CN107965307B - 钻井控制方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种钻井控制方法、装置、电子设备及存储介质，所述钻井的控制参数包括激振器的激振频率、激振器的激振振幅，所述方法包括：根据第一控制参数，获取初始振型；在所述初始振型符合目标振型的规则的情况下，确定接触时间；其中，所述目标振型包括一周期一次碰撞振型；根据岩石刚度与所述接触时间的关联特性，确定岩石刚度数据；根据岩石刚度数据，确定第二控制参数的调整区间；所述第二控制参数用于表征修正后的所述控制参数。以获得优化的钻井控制参数，保持和延续较高的旋冲破岩效率，避免能量的内部消耗。
Description
技术领域
本发明涉及石油钻井领域，尤其涉及一种钻井控制方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
对于旋冲钻井技术的研究，研究人员们尝试了不同的激振能量提供方法和不同的激振控制方式来提高破岩效率。美国石油公司考虑了用空气锤的方式来实现旋转冲击钻井，并进行了现场试验。英国纽卡斯尔大学的研究人员考虑了利用压缩空气和水力活塞对钻杆进行冲击，将空气和水的势能转化为动能传递到钻头处用于破岩。澳大利亚CSIRO研究所设计了自激励轴向振动钻具来改善破岩效率。英国阿伯丁大学开展了共振增强钻井技术研究，这项技术是通过调节钻头的轴向激振参数来激发钻头共振以提高破岩效率。美国国民油井华高公司使用带PDC钻头的旋转冲击钻井系统在西非进行了现场应用。此外，大庆油田针对深井硬地层钻井的需要，研制了XC-82型液力旋冲钻具及配套钻头，通过性能测试发现，该钻具具有冲击能力强，冲击频率低的特点。中国石油大学(华东)的学者们基于有效利用直井底部钻柱纵向振动能量实现钻井液增压的思路，研制出了JZZY-1型井下钻柱减振增压装置，他们还设计了弹簧蓄能激发式旋转冲击钻井工具。目前，采用旋冲钻井技术进行钻井作业的井次越来越多，但现有技术都没有考虑到由于钻头轴向振型的改变所引起的破岩效率的差别，缺少钻井的控制参数调整依据，进而影响旋冲钻井的破岩效率。
发明内容
本说明书实施方式的目的是提供一种钻井控制方法、装置、电子设备及存储介质，能够根据岩石的变化而自动调整钻井的控制参数，保持和延续较高的旋冲破岩效率，避免能量的内部消耗。
为实现上述目的，本说明书实施方式提供一种钻井控制方法，所述钻井的控制参数包括激振器的激振频率、激振器的激振振幅，所述方法包括：根据第一控制参数，获取初始振型；在所述初始振型符合目标振型的规则的情况下，确定接触时间；其中，所述目标振型包括一周期一次碰撞振型；所述接触时间用于表征一个周期中钻具与岩石的接触的时间长度；根据岩石刚度与所述接触时间的关联特性，确定岩石刚度数据；所述岩石刚度数据用于表征岩石在受力时抵抗弹性变形的能力值；根据岩石刚度数据，确定第二控制参数的调整区间；所述第二控制参数用于表征修正后的所述控制参数。
为实现上述目的，本说明书实施方式还提供一种钻井控制装置，所述钻井的控制参数包括激振器的激振频率、激振器的激振振幅，所述装置包括：第一确定单元，用于根据第一控制参数，获取初始振型；第二确定单元，用于在所述初始振型符合目标振型的规则的情况下，确定接触时间；其中，所述目标振型包括一周期一次碰撞振型；所述接触时间用于表征一个周期中钻具与岩石的接触的时间长度；第三确定单元，用于根据岩石刚度与所述接触时间的关联特性，确定岩石刚度数据；所述岩石刚度数据用于表征岩石在受力时抵抗弹性变形的能力值；第四确定单元，用于根据岩石刚度数据，确定第二控制参数的调整区间；所述第二控制参数用于表征修正后的所述控制参数。
为实现上述目的，本说明书实施方式还提供一种电子设备，包括：输入设备，处理器；所述输入设备，用于输入钻井的控制参数；所述钻井的控制参数包括激振器的激振频率、激振器的激振振幅；所述处理器，用于根据钻井的初始控制参数，获取初始振型；在所述初始振型符合目标振型的规则的情况下，确定接触时间；其中，所述目标振型包括一周期一次碰撞振型；所述接触时间用于表征一个周期中钻具与岩石的接触的时间长度；根据岩石刚度与所述接触时间的关联特性，确定岩石刚度数据；所述岩石刚度数据用于表征岩石在受力时抵抗弹性变形的能力值；根据岩石刚度数据，确定第二控制参数的调整区间；所述第二控制参数用于表征修正后的所述控制参数。
为实现上述目的，本说明书实施方式还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序指令，在所述计算机程序指令被执行时实现：根据第一控制参数，获取初始振型；在所述初始振型符合目标振型的规则的情况下，确定接触时间；其中，所述目标振型包括一周期一次碰撞振型；所述接触时间用于表征一个周期中钻具与岩石的接触的时间长度；根据岩石刚度与所述接触时间的关联特性，确定岩石刚度数据；所述岩石刚度数据用于表征岩石在受力时抵抗弹性变形的能力值；根据岩石刚度数据，确定第二控制参数的调整区间；所述第二控制参数用于表征修正后的所述控制参数。
