[发明专利]固井胶塞定位系统及其定位方法

权利要求书

1.一种固井胶塞定位系统，包括位于管柱内的胶塞，其特征在于，还包括第一主动声呐和计量装置，其中第一主动声呐向管柱内发送声波以及接收碰到所述胶塞后反射的声波，所述计量装置根据发送和接收的声波时间差以及得到的所述声波在所述管柱内的钻井液中的传播速度从而定位所述胶塞在管柱中的位置。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述计量装置包括第二主动声呐、控制器、标定液罐以及与所述胶塞同材质的胶皮件，所述胶皮件设置在所述标定液罐的底部，所述第二主动声呐设在所述标定液罐上方，所述控制器与所述第二主动声呐电连接。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述计量装置还包括流量计，所述流量计与所述标定液罐的入口以及所述管柱的出口连接，计量流出所述管柱以及流入所述标定液罐的钻井液的流动速度。

4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述第一主动声呐向所述管柱内发送声波，声波碰到胶塞后反射，所述第一主动声呐接收到回波后，计算两个声波的时间差，所述时间差乘以声波在该种钻井液中的传播速度后再除以2，获得所述胶塞距离管柱出口的实时位置。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第一主动声呐向所述管柱内发送声波，声波碰到胶塞后反射，所述第一主动声呐接收到回波后，将两个声波的时间差发送给控制器，所述控制器计算获得胶塞的实时位置。

6.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述第二主动声呐向所述标定液罐发送声波和接收所述胶皮件反射的声波，并将计量的两个声波的时间差传递给所述控制器，所述控制器计算获得声波在所述钻井液中的传播速度，所述标定液罐内的钻井液与所述管柱内的钻井液是同一种。

7.一种固井胶塞定位方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

向管串内泵入设计量的水泥浆，倒换水泥头的阀门，胶塞进入管柱内，泵入钻井液；

第一主动声呐通电向管柱内发送声波，接收到从胶塞反射的声波后，计算得到两个声波的时间差；

第二主动声呐向标定液罐发送声波，接收到声波后，发送时间差给控制器计算获得所述声波在所述标定液罐内的钻井液中的传播速度；

根据所述声波的传播速度以及在管柱内的时间差计算所述胶塞在管柱中的实时位置。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述声波的传播速度以及在管柱内的时间差计算所述胶塞在管柱中的实时位置包括：

所述控制器根据两个声波的时间差乘以声波在该种钻井液中的传播速度后再除以2，获得胶塞的实时位置。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第二主动声呐向所述标定液罐发送声波和接收碰到胶皮件后反射的声波，并将计量的时间传递给所述控制器计算所述声波在所述标定液罐内的钻井液中的传播速度，其中，所述胶皮件设置在所述标定液罐的底部并与所述胶塞同材质。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，当所述胶塞到达预设位置时，停止泵入钻井液。