[发明专利]定向钻穿越施工监测系统及监测方法

说明书

本发明公开了一种定向钻穿越施工监测系统及监测方法，涉及定向钻施工技术领域。该监测系统包括多个传感器，采集模块和服务器；多个传感器包括均设置在动力头上的第一传感器和第二传感器，第一传感器用于识别动力头是否连接钻杆；第二传感器用于测定在默认动力头始终连接钻杆的条件下动力头带动钻杆产生的位移；采集模块用于接收多个传感器获取的信息，并将信息发送给服务器；服务器用于接收采集模块发送的信息，筛选出动力头连接钻杆时的位移信息，得到钻杆实际的位移。本发明所提供的检测系统，可随时检测钻杆位移数据，无需大量人工作业，避免由于工人操作造成的数据误差。同时所记录的数据具有连续性，时效性和科学性。

技术领域

本发明涉及定向钻施工技术领域，特别涉及一种定向钻穿越施工监测系统及方法。

背景技术

为了便于油、气的综合利用，需要在油、气生产区与油、气消费区之间铺设输送油、气的运输管线。在运输管线铺设过程中可能遇到河流、公路等障碍，此时为了避免线路绕行造成造价过高的情况，一般选择穿越施工，即将管线从河流或公路等下方穿过铺设。通常采用定向钻进行穿越施工。施工时首先钻出导向孔，具体地，先在定向钻钻机的动力头上连接一根钻杆，钻机将钻杆打入地下。待钻杆的末端要进入地下时，停止钻机，拆卸钻杆与动力头的连接，动力头反向运转，增大动力头和已打入地下的钻杆末端之间的距离，之后在动力头和打入地下的钻杆末端之间连接另外一根钻杆。再次启动动力系统，钻机通过动力头推进新连接的钻杆继续进行钻孔，直至将新连接的钻杆同样打入地下，循环这一操作直至钻出完整的导向孔。通常在导向孔阶段，为了掌握施工进展、分析施工状态，需要记录工况信息，尤其是记录钻杆进尺。钻赶进尺为钻机控制钻杆移动的距离，是反映穿越工程进展的关键指标。

现有技术中，在施工时需要采用多根钻杆，且通常使用的钻杆长度基本一致，为9.6m左右。因此在记录钻机进尺时，一般通过已打入地下的钻杆数量与钻杆长度的乘积来代表钻机进尺，具体操作时需要工作人员记录下所使用的钻杆数量。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

通过现有技术所得到的钻机进尺不能如实反映工程进展。首先，由于施工中所采用的钻杆数量较多，仅靠人工记录工作量较大，极易出现漏记、重记现象。其次，每个钻杆的长度有一定误差，当使用大量钻杆时会导致累计误差明显，同样影响了钻机进尺数据的准确性。最后，所得到的钻机进尺仅能反应钻杆完全进入地下的距离，当一根钻杆一部分位于地下、一部分位于地上时，无法准确统计钻杆进尺，使得钻杆进尺数据缺乏连续性和时效性。

发明内容

为了解决现有技术中所获取的钻机进尺不能如实反映工程进展的问题，本发明实施例提供了一种定向钻穿越施工监测系统及其监测方法，具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供一种定向钻穿越施工监测系统，包括多个传感器，采集模块和服务器；其中，

所述多个传感器包括均设置在钻机的动力头上的第一传感器和第二传感器，

所述第一传感器用于识别所述动力头是否连接钻杆，生成所述动力头与所述钻杆的连接状态信息，并发送给所述采集模块；

所述第二传感器用于测定在默认所述动力头始终连接所述钻杆的条件下所述动力头带动所述钻杆产生的位移，生成位移信息并发送给所述采集模块；

所述采集模块用于接收所述多个传感器发送的信息，并将所述信息发送给所述服务器；

所述服务器包括接收单元、筛选单元和存储单元，

所述接收单元用于接收所述采集模块发送的信息；

所述筛选单元用于根据所述动力头与所述钻杆的连接状态信息，筛选出所述动力头连接所述钻杆时所述第二传感器获取的所述位移信息；

所述存储单元用于存储所述筛选单元筛选出的所述位移信息。