由以上本说明书实施方式提供的技术方案可见，本说明书实施方式通过对所述岩石刚度进行识别；根据岩石刚度确定钻井的控制参数的最佳调整区间，最定最优钻井的控制参数。以上做法实现旋冲钻井系统中国队钻头轴向激振的控制，为钻井的控制参数选取提供依据，根据所述第二控制参数对钻井进行控制，提高破岩效率。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本说明书提供的一种钻井控制方法的流程示意图；
图2是本说明书提供的激振频率分岔示意图；
图3是本说明书提供的破岩效率对比示意图；
图4是本说明书提供的一种接触时间的确定方法示意图；
图5是本说明书提供的一个岩石刚度与接触时间关系示意图；、
图6是本说明书提供的一个岩石刚度与激振频率关系示意图；
图7是本说明书提供的一个钻井的控制参数调整实施例的示意图；
图8是本说明书提供的另一个钻井的控制参数调整实施例的示意图；
图9是本说明书提供的一个确定接触时间的流程图；
图10是本说明书提供的另一种钻井控制方法的流程示意图；
图11是本说明书提供的具体实施例的示意图；
图12是本说明书提供的一种电子设备。
具体实施方式
下面将结合本说明书实施方式中的附图，对本说明书实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本说明书一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本说明书中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都应当属于本申请保护的范围。
请参阅图1。本说明书提供的一种钻井控制方法。所述钻井控制方法可以包括以下步骤。
在本实施方式中，执行所述钻井控制方法的客体可以是具有逻辑运算功能的电子设备。所述电子设备可以是服务器和客户端。所述客户端可以为台式电脑、平板电脑、笔记本电脑、工作站等。当然，客户端并不限于上述具有一定实体的电子设备，其还可以为运行于上述电子设备中的软体。还可以是一种通过程序开发形成的程序软件，该程序软件可以运行于上述电子设备中。
步骤S10：根据第一控制参数，获取初始振型。
在本实施方式中，所述钻井的控制参数包括激振器的激振频率、激振器的激振振幅。所述第一控制参数，可以是指在一个循环中最初输入、设置、或迭代循环时周期开始时的控制参数。振型是指在对应控制参数下，钻头碰撞或破碎岩石，在岩石刚度作用下产生的各种振型。所述初始振型，是指在第一控制参数下对应钻井，与岩石碰撞作用形成的振型。
在本实施方式中，可以通过对旋冲钻井控制系统输入第一控制参数组合，主要包括激振器的激振频率、激振振幅。具体的，在钻井启动时所述第一控制参数应较小，确保系统平稳启动，而在遇到新的岩石时，所述第一控制参数可以是上一个周期时的钻井参数。
步骤S12：在所述初始振型符合目标振型的规则的情况下，确定接触时间；其中，所述目标振型包括一周期一次碰撞振型；所述接触时间用于表征一个周期中钻具与岩石的接触的时间长度。
在本实施方式中，所述振型用于表征所述钻头的运动特征。具体的，所述振型可以包括一周期二次碰撞振型、二周期四次碰撞振型、混沌振型、类周期振型、一周期一次碰撞振型、二周期二次碰撞振型等。其中一周期一次碰撞振型为在一个周期中，所述钻头与所述岩石碰撞一次，区别于一周期一次碰撞振型，二周期二次碰撞振型，是指在所述二个周期中，所述钻头与所述岩石碰撞两次，但两次碰撞的幅度等不同，可以以两个周期为一个循环单位看待二周期二次碰撞振型；一周期二次碰撞振型是指所述钻头与所述岩石在一个周期中碰撞两次，其他振型在本实施方式中不做累述。生成所述初始振型后还包括对所述初始振型的判断，判断所述初始振型是否符合目标振型的规则。
在本实施方式中，可以通过采集振动特征来判别振型。具体的，例如通过加速度传感器采集钻头的轴向加速度信号，通过信号去噪处理，计算绘制出钻头振动相图，并结合庞加莱映射确定相图中对应的钻头轴向振型确定初始振型的类型。所述庞加莱映射是指对连续运动的轨迹用一个截面(叫庞加莱截面)将其横截，那么根据轨迹在截面上穿过的情况，就可以简洁地判断运动的形态，由此所得图像叫庞加莱映像。下面结合图2具体说明，图2展示了激振频率分岔图，横坐标为激振频率，纵坐标为钻头相对位移，图2右下角P1、P2、P3、P4、P5、P6这6幅振型图分别代表钻头的一周期二次碰撞振型、二周期四次碰撞振型、混沌振型、类周期振型、一周期一次碰撞振型、二周期二次碰撞振型的6中典型振型，在振型图中两个水平轴分别对应钻头位移与钻头振动速度，纵轴表示岩石表面位置，例如P1振型图中-2～2表示钻头位移，0.5～-0.5表示钻头振动速度，-0.8～-0.4表示相对于岩石表面位置，当然此6类振型不是穷举。