本申请涉及钻井

技术领域：

，尤其涉及一种井深测量系统及方法。

背景技术：

：在钻井施工中过程中，施工人员需要实时了解井深的变换情况，因此，需要在钻井的过程中实时对井深进行测量。。目前，井深主要是由现场录井队工作人员通过在钻井井架钻台绞车轴承上加装绞车转速仪，通过测量绞车转动计算绞车上钢丝绳上提下放长度，在录井软件中人工对应预先丈量好的标号钻杆，每使用一根钻杆人工在软件添加一根钻杆的长度数据，并使用所有钻杆的累计长度加上钻进时钢丝绳下放长度，计算得出目前井深。上述井深计算因为需要人工确认钻杆编号添加单个钻杆长度，而且钢丝绳下放可能包含其他工况不一定是井深增加下放，所以这种方式复杂且容易误算由此可见，上述井深计算方法不不仅测量效率低，而且计算精度差。技术实现要素：本申请实施例提供了一种井深测量系统及方法，以解决目前井深测量效率低、精度差的问题。第一方面，本实施例提供一种井深测量系统，包括：第一传感器，用于统计井架上至地面以下井底已负载钻杆的数量；第二传感器，用于实时监测井架的大钩至钻台面的距离；数据采集转换模块，与所述第一传感器和所述第二传感器通信，用于将所述已负载钻杆的数量和当前时刻大钩至钻台面的距离，发送至计算机；所述计算机，被配置为：根据已负载钻杆的数量在预设的钻杆信息列表中查询每一个已负载钻杆的长度，并将每一个已负载钻杆的长度相加，获得钻杆总长度；其中，所述钻杆信息列表包括钻杆的安装次序和长度的对应关系；使用所述钻杆总长度减去当前时刻大钩至钻台面的距离和钻台面到地面的距离，获得当前时刻的井深。在第一方面的第一种实现方式中，所述计算机还被配置为，根据井深测量时间和井深的对应关系，生成井深数据报表。在第一方面的第二种实现方式中，所述第一传感器，还用于以4-20ma模拟量将至地面以下井底已负载钻杆的数量发送至所述数据采集转换模块；所述第二传感器，还用于以4-20ma模拟量将大钩至钻台面的距离发送至所述数据采集转换模块。在第一方面的第三种实现方式中，所述第一传感器为防爆光栅编码传感器；所述第二传感器为防爆激光传感器。在第一方面的第四种实现方式中，所述采集转换模块，还用于采集所述第一传感器和所述第二传感器传入的模拟量数据，并将所述模拟量数据以太网数字量信号输出，通过modbustcp通信协议传输至所述计算机。第二方面，本实施例提供一种井深测量方法，包括：统计井架上至地面以下井底已负载钻杆的数量；实时监测井架的大钩至钻台面的距离；根据已负载钻杆的数量在预设的钻杆信息列表中查询每一个已负载钻杆的长度，并将每一个已负载钻杆的长度相加，获得钻杆总长度，其中，所述钻杆信息列表包括钻杆的安装次序和长度的对应关系；使用所述钻杆总长度减去当前时刻大钩至钻台面的距离和钻台面到地面的距离，获得当前时刻的井深。在第二方面的第一种实现方式中，所述方法还包括：根据井深测量时间和井深的对应关系，生成井深数据报表。本申请实施例所能达到的有益效果：本实施例提供的井深测量系统及方法，能够实时测量已负载钻杆的数据和大钩到台面的距离，并结合预设的钻杆信息列表和钻台面到地面的距离，实时并准确计算井深，无需人工辅助操作，计算效率高、精度高。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的井架的结构示意图；图2为本申请实施例提供的井深测量系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。目前，如图1所示，国内油田钻井中所用各型号井架通常都包括井架架体、钻台面、大钩、钻杆和小鼠洞。钻台面设置在井架的中间部位，距离地面2-3m的位置。钻台面上方的井架顶部悬用定滑轮挂着大钩，大钩位于钻台面上方，并且大钩下方方钻杆竖直连接多根不断加长向地下延伸的钻杆。该钻台面的下方设置临时存放待连接单一钻杆的竖直管段叫一个小鼠洞，并且小鼠洞与钻台面上方连通。在一个示例中，小鼠洞的长度可以为9.6m。在钻井过程中，钻杆在电机的带动下不断钻入地面，形成钻井过程。在钻井机向下钻进的过程中，新连接的钻杆随着井深延伸不断被竖直向下送入地下，大钩也在与井下钻杆连接的情况下，不断地靠近钻台面垂直向下运动。当钻杆长度不够时，需要根据钻井井深需求，依次将需要连接的钻杆提前吊入位于钻台上的小鼠洞中，以便在钻台上将方钻杆与井下连接的钻杆卸开后与小鼠洞内的钻杆进行上扣连接。