚀, 提高使用寿命和安全性。 5、本发明,节流阀与高压过滤器之间设置有安全旋塞阀,安全旋塞阀固定在立管 上,通过设置安全旋塞阀,使得开关更加迅速,流体阻力更小,角行程操作快,提高安全性。 6、本发明,气动针形阀包括阀座、阀芯和阀笼,阀芯设置在阀笼内,阀笼设置在阀 座上,阀座、阀芯和阀笼为一体成型而成,提高了气动针形阀的整体结构强度,保障了使用 稳定性。 7、本发明,高压过滤器呈筒状,高压过滤器包括筒体和固定在筒体内的滤网,滤网 上均匀布置有多个直径为4mm的圆孔,滤网的直径为80cm,保障了过流流量,且具有良好的 过滤效果。 8、本发明,缓冲短接上设置有变扣,节流阀通过变扣与缓冲短接连接,变扣的外壁 固定有加强层,变扣的内壁固定有涂层,能够延缓节流后紊流流体的冲刷,延长使用寿命, 降低安全风险。 9、本发明,缓冲短接上固定有第一压力表,气动针形阀上固定有第二压力表,能够 实时的监测流体压力,进一步提高安全性。 附图说明 下面将结合说明书附图和