在一个具体场景中，通过加速度传感器采集钻头的轴向加速度信号然后经过信号去噪处理，计算绘制出例如P1至P6的钻头振动相图，结合庞加莱映射确定相图中对应的钻头轴向振型确定初始振型的类型，参阅图2的相图中，TR1、PD1、TR2、PD2分别对应不同振型之间的分岔点，相同中的P1至P6这6个点分别对应于图2右下角的振型图；将获得的振型图与相图对应判定此时的振型，相图中不同区间对应不同的振型。具体的，在此场景中，当根据所述第一控制参数，采集、并处理信号，落入相图中的P5时，判定此时振型为一周期一次碰撞振型，同理，若落入相图中的其他位置，则判定为对应的振型。
在本实施方式中，所述一周期一次碰撞振型是指钻头在一周期内与岩石碰撞一次。具体的，请参阅图2中的P5。所述一周期一次碰撞振型是破岩效率最高的钻头轴向振型，这是在与其他常见振型，包括：一周期多次碰撞振型、类周期振型、混沌振型，比较后得到的结论。原因是在一周期一次碰撞振型下，钻头被轴向弹起的最充分，集聚的势能最大，形成的冲击最有力。而其他振型都伴随着较多的小冲击力碰撞，或是杂乱无章的冲击，这些都将造成能量耗散，影响破岩效率的提高。请参阅图3，图3是对应于图2中6种振型的破岩效率对比图，图3中矩形区域为所述一周期一次碰撞的区域，由图中可知，当振型处于一周期一次碰撞时，破岩效率最高。
在本实施方式中，所述目标振型中利于获得接触时间，最终确定岩石刚度数据。具体的，在所述目标振型中，所述岩石刚度与接触时间存在关联特性，用户可以根据所述接触时间来推断所述岩石刚度。在一个实施方式中，所述目标振型为一周期一次碰撞振型，因为所述一周期一次碰撞振型中，易于获取接触时间，且在一周期一次碰撞振型中所述接触时间与岩石刚度的关联特性相比较其他振型也相对简单，易于从接触时间获取岩石刚度数据。当然，本实施方式的目标振型不局限于所述一周期一次碰撞振型，如果在该振型中，用户可以通过该振型的接触时间，最终获得当前的岩石刚度，该振型都是本实施方式的目标振型。在本实施方式中，当当前振型落入目标振型中，则匹配成功。
在本实施方式中，所述接触时间是指在周期时长内，钻具与岩石的接触的时间，也可以称为碰撞时间，具体的，包括加载时间和卸载时间。
在本实施方式中，在确定接触时间时包括：根据所述初始振型的信号，获得钻头轴向加速度信号；将钻头轴向加速度信号经过非线性时间序列分析处理，获得所述接触时间。非线性时间序列分析是指时间点序列排列时非线性，对应于线性时间序列分析。钻具钻进时，钻具与岩石碰撞，通过钻具钻头轴向的加速度信号中包含了碰撞信号，通过对钻头轴向加速度信号进行分析，确定接触时间。在一般情况下，碰撞信号是非线性的，所以在本实施方式中采用非线性时间序列分析。
具体的，在本实施方式中，可以通过加速度传感器采集的钻头轴向加速度信号的非线性时间序列分析来检测钻头与岩石的接触时间。请参阅图4，图中所示应用非线性时间序列方法，从得到的总共13个纬度里选取了与碰撞直接相关的第1，第7，和第13纬度来进行相空间重建，并对得到的正切向量场进行分析，根据向量模量的大小确定碰撞位置，再根据每个碰撞点对应的采样时间计算出总的接触时间。在图4中，(a)为检测到的钻头加速度时间序列；(b)是通过相空间重构并作三维投影而得到的钻头加速度相图；(c)是对(b)中钻头加速度相图进行正切向量分析，计算其正切向量的模量和方向梯度，借此找出碰撞过程中加载和卸载的位置，其中，加载和卸载对应的时间即为接触时间；(d)是将(b)中的正切向量以原点为起点进行重新排列，并将通过(c)确认的碰撞对应的正切向量在第一维度标识出来，其中M1方向轴的正数区域的标识处为加载碰撞的正切向量，M1方向轴的负数区域的标识处为卸载碰撞的正切向量。(e)是将(d)中标识的碰撞对应的正切向量在钻头加速度时间序列中进行还原，更有利于展示效果，方便统计每个激振周期的接触时间。
步骤S14：根据岩石刚度与所述接触时间的关联特性，确定岩石刚度数据；所述岩石刚度数据用于表征岩石在受力时抵抗弹性变形的能力值；
在本实施方式中，所述刚度是指物体在受力时抵抗弹性变形的能力。具体的，岩石刚度数据是指所述岩石在受力时抵抗弹性变形的能力值。
在本实施方式中，所述关联特性可以指两者之间具有对应关系。具体的，所述岩石刚度与所述接触时间的关联特性是指，所述岩石刚度与所述接触时间具有具体映射关系。例如，岩石刚度越大，接触时间越短，用户可以根据接触时间的具体数值，获得岩石刚度数据。两者的映射关系是在目标振型中的映射关系，优选的，是处于一周期一次碰撞振型前提下，获得实验数据，根据实验数据建立模型，获得岩石刚度与接触时间的函数关系及曲线。参阅图5，在一个具体示例中，先通过实验获取个别岩石刚度对应的碰撞关系点，对获取的点进行拟合，得到实验关联式，具体的，所述关联式即为图5中的数值模拟曲线。在一个场景中，所述接触时间根据通过实验获得的实验关联式或对应的曲线关系，得到所述岩石刚度数据。