当钻杆连接好之后，再将钻杆从小鼠洞中提出，与卡在钻台面上的井下钻杆连串的最上端连接，连接好后放入井架下方井眼内开始向下持续钻进。为了解决目前井深测量效率低、精度差的问题，本实施例提供一种应用于上述井架的井深测量系统，以高效、高精度地测量钻井的深度。需要说明的是，本申请中使用的术语“模块”，是指任何已知或后来开发的硬件、软件、固件、人工智能、模糊逻辑或硬件或/和软件代码的组合，能够执行与该元件相关的功能。请参阅图2，本实施例提供的一种井深测量系统。该系统包括：防爆光栅编码传感器、防爆激光传感器、数据采集转换模块和计算机。防爆光栅编码传感器，安装在小鼠洞内，用于监测小鼠洞内累计放入钻杆的数量，该数量即为井架上至地面以下井底已负载钻杆的数量。每当按钻杆吊入小鼠洞时，防爆光栅编码传感器开始计数。防爆光栅编码传感器在更新监测数据之后，以4-20ma模拟量将检测到的已负载钻杆的数量发送至数据采集转换模块，以便由数据采集转换模块发送至计算机。防爆激光传感器，安装在井架的大钩上，用于在钻井过程中，实时监测井架的大钩至钻台面的距离，并以4-20ma模拟量将大钩至钻台面的距离发送至数据采集转换模块，以便由数据采集转换模块发送至计算机。数据采集转换模块，与防爆光栅编码传感器和防爆激光传感器通信。数据采集转换模块用于将接收到的已负载钻杆的数量和当前时刻大钩至钻台面的距离的模拟量数据，以太网数字量信号输出，通过modbustcp通信协议传输至计算机。在一种可能的实现方式中，防爆光栅编码传感器和防爆激光传感器，与数据采集转换模块有线连接。在另一种可能的实现方式中，防爆光栅编码传感器和防爆激光传感器，与数据采集转换模块采用无线的方式连接。计算机，被配置为根据已负载钻杆的数量，在钻杆信息列表中查询每一个已负载钻杆的长度，并将每一个已负载钻杆的长度相加，获得钻杆总长度；以及，使用钻杆总长度减去当前时刻大钩至钻台面的距离和钻台面到地面的距离，获得当前时刻的井深。在本实施例中，计算机可以为笔记本电脑、台式电脑、智能手机、平板电脑等带有显示器的智能电子设备，本实施例对此不进行限制。此外，需要说明的是，由于钻井的深度通常较深(例如3000m)，因此，在钻井过程中通常需要用到依次连接的多根钻杆。这些钻杆在安装的过程中，必须按照特定的顺序连接，才能保证钻井过程的可靠性。所以，在进行钻井施工之前，施工人员需要对即将使用到的各个钻杆的长度进行测量，并根据各个钻杆的长度和钻杆的安装次序，生成一个钻杆信息列表，并将该钻杆信息列表录入计算机中。在本实施例中，以表1示例性示出的钻杆信息列表为例，计算当钻台面距离地面的距离为3m、至地面以下井底已负载钻杆的数量为5、大钩至钻台面的距离为5.5m时的井深。具体地，井深h＝(9.75+9.65+9.70+9.69+9.72+9.78)－3－5.5＝40.07m。在表1中，编号表示钻杆的安装次序。例如，编号1表示该钻杆第一个安装，编号5表示该钻杆第5个安装。表1钻杆信息列表编号长度/m19.7529.6539.7049.6959.7869.7679.8189.7499.72……509.69此外，在本实施例中，计算机还被配置为根据井深测量时间和井深的对应关系，生成井深数据报表，以形象地展示井深随着时间的变化关系。综上所述，本实施例提供的井深测量系统，能够实时测量已负载钻杆的数据和大钩到台面的距离，并结合预设的钻杆信息列表和钻台面到地面的距离，实时并准确计算井深，无需人工辅助操作，计算效率高、精度高。此外，本实施例提供的井深测量系统还能够达到以下有益效果：(1)通过现场传感器及数据处理软件，计算出精确井深，实时井深数据精度达到厘米级，远高于人工计算。(2)排除采集、计算过程中人工操作，杜绝人为失误造成井深误算。(3)现场传感器硬件满足油田防爆要求，无施工安全隐患。(4)设备安装简单，造价成本低。需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，例如能够根据本申请实施例图示或描述中给出那些以外的顺序实施。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。当前第1页1&nbsp2&nbsp3&nbsp