CN117846578A - 海上施工船钻探深度测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海上施工船钻探深度测量方法，施工船甲板上设有钻塔、设于所述钻塔上的钻进动力头、与所述钻进动力头连接的钻杆，包括以下步骤：步骤一、获取钻进动力头向下移动的距离d1及钻塔塔顶与施工船甲板之间的距离d3；步骤二、获取施工船甲板与海底平面的距离dw；步骤三、获取钻杆的总长度L，并基于d1、d3、dw、L计算钻探深度H。本发明测量钻探深度的方法不仅可实时统计探测深度，而且可提高深度测量的准确性，提高测量效率。

Description

海上施工船钻探深度测量方法

技术领域

本发明涉及水上探测设备技术领域。更具体地说，本发明涉及一种海上施工船钻探深度测量方法。

背景技术

在水上勘察施工中，传统钻杆钻入后的测量大都是简单的物理方法，存在施工效率低下和采集的数据精确度不高，直接影响探杆贯入的静力勘察，在较深水域或者风浪较大的施工场地弊病特别明显，急需一种适合水上岩土层钻探时钻孔深度测量系统，以提高勘察施工效率。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种海上施工船钻探深度测量方法，其测量钻探深度的方法不仅可实时统计探测深度，而且可提高深度测量的准确性，提高测量效率。

为了实现本发明的这些目的和其它优点，提供了一种1、海上施工船钻探深度测量方法，施工船甲板上设有钻塔、设于所述钻塔上的钻进动力头、与所述钻进动力头连接的钻杆，包括以下步骤：

步骤一、获取钻进动力头向下移动的距离d1及钻塔塔顶与施工船甲板之间的距离d3；

步骤二、获取施工船甲板与海底平面的距离dw；

步骤三、获取钻杆的总长度L，并基于d1、d3、dw、L计算钻探深度H。

优选的是，获取钻进动力头向下移动的距离的方法为：在钻塔塔顶设置激光测距仪，并通过激光测距仪获取动力头向下所移动的距离。

优选的是，获取施工船甲板与海底平面之间的距离的方法为：在施工船甲板上设置超声波探测仪及在海底平面设置海底钳，通过超声波探测仪测量施工船甲板与海底钳之间的距离，即为施工船甲板与海底平面之间的距离。

优选的是，获取施工船甲板与海底平面之间的距离的方法为：在施工船甲板上设置滚轮式测距仪及在海底平面设置海底钳，所述滚轮式测距仪与海底钳连接，即滚轮式测距仪获取施工船甲板与海底平面之间的距离。

优选的是，获取钻杆总长度的方法为：每根钻杆下端均设有芯片，所述芯片储存所对应的钻杆长度、直径信息，施工船甲板上设有钻杆槽，所述钻杆槽上设有第一扫描仪、第二扫描仪，每个进出所述钻杆槽的钻杆均经过所述第一扫描仪、所述第二扫描仪，当钻杆由所述钻杆槽取出时，钻杆的下端先经过第一扫描仪，再经过第二扫描仪并标记为增加钻杆，同时通过第一扫描仪时第一扫描仪识别芯片，获取并储存钻杆的信息，当钻杆需放回至所述钻杆槽内时，钻杆的下端均先经过第二扫描仪，再经过第一扫描仪并标记为减少钻杆，同时通过第二扫描仪时第二扫描仪识别芯片，获取并储存钻杆的信息，计算所增加的钻杆的长度和、及减少的钻杆的长度和，两者之差即为钻杆总长度。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明取代传统钻杆钻入深度的测量，改变了传统钻杆钻入深度测量的方法，通过精确的测量设备和统计计算，使钻杆钻入后的测量可以实时统计并输出结果；本发明在海上勘察中，将钻杆的钻入测量数字化，测量效率提高显著，使施工管理效率提高，施工工期有较大的缩短；本发明通过实时测量钻进动力头向下移动的距离、钻塔塔顶与施工船甲板之间的距离、施工船甲板与海底平面的距离、钻杆的总长度L，即H＝L-dw-d2，d2＝d3-d1，可减少测量参数的变化，有效提高测量的精确度。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明其中一个技术方案所述的钻探深度测量原理图；

图2为本发明其中一个技术方案所述的施工船的结构示意图；

图3为本发明其中一个技术方案所述的钻杆的结构示意图；

图4为本发明其中一个技术方案所述的钻杆槽的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1-4所示，本发明提供一种海上施工船钻探深度测量方法，施工船甲板1上设有钻塔5、设于所述钻塔5上的钻进动力头6、与所述钻进动力头6连接的钻杆10，包括以下步骤：