在本实施方式中，在所述一周期一次碰撞振型中的岩石刚度与接触时间对应关系较易获取。当然在其他目标振型中，通过所述岩石刚度与所述接触时间的对应关系获得岩石刚度数据也属于本发明保护范围。
步骤S16：根据岩石刚度数据，确定第二控制参数的调整区间；所述第二控制参数用于表征修正后的所述控制参数。
在本实施方式中，分岔为动力学系统的参量值跨越临界值(分岔值)所导致稳定定常状态定性变化的现象。具体的，在处于两种振型的中间状态或附近即为分岔点位置。不同的两种振型之间对应不同类型的分岔点，在激振频率或激振振幅坐标系中，不同岩石刚度对应不同分岔点位置，同类型的分岔点连接组成分岔曲线，具体的可以通过拟合曲线或进行数值延拓获得分岔曲线。参阅图6，在一个具体示例中，所述激振频率为定值，F1与PD1分别对应不同类型的分岔曲线，横坐标无因次激振振幅，为对应的激振振幅—岩石刚度点基准于一个激振振幅，将激振振幅无量纲化，无量纲化可以便于计算；当然，也可以不进行无量纲化，确定不同的分岔曲线。所述分岔曲线可以根据实验获得局部的点，然后进行数值延拓或曲线拟合，获得实验关联式，得到关系曲线。
在本实施方式中，所述分岔点处两边振型明显不同。具体的，可以通过如下方式获得分岔点。在初始参数下，获得对应的振型，当给予初始参数一定的微小步长时，所述振型发生明显变化，此时即为分岔点位置，对应此时的激振频率、激振振幅、岩石刚度。
在本实施方式中，根据所述一周期一次碰撞振型的两边的分岔曲线确定一周期一次碰撞振型的域。具体的，请参阅图7中的(a)，例如，在一激振振幅条件下，花环分叉点组成的曲线(左侧实线)与倍周期分岔点组成的曲线(右侧实线)确定钻井的控制参数调整区间，然后根据所述的岩石刚度估算数据，获得此时钻井的控制参数的调整范围。同理，图8中的(a)展示了在一定激振频率条件下，确定在所述目标振型中第二控制参数调整区间。
在本实施方式中，所述第二控制参数用于表征修正后的所述控制参数。具体的，所述第二控制参数可以是指在一个循环周期中，调整后的较优的钻井控制参数，即较优的激振器频率和振幅。
在本实施方式中，所述钻井的控制参数调整区间还可以加上安全余量，缩小范围。参阅图7或图8中的δ，即为对应的安全系数，具体的所述安全余量，可以根据初始测算阶段得到的理论值与实际值(实验值)之间的平均误差决定。当然，δ还可以乘以一定的系数进行调整安全余量的大小。
在本实施方式中，通过输入的控制参数得到的振型，将振型与目标振型进行相对比，以确定岩石刚度，通过岩石刚度数据来获得控制参数的调整区间，以获得效率较高的破岩效率，并可以实现自动化调整控制参数，节省成本。
请参阅图9,。在一个实施方式中，在确定所述接触时间的步骤中，可以包括以下步骤。
步骤S20：根据所述初始振型的信号，获得钻头轴向加速度信号。
步骤S22：将钻头轴向加速度信号经过非线性时间序列分析处理，获得所述接触时间。
在本实施方式中，所述非线性时间序列分析是指时间点序列排列时非线性，对应于线性时间序列分析。钻具钻进时，钻具与岩石碰撞，通过钻具钻头轴向的加速度信号中包含了碰撞信号，通过对钻头轴向加速度信号进行分析，确定接触时间。在一般情况下，碰撞信号是非线性的，所以在本实施方式中采用非线性时间序列分析。
在本实施方式中，可以通过加速度传感器采集的钻头轴向加速度信号的非线性时间序列分析来检测钻头与岩石的接触时间。请参阅图4，图中所示应用非线性时间序列方法，从得到的总共13个纬度里选取了与碰撞直接相关的第1，第7，和第13纬度来进行相空间重建，并对得到的正切向量场进行分析，根据向量模量的大小确定碰撞位置，再根据每个碰撞点对应的采样时间计算出总的接触时间。在图4中，(a)为检测到的钻头加速度时间序列；(b)是通过相空间重构并作三维投影而得到的钻头加速度相图；(c)是对(b)中钻头加速度相图进行正切向量分析，计算其正切向量的模量和方向梯度，借此找出碰撞过程中加载和卸载的位置，其中，加载和卸载对应的时间即为接触时间；(d)是将(b)中的正切向量以原点为起点进行重新排列，并将通过(c)确认的碰撞对应的正切向量在第一维度标识出来，其中M1方向轴的正数区域的标识处为加载碰撞的正切向量，M1方向轴的负数区域的标识处为卸载碰撞的正切向量。(e)是将(d)中标识的碰撞对应的正切向量在钻头加速度时间序列中进行还原，更有利于展示效果，方便统计每个激振周期的接触时间。
在本实施方式中，通过非线性时间序列分析，获取所述钻具与岩石的接触时间，即碰撞时间，以方便后续获得岩石刚度数据
请参阅图10，在一个实施方式中，所述方法还可以包括以下步骤。
步骤S30：在所述初始振型不符合目标振型的规则的情况下，识别所述初始振型的状态特征.
