一种旋转导向钻井控制系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种旋转导向钻井控制系统及其控制方法，其中，控制系统包括地面控制系统、地面控制箱、旁通阀、MWD系统、具有解码单元的井下总控板以及能够控制导向工具中翼肋动作的主控板；还包括井下发电机、发电机安装段、耦合器以及用于安装该耦合器的耦合器安装段、近钻头姿态数据获取组件和电源板。控制方法包括以下步骤：a、井口测试；b、获取近钻头姿态数据，设计井眼轨迹；c、下发指令；d、智能闭环控制。本发明所提出的旋转导向钻井控制系统及其控制方法能够帮助实现自动化、智能化、高效率钻井，取得了理想的控制效果。

主权项

一种旋转导向钻井控制系统，包括地面控制系统、地面控制箱、旁通阀、MWD系统、具有解码单元的井下总控板以及能够控制导向工具中翼肋动作的主控板；其中，所述地面控制系统包括安装有控制软件的上位机；所述地面控制系统与所述地面控制箱电性连接；所述旁通阀安装在与泥浆管道相连的旁通支管上，且所述旁通阀上的信号控制端与所述地面控制箱电性连接；所述泥浆管道用于输送钻井液并将导向工具和设置在地面的泥浆泵相连接；其特征在于，还包括井下发电机、发电机安装段、耦合器以及用于安装该耦合器的耦合器安装段、近钻头姿态数据获取组件和电源板；所述井下发电机固定安装在整体呈柱形且具有中空结构的发电机安装段的内部，所述发电机安装段的端部与导向工具上的耦合器安装段的端部相贯通并固定连接；所述井下总控板安装在所述耦合器安装段，所述井下总控板上具有与所述井下发电机的输出端相连的接收端，并用于接收所述井下发动机的生成的电能以及通过解码单元来对泥浆中携带的指令进行解码；所述井下总控板还具有与所述耦合器的原边线圈相连的连接端、与所述MWD系统信号相连的信号端；所述耦合器的副边线圈与所述主控板信号连接；所述近钻头姿态数据获取组件和电源板固定安装在导向工具上的电路仓中；其中，所述近钻头姿态数据获取组件包括Z向与所述电路仓同轴向设置的三轴加速度计，所述三轴加速度计与所述主控板信号连接；所述主控板的电源输送端通过电源板与电路仓中的蓄电池相连接；所述主控板与用于控制翼肋动作的液压机构的控制信号端相连接。