步骤一、获取钻进动力头6向下移动的距离d1及钻塔5塔顶与施工船甲板1之间的距离d3；

步骤二、获取施工船甲板1与海底平面20的距离dw；

步骤三、获取钻杆10的总长度L，并基于d1、d3、dw、L计算钻探深度H。

在这种技术方案中，钻探深度H＝L-dw-d2，d2＝d3-d1，钻杆10在向海底钻入工作时，钻进动力头6带动钻杆10向下钻入，钻塔5塔顶到施工船甲板1之间的距离为定值，在施工过程中可基于实时的dw和d1计算出不同时间点的钻探深度；施工船甲板1上还设有海浪补偿装置23(海浪补偿装置23采用现有技术，用于补偿涨、退潮对动力头6的影响，海浪补偿装置用于减少海浪对施工船的影响，减少施工船受海浪作用产生升沉、摇摆运动的影响)和数字控制台21用于统计并记录d1、d3、dw、L数值进行分析处理，并计算出钻探实时深度H，呈现结果；施工船甲板1上还设有卷扬机4，卷扬机4用于控制钻进动力头6上升或下降，海浪2与施工船的相对位置如图1所示。

采用该技术方案，本发明测量钻探深度的方法不仅可实时统计探测深度，而且可提高深度测量的准确性，提高测量效率。

在另一种技术方案中，获取钻进动力头6向下移动的距离的方法为：在钻塔5塔顶设置激光测距仪15，并通过激光测距仪15获取动力头6向下所移动的距离。本发明通过设置激光测距仪15实现可实时测量钻进动力头6向下移动的距离

在另一种技术方案中，获取施工船甲板1与海底平面20之间的距离的方法为：在施工船甲板1上设置超声波探测仪11及在海底平面20设置海底钳12，通过超声波探测仪11测量施工船甲板1与海底钳12之间的距离，即为施工船甲板1与海底平面20之间的距离。采用该技术方案，实现克服海浪、潮涨潮落等外界因素的影响，实时测量施工船甲板1与海底平面20之间的距离。

在另一种技术方案中，获取施工船甲板1与海底平面20之间的距离的方法为：在施工船甲板1上设置滚轮式测距仪13及在海底平面20设置海底钳12，所述滚轮式测距仪13与海底钳12连接，即滚轮式测距仪13获取施工船甲板1与海底平面20之间的距离，同时使用超声波探测仪、滚轮式测距仪进行测距，提高了距离测试的准确性。采用该技术方案，实现克服海浪、潮涨潮落等外界因素的影响，实时测量施工船甲板1与海底平面20之间的距离，减少测量外界所带来的测量误差，提高测量的准确性。

在另一种技术方案中，获取钻杆10总长度的方法为：每获取钻杆10总长度的方法为：每根钻杆10下端均设有芯片25，所述芯片25储存所对应的钻杆10长度、直径信息，施工船甲板1上设有钻杆槽9，所述钻杆槽9上设有第一扫描仪7、第二扫描仪8，每个进出所述钻杆槽9的钻杆10均经过所述第一扫描仪7、所述第二扫描仪8，当钻杆10由所述钻杆槽9取出时，钻杆10的下端先经过第一扫描仪7，再经过第二扫描仪8并标记为增加钻杆10，同时通过第一扫描仪7时第一扫描仪7识别芯片25，获取并储存钻杆10的信息，当钻杆10需放回至所述钻杆槽9内时，钻杆10的下端均先经过第二扫描仪8，再经过第一扫描仪7并标记为减少钻杆10，同时通过第二扫描仪8时第二扫描仪8识别芯片25(根据经过第一扫描仪7、第二扫描仪8的先后顺序不同，进而判断为增加钻杆10还是减少钻杆10，第二扫描仪8识别出的芯片25信息不保存避免重复，以增加钻杆为例其中一种具体实现方案为：第一扫描仪首先扫到钻杆上的芯片信息并储存对应的长度信息及钻杆数量为加1，接着第二扫描仪也扫到芯片上的信息则钻杆增加数量记为加0，即一根钻杆通过第一扫描仪、第二扫描仪时，钻杆数量的增加为1)，获取并储存钻杆10的信息，计算所增加的钻杆10的长度和、及减少的钻杆10的长度和，两者之差即为钻杆10总长度。在这种技术方案中，施工船在海上施工时，涨潮时需要增加钻杆10的使用数量(增加钻杆10总长度)，退潮时需要减少钻杆10的使用数量(减少钻杆10的总长度)，钻杆10有不同直径和不同长度的规格但是在一个施工阶段使用一种直径的钻杆10，通过识别芯片25可以获取所经过第一扫描仪7或第二扫描仪8钻杆10的直径和长度，最后获取钻杆10的总长度，即在一个施工阶段所记录的增加的钻杆10长度之和为L_增加＝n₁×l₁+n₂×l₂+n₃×l₃+…+nn×ln，L_减少＝m₁×l₁+m₂×l₂+m₃×l₃+…+mn×ln，钻杆10总长度L＝l₁(n₁-m1)+l₂(n₂-m2)+l₃(n₃-m₃)+…+l_n(n₁-m1)，其中，在一个施工阶段所有钻杆10的直径相同Φ，