步骤S32：在所述初始振型的状态特征符合预设规则的情况下，根据岩石刚度与分岔类型的关联特性，确定岩石刚度数据。
在本实施方式中，在所述初始振型不符合目标振型的规则的情况下即当根据第一控制参数生成的初始振型不属于目标振型时，进一步判断初始振型的状态特征，所述初始振型的状态特征是指所述初始振型是否处于分岔点。将所述状态特征与预设特征进行匹配，所述预设特征包括了多种类型的分岔点，当匹配成功时，即所述状态特征判断为分岔点时，根据岩石刚度与分岔类型关联特性，确定岩石刚度数据。具体的，在一个场景中，参阅图6，当处于分岔点时，根据一定的激振频率条件下对应的激振振幅(横坐标)获得对应的无因次岩石刚度。同理控制激振振幅，激振频率通过对应的分岔曲线即激振频率—岩石刚度映射特征，获得岩石刚度估算数据。
当然，在本实施方式中，在确定岩石刚度数据时还包括：所述初始振型的状态特征不符合预设规则的情况下，调整所述钻井的控制参数。具体的，所述初始振型的状态特征不符合预设规则的情况下即指当前振型不处于分岔点位置，也不处于目标振型。此时，根据设定的参数调整步长调整控制参数，然后重新输入新的控制参数，即新的第一控制参数，到旋冲钻井控制系统中，获得新的初始振型，以此循环分析，直至发现目标振型或者分岔点为止。
本实施方式中的相关术语可以参见前述实施方式对照解释。
在一个实施方式中，在确定在所述目标振型中所述控制参数调整区间后还可以包括：根据高振动能量的原则，获得所述第二控制参数。
在本实施方式中，所述高振动能量的原则为在一周期一次碰撞的振型的调整区间内，钻井的控制参数越大破岩效率越高。所述第二控制参数，即为优化后的控制参数。在可调参数范围内选择其上限值作为第二控制参数，可以提高破岩效率。参阅图7，在一个具体实施例中，获得的岩石刚度估算值为21.4kN/mm，此时激振振幅一定，调整激振频率，在一个场景中，激振频率为55Hz，即图7中最左边的点，修正钻井的控制参数，即增加或减少设定的步长，在此场景中，对激振频率增加至65，进入一周期一次碰撞振型，直至修正至右侧曲线处对应的频率。在另一个场景中，频率为130Hz，适当缩小频率至安全范围至125Hz,此时，为优化的控制参数，对应的破岩效率较高。图7(b)中，从上到下的4幅图分别对应图7(a)中，从左到右4个点的工况。参阅图8，在一个具体实施例中，获得的岩石刚度估算值为21.4kN/mm，此时激振频率一定，调整激振振幅，在一周期一次碰撞的范围内，根据高振动能量的原则，将振幅从0.4增加至0.52，即为第二控制参数，此时破岩效率较高。当然，也可以根据范围，同时调节激振频率和激振振幅，原理方法同控制激振振幅修正激振频率或控制激振频率修正激振振幅，只是要不停校正分岔曲线，此处不再复述。
在本实施方式中，在根据所述修正后第二控制参数，进行钻井后还可以包括，钻遇新的岩石，再重新开始循环，寻找最优钻井的控制参数。此处不作累述。
参阅图11，图11是一个具体的实施例，首先向旋冲钻井控制系统输入一个初始的控制参数(钻井的控制参数)组合，主要包括激振器的激振频率、激振振幅，参数的初始值应设置的较小以确保系统平稳启动，然后通过加速度传感器采集钻头的轴向加速度信号。通过信号去噪处理，计算绘制出钻头振动相图，并结合庞加莱映射确定相图中对应的钻头轴向振型。如果此时的振型不是一周期一次碰撞状态则进一步分析是否出现分岔(即振型突然发生明显变化)，如果也没有发现分岔点，则根据设定的参数调整步长调整控制参数(钻井的控制参数)，然后重新输入到旋冲钻井控制系统中，以此循环分析，直至发现一周期一次碰撞振型或者分岔点为止。在信号处理时，如果发现此时钻头的轴向振型已经是一周期一次碰撞状态，就可以通过对加速度传感器采集的钻头轴向加速度信号的非线性时间序列分析来检测钻头与岩石的接触时间，即应用非线性时间序列方法对测得的钻头轴向加速度信号进行相空间重建，并对得到的正切向量场进行分析，根据向量模量的大小确定碰撞位置，再根据每个碰撞点对应的采样时间计算出总的接触时间。接着根据已建立的岩石刚度与接触时间的关系曲线来估算出被钻岩石的刚度。在信号处理时，如果发现分岔点，则进行分岔分析以确定分叉类型，然后根据岩石刚度与分岔点的关系曲线来估算出被钻岩石的刚度。在得到岩石刚度之后，根据控制参数类型(激振频率或激振振幅)，选择对应的两参数分岔曲线来确定一周期一次碰撞振型对应的控制参数(钻井的控制参数)的可调整范围。在得到了控制参数(钻井的控制参数)可调整范围之后，接着根据输入高振动能量的原则，在可调参数范围内选择其上限值作为优化的控制参数(钻井的控制参数)。将最优的控制参数(钻井的控制参数)输入到旋冲钻井控制系统中，以保证旋冲钻系统维持在高破岩效率状态，直到钻遇新的岩石，再重新开始循环，寻找最优控制参数(钻井的控制参数)。
