本申请涉及钻探设备领域,特别是涉及一种钻具及其控制方法、装置、介质。
背景技术:
1、随着钻井技术的不断进步,长水平井作为开采页岩气、致密油气资源的关键技术手段之一,得到了越来越多的应用,可大幅度提高单井产量及综合开发效益。但在其施工过程中,为了使实钻井眼轨迹满足设计要求,通常采用单弯螺杆加变径扶正器的组合形式配合随钻测量(measure while drilling,mwd)等井下测量仪器进行控制和调整,常规情况下,变径扶正器作为钻具组合中一个极其重要的部分,可简化理解为井下钻具组合与井筒接触的支点,数量为1~2的变径扶正器配合0.5°~1.75°弯角范围的螺杆可形成不同的钻头侧向力。
2、但当钻具组合的造斜能力无法满足要求时,则需重新执行起钻、下钻的操作并更换适宜的钻具组合,影响钻机的工作效率,导致人力物力的浪费。
3、由此可见,如何提供一种新型钻具,以在不起下钻和变更原有井底钻具组合的情况下对钻井轨迹进行控制和调整,是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种钻具及其控制方法、装置、介质,以在不起下钻和变更原有井底钻具组合的情况下对钻井轨迹进行控制和调整,从而提高施工效率。
2、为了解决上述技术问题,本申请提供了一种钻具,该钻具包括:
3、控制器、液压变径执行单元、通信单元和至少一个变径扶正器;
4、所述控制器与所述通信单元连接,以获取斜度改变指令;
5、所述控制器根据所述斜度改变指令和造斜能力模型生成变径扶正器控制信号,其中,所述造斜能力模型为根据变径扶正器数量、变径扶正器设置位置、变径扶正器外径与钻具造斜能力确定的模型;
6、所述液压变径执行单元、所述控制器均与所述变径扶正器连接,以根据所述变径扶正器控制信号控制所述变径扶正器的工作状态。
7、优选的,所述通信单元为无线通信单元;
8、所述无线通信单元用于获取地面控制台所发送的泵噪信号,并根据所述泵噪信号生成所述斜度改变指令。
9、优选的,所述变径扶正器的数量至少为两个,各所述变径扶正器设置在所述钻具的不同区域。
10、为了解决上述技术问题,本申请还提供了一种钻具控制方法,应用于包括控制器、液压变径执行单元、通信单元和至少一个变径扶正器的钻具,所述钻具控制方法包括:
11、获取所述通信单元发送的斜度改变指令;
12、根据所述斜度改变指令和造斜能力模型生成变径扶正器控制信号,其中,所述造斜能力模型为根据变径扶正器数量、变径扶正器设置位置、变径扶正器外径与钻具造斜能力确定的模型;
13、将所述变径扶正器控制信号发送至所述液压变径执行单元和所述变径扶正器,以便于根据所述变径扶正器控制信号控制所述变径扶正器的工作状态。
14、优选的,确定所述造斜能力模型包括:
15、根据钻具设备信息和钻井信息确定钻井二维几何模型,并定义所述钻井二维几何模型的截面物性参数;
16、对所述钻井二维几何模型进行网格划分,以确定有限元网格分析模型;
17、分别确定变径扶正器数量、变径扶正器设置位置、变径扶正器外径对钻具造斜能力的影响,以获取所述造斜能力模型。
18、优选的,所述获取所述通信单元发送的斜度改变指令包括:
19、获取地面控制台发送的泵噪信号;
20、根据所述泵噪信号生成所述斜度改变指令。
21、优选的,所述根据所述斜度改变指令和造斜能力模型生成变径扶正器控制信号包括:
22、解析所述斜度改变指令以确定目标斜度;
23、根据所述造斜能力模型确定与所述目标斜度对应的变径扶正器数量、变径扶正器设置位置、变径扶正器外径。
24、为了解决上述技术问题,本申请还提供了一种钻具控制装置,应用于包括控制器、液压变径执行单元、通信单元和至少一个变径扶正器的钻具,所述钻具控制装置包括:
25、获取模块,用于获取所述通信单元发送的斜度改变指令;
26、生成模块,用于根据所述斜度改变指令和造斜能力模型生成变径扶正器控制信号,其中,所述造斜能力模型为根据变径扶正器数量、变径扶正器设置位置、变径扶正器外径与钻具造斜能力确定的模型;
27、发送模块,用于将所述变径扶正器控制信号发送至所述液压变径执行单元和所述变径扶正器,以便于根据所述变径扶正器控制信号控制所述变径扶正器的工作状态。
28、为了解决上述技术问题,本申请还提供了一种钻具控制装置,包括存储器,用于存储计算机程序;
29、处理器,用于执行所述计算机程序时实现所述的钻具控制方法的步骤。
30、为了解决上述技术问题,本申请还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现所述的钻具控制方法的步骤。
31、本申请提供了一种钻具,包括:控制器、液压变径执行单元、通信单元和至少一个变径扶正器;控制器与通信单元连接,以获取斜度改变指令,从而根据斜度改变指令调节变径扶正器的工作状态;控制器根据斜度改变指令和造斜能力模型生成变径扶正器控制信号,以调节钻具的斜度。其中,造斜能力模型为根据变径扶正器数量、变径扶正器设置位置、变径扶正器外径与钻具造斜能力确定的模型;液压变径执行单元、控制器均与变径扶正器连接,以根据变径扶正器控制信号控制变径扶正器的工作状态。由此可见,本申请所提供的技术方案中,通过获取到的斜度改变指令和预先设置的造斜能力模型生成变径扶正器控制信号,从而调节变径扶正器的工作状态,以调节钻具的造斜能力。无需经过起钻、下钻的操作即可改变钻具的造斜能力,提高钻具的工作效率。
32、此外,本申请还提供了一种钻具控制方法、装置、介质,应用于上述钻具,效果同上。
1.一种钻具,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的钻具,其特征在于,所述通信单元为无线通信单元;
3.根据权利要求2所述的钻具,其特征在于,所述变径扶正器的数量至少为两个,各所述变径扶正器设置在所述钻具的不同区域。
4.一种钻具控制方法,其特征在于,应用于包括控制器、液压变径执行单元、通信单元和至少一个变径扶正器的钻具,所述钻具控制方法包括:
5.根据权利要求4所述的钻具控制方法,其特征在于,确定所述造斜能力模型包括:
6.根据权利要求4所述的钻具控制方法,其特征在于,所述获取所述通信单元发送的斜度改变指令包括:
7.根据权利要求5所述的钻具控制方法,其特征在于,所述根据所述斜度改变指令和造斜能力模型生成变径扶正器控制信号包括:
8.一种钻具控制装置,其特征在于,应用于包括控制器、液压变径执行单元、通信单元和至少一个变径扶正器的钻具,所述钻具控制装置包括:
9.一种钻具控制装置,其特征在于,包括存储器,用于存储计算机程序;
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求4至7任一项所述的钻具控制方法的步骤。