l₁：钻杆10长度为l₁，增加该长度钻杆10的数量为n₁，减少该长度钻杆10的数量为m₁，n₁≧m₁；

l₂：钻杆10长度为l₂，增加该长度钻杆10的数量为n₂，减少该长度钻杆10的数量为m₂，n₂≧m₂；

l₃：钻杆10长度为l₃，增加该长度钻杆10的数量为n₃，减少该长度钻杆10的数量为m₃，n₃≧m₃；

……

……

L_n：钻杆10长度为l_n，增加该长度钻杆10的数量为n_n，减少该长度钻杆10的数量为m_n，n_n≧m_n；

l₁～l_n为直径相同但长度不同的钻杆10；n₁～n_n为增加钻杆10数量，m₁～m_n为减少钻杆10数量，公式中钻杆10总数最小为零，也就是n_n≧m_n。采用该技术方案，本发明通过第一扫描仪7、第二扫描仪8实现统计实时统计钻杆10的使用数量，以便于克服涨潮或退潮时钻杆10使用数量变化不便于统计的问题。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明海上施工船钻探深度测量方法的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.海上施工船钻探深度测量方法，施工船甲板上设有钻塔、设于所述钻塔上的钻进动力头、与所述钻进动力头连接的钻杆，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、获取钻进动力头向下移动的距离d1及钻塔塔顶与施工船甲板之间的距离d3；

步骤二、获取施工船甲板与海底平面的距离dw；

步骤三、获取钻杆的总长度L，并基于d1、d3、dw、L计算钻探深度H。

2.如权利要求1所述的海上施工船钻探深度测量方法，其特征在于，获取钻进动力头向下移动的距离的方法为：在钻塔塔顶设置激光测距仪，并通过激光测距仪获取动力头向下所移动的距离。

3.如权利要求1所述的海上施工船钻探深度测量方法，其特征在于，获取施工船甲板与海底平面之间的距离的方法为：在施工船甲板上设置超声波探测仪及在海底平面设置海底钳，通过超声波探测仪测量施工船甲板与海底钳之间的距离，即为施工船甲板与海底平面之间的距离。

4.如权利要求2所述的海上施工船钻探深度测量方法，其特征在于，获取施工船甲板与海底平面之间的距离的方法为：在施工船甲板上设置滚轮式测距仪，所述滚轮式测距仪与海底钳连接，即滚轮式测距仪获取施工船甲板与海底平面之间的距离。

5.如权利要求1所述的海上施工船钻探深度测量方法，其特征在于，获取钻杆总长度的方法为：每根钻杆下端均设有芯片，所述芯片储存所对应的钻杆长度、直径信息，施工船甲板上设有钻杆槽，所述钻杆槽上设有第一扫描仪、第二扫描仪，每个进出所述钻杆槽的钻杆均经过所述第一扫描仪、所述第二扫描仪，当钻杆由所述钻杆槽取出时，钻杆的下端先经过第一扫描仪，再经过第二扫描仪并标记为增加钻杆，同时通过第一扫描仪时第一扫描仪识别芯片，获取并储存钻杆的信息，当钻杆需放回至所述钻杆槽内时，钻杆的下端均先经过第二扫描仪，再经过第一扫描仪并标记为减少钻杆，同时通过第二扫描仪时第二扫描仪识别芯片，获取并储存钻杆的信息，计算所增加的钻杆的长度和、及减少的钻杆的长度和，两者之差即为钻杆总长度。