在本场景示例中，需要提前确定好岩石刚度-接触时间关系曲线，岩石刚度-分岔点关系曲线，计算出岩石刚度-激振频率的两参数分岔曲线，岩石刚度-激振振幅的两参数分岔曲线。这些关系曲线都是在控制流程中进行岩石刚度识别的基础，它们的准确性保证了钻头轴向振型动态控制的精确性和稳定性。通过两两映射关系，获得岩石刚度值，然后获得参数调整区间，确定最优钻井的控制参数。
本说明书实施方式中还提供了一种钻井控制装置，如下面的实施方式所述。由于一种钻井控制装置解决问题的原理与一种钻井控制方法相似，因此一种钻井控制装置的实施可以参见一种钻井控制方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。该装置具体可以包括：第一确定单元、第二确定单元、第三确定单元、第四确定单元。下面对该结构进行具体说明。
所述第一确定单元，用于根据第一控制参数，生成初始振型。
在本实施方式中，所述钻井的控制参数包括激振器的激振频率、激振器的激振振幅。所述第一控制参数，可以是指在一个循环中最初输入、设置、或迭代循环时周期开始时的控制参数。振型是指在对应控制参数下，钻头碰撞或破碎岩石，在岩石刚度作用下产生的各种振型。所述初始振型，是指在第一控制参数下对应钻井，与岩石碰撞作用形成的振型。
在本实施方式中，可以通过对旋冲钻井控制系统输入第一控制参数组合，主要包括激振器的激振频率、激振振幅。具体的，在钻井启动时所述第一控制参数应较小，确保系统平稳启动，而在遇到新的岩石时，所述第一控制参数可以是上一个周期时的钻井参数。
所述第二确定单元，用于在所述初始振型符合目标振型的规则的情况下，确定接触时间；其中，所述目标振型包括一周期一次碰撞振型；所述接触时间用于表征一个周期中钻具与岩石的接触的时间长度。
在本实施方式中，所述振型用于表征所述钻头的运动特征。具体的，所述振型可以包括一周期二次碰撞振型、二周期四次碰撞振型、混沌振型、类周期振型、一周期一次碰撞振型、二周期二次碰撞振型等。其中一周期一次碰撞振型为在一个周期中，所述钻头与所述岩石碰撞一次，区别于一周期一次碰撞振型，二周期二次碰撞振型，是指在所述二个周期中，所述钻头与所述岩石碰撞两次，但两次碰撞的幅度等不同，可以以两个周期为一个循环单位看待二周期二次碰撞振型；一周期二次碰撞振型是指所述钻头与所述岩石在一个周期中碰撞两次，其他振型在本实施方式中不做累述。生成所述初始振型后还包括对所述初始振型的判断，判断所述初始振型是否符合目标振型的规则。
在本实施方式中，可以通过采集振动特征来判别振型。具体的，例如通过加速度传感器采集钻头的轴向加速度信号，通过信号去噪处理，计算绘制出钻头振动相图，并结合庞加莱映射确定相图中对应的钻头轴向振型确定初始振型的类型。所述庞加莱映射是指对连续运动的轨迹用一个截面(叫庞加莱截面)将其横截，那么根据轨迹在截面上穿过的情况，就可以简洁地判断运动的形态，由此所得图像叫庞加莱映像。下面结合图2具体说明，图2展示了激振频率分岔图，横坐标为激振频率，纵坐标为钻头相对位移，图2右下角P1、P2、P3、P4、P5、P6这6幅振型图分别代表钻头的一周期二次碰撞振型、二周期四次碰撞振型、混沌振型、类周期振型、一周期一次碰撞振型、二周期二次碰撞振型的6中典型振型，在振型图中两个水平轴分别对应钻头位移与钻头振动速度，纵轴表示岩石表面位置，例如P1振型图中-2～2表示钻头位移，0.5～-0.5表示钻头振动速度，-0.8～-0.4表示相对于岩石表面位置，当然此6类振型不是穷举。在一个具体场景中，通过加速度传感器采集钻头的轴向加速度信号然后经过信号去噪处理，计算绘制出例如P1至P6的钻头振动相图，结合庞加莱映射确定相图中对应的钻头轴向振型确定初始振型的类型，参阅图2的相图中，TR1、PD1、TR2、PD2分别对应不同振型之间的分岔点，相同中的P1至P6这6个点分别对应于图2右下角的振型图；将获得的振型图与相图对应判定此时的振型，相图中不同区间对应不同的振型。具体的，在此场景中，当根据所述第一控制参数，采集、并处理信号，落入相图中的P5时，判定此时振型为一周期一次碰撞振型，同理，若落入相图中的其他位置，则判定为对应的振型。
在本实施方式中，所述一周期一次碰撞振型是指钻头在一周期内与岩石碰撞一次。具体的，请参阅图2中的P5。所述一周期一次碰撞振型是破岩效率最高的钻头轴向振型，这是在与其他常见振型，包括：一周期多次碰撞振型、类周期振型、混沌振型，比较后得到的结论。原因是在一周期一次碰撞振型下，钻头被轴向弹起的最充分，集聚的势能最大，形成的冲击最有力。而其他振型都伴随着较多的小冲击力碰撞，或是杂乱无章的冲击，这些都将造成能量耗散，影响破岩效率的提高。请参阅图3，图3是对应于图2中6种振型的破岩效率对比图，图3中矩形区域为所述一周期一次碰撞的区域，由图中可知，当振型处于一周期一次碰撞时，破岩效率最高。
在本实施方式中，所述目标振型中利于获得接触时间，最终确定岩石刚度数据。具体的，在所述目标振型中，所述岩石刚度与接触时间存在关联特性，用户可以根据所述接触时间来推断所述岩石刚度。在一个实施方式中，所述目标振型为一周期一次碰撞振型，因为所述一周期一次碰撞振型中，易于获取接触时间，且在一周期一次碰撞振型中所述接触时间与岩石刚度的关联特性相比较其他振型也相对简单，易于从接触时间获取岩石刚度数据。当然，本实施方式的目标振型不局限于所述一周期一次碰撞振型，如果在该振型中，用户可以通过该振型的接触时间，最终获得当前的岩石刚度，该振型都是本实施方式的目标振型。在本实施方式中，当当前振型落入目标振型中，则匹配成功。
在本实施方式中，所述接触时间是指在周期时长内，钻具与岩石的接触的时间，也可以称为碰撞时间，具体的，包括加载时间和卸载时间。
在本实施方式中，在确定接触时间时包括：根据所述初始振型的信号，获得钻头轴向加速度信号；将钻头轴向加速度信号经过非线性时间序列分析处理，获得所述接触时间。非线性时间序列分析是指时间点序列排列时非线性，对应于线性时间序列分析。钻具钻进时，钻具与岩石碰撞，通过钻具钻头轴向的加速度信号中包含了碰撞信号，通过对钻头轴向加速度信号进行分析，确定接触时间。在一般情况下，碰撞信号是非线性的，所以在本实施方式中采用非线性时间序列分析。
所述第三确定单元，用于根据岩石刚度与所述接触时间的关联特性，确定岩石刚度数据；所述岩石刚度数据用于表征岩石在受力时抵抗弹性变形的能力值；
在本实施方式中，所述岩石刚度与所述接触时间的关联特性是指，所述岩石刚度与所述接触时间具有具体映射关系。例如，岩石刚度越大，接触时间越短，用户可以根据接触时间的具体数值，获得岩石刚度数据。两者的映射关系是在目标振型中的映射关系，优选的，是处于一周期一次碰撞振型前提下，获得实验数据，根据实验数据建立模型，获得岩石刚度与接触时间的函数关系及曲线。参阅图5，在一个具体示例中，先通过实验获取个别岩石刚度对应的碰撞关系点，对获取的点进行拟合，得到实验关联式，具体的，所述关联式即为图5中的数值模拟曲线。在一个场景中，所述接触时间根据通过实验获得的实验关联式或对应的曲线关系，得到所述岩石刚度数据。
在本实施方式中，在所述一周期一次碰撞振型中的岩石刚度与接触时间对应关系较易获取。当然在其他目标振型中，通过所述岩石刚度与所述接触时间的对应关系获得岩石刚度数据也属于本发明保护范围。
所述第四确定单元，用于根据岩石刚度数据，确定第二控制参数的调整区间；所述第二控制参数用于表征修正后的所述控制参数。
在本实施方式中，分岔为动力学系统的参量值跨越临界值(分岔值)所导致稳定定常状态定性变化的现象。具体的，在处于两种振型的中间状态或附近即为分岔点位置。不同的两种振型之间对应不同类型的分岔点，在激振频率或激振振幅坐标系中，不同岩石刚度对应不同分岔点位置，同类型的分岔点连接组成分岔曲线，具体的可以通过拟合曲线或进行数值延拓获得分岔曲线。参阅图6，在一个具体示例中，所述激振频率为定值，F1与PD1分别对应不同类型的分岔曲线，横坐标无因次激振振幅，为对应的激振振幅—岩石刚度点基准于一个激振振幅，将激振振幅无量纲化，无量纲化可以便于计算；当然，也可以不进行无量纲化，确定不同的分岔曲线。所述分岔曲线可以根据实验获得局部的点，然后进行数值延拓或曲线拟合，获得实验关联式，得到关系曲线。
在本实施方式中，所述分岔点处两边振型明显不同。具体的，可以通过如下方式获得分岔点。在初始参数下，获得对应的振型，当给予初始参数一定的微小步长时，所述振型发生明显变化，此时即为分岔点位置，对应此时的激振频率、激振振幅、岩石刚度。
在本实施方式中，根据所述一周期一次碰撞振型的两边的分岔曲线确定一周期一次碰撞振型的域。具体的，请参阅图7中的(a)，例如，在一激振振幅条件下，花环分叉点组成的曲线(左侧实线)与倍周期分岔点组成的曲线(右侧实线)确定钻井的控制参数调整区间，然后根据所述的岩石刚度估算数据，获得此时钻井的控制参数的调整范围。同理，图8中的(a)展示了在一定激振频率条件下，确定在所述目标振型中第二控制参数调整区间。
在本实施方式中，所述钻井的控制参数调整区间还可以加上安全余量，缩小范围。参阅图7或图8中的δ，即为对应的安全系数，具体的所述安全余量，可以根据初始测算阶段得到的理论值与实际值(实验值)之间的平均误差决定。当然，δ还可以乘以一定的系数进行调整安全余量的大小。
本实施方式中的相关术语可以参见前述实施方式对照解释，在此不再赘述。
在一个实施方式中，所述第二确定单元在确定所述接触时间时可以包括：根据所述初始振型的信号，获得钻头轴向加速度信号；将钻头轴向加速度信号经过非线性时间序列分析处理，获得所述接触时间。
在本实施方式中，所述非线性时间序列分析是指时间点序列排列时非线性，对应于线性时间序列分析。钻具钻进时，钻具与岩石碰撞，通过钻具钻头轴向的加速度信号中包含了碰撞信号，通过对钻头轴向加速度信号进行分析，确定接触时间。在一般情况下，碰撞信号是非线性的，所以在本实施方式中采用非线性时间序列分析。
在本实施方式中，可以通过加速度传感器采集的钻头轴向加速度信号的非线性时间序列分析来检测钻头与岩石的接触时间。请参阅图4，图中所示应用非线性时间序列方法，从得到的总共13个纬度里选取了与碰撞直接相关的第1，第7，和第13纬度来进行相空间重建，并对得到的正切向量场进行分析，根据向量模量的大小确定碰撞位置，再根据每个碰撞点对应的采样时间计算出总的接触时间。在图4中，(a)为检测到的钻头加速度时间序列；(b)是通过相空间重构并作三维投影而得到的钻头加速度相图；(c)是对(b)中钻头加速度相图进行正切向量分析，计算其正切向量的模量和方向梯度，借此找出碰撞过程中加载和卸载的位置，其中，加载和卸载对应的时间即为接触时间；(d)是将(b)中的正切向量以原点为起点进行重新排列，并将通过(c)确认的碰撞对应的正切向量在第一维度标识出来，其中M1方向轴的正数区域的标识处为加载碰撞的正切向量，M1方向轴的负数区域的标识处为卸载碰撞的正切向量。(e)是将(d)中标识的碰撞对应的正切向量在钻头加速度时间序列中进行还原，更有利于展示效果，方便统计每个激振周期的接触时间。
在本实施方式中，通过非线性时间序列分析，获取所述钻具与岩石的接触时间，即碰撞时间，以方便后续获得岩石刚度数据。本实施方式中的相关术语可以参见前述实施方式对照解释，在此不再赘述。
在一个实施方式中，所述装置还可以包括以下单元。
识别单元，在所述初始振型不符合目标振型的规则的情况下，识别所述初始振型的状态特征。
第五确定单元，用于在所述初始振型的状态特征符合预设规则的情况下，根据岩石刚度与分岔类型的关联特性，确定岩石刚度数据。
在本实施方式中，在所述初始振型不符合目标振型的规则的情况下即当根据第一控制参数生成的初始振型不属于目标振型时，进一步判断初始振型的状态特征，所述初始振型的状态特征是指所述初始振型是否处于分岔点。将所述状态特征与预设特征进行匹配，所述预设特征包括了多种类型的分岔点，当匹配成功时，即所述状态特征判断为分岔点时，根据岩石刚度与分岔类型关联特性，确定岩石刚度数据。具体的，在一个场景中，参阅图6，当处于分岔点时，根据一定的激振频率条件下对应的激振振幅(横坐标)获得对应的无因次岩石刚度。同理控制激振振幅，激振频率通过对应的分岔曲线即激振频率—岩石刚度映射特征，获得岩石刚度估算数据。
当然，在本实施方式中，在确定岩石刚度数据时还包括：所述初始振型的状态特征不符合预设规则的情况下，调整所述钻井的控制参数。具体的，所述初始振型的状态特征不符合预设规则的情况下即指当前振型不处于分岔点位置，也不处于目标振型。此时，根据设定的参数调整步长调整控制参数，然后重新输入新的控制参数，即新的第一控制参数，到旋冲钻井控制系统中，获得新的初始振型，以此循环分析，直至发现目标振型或者分岔点为止。
本实施方式中的相关术语可以参见前述实施方式对照解释。
在一个实施方式中，所述装置还可以包括：第五确定单元，用于根据高振动能量的原则，获得所述第二控制参数。
在本实施方式中，所述高振动能量的原则为在一周期一次碰撞的振型的调整区间内，钻井的控制参数越大破岩效率越高。所述第二控制参数，即为优化后的控制参数。在可调参数范围内选择其上限值作为第二控制参数，可以提高破岩效率。
在本实施方式中，在根据所述修正后第二控制参数，进行钻井后还可以包括，钻遇新的岩石，再重新开始循环，寻找最优钻井的控制参数。此处不作累述。
请参阅图12。本说明书实施方式中还提供了一种电子设备，包括：输入设备，处理器。
所述输入设备，用于输入钻井的控制参数；所述钻井的控制参数包括激振器的激振频率、激振器的激振振幅。
所述处理器，用于根据钻井的初始控制参数，获取初始振型；在所述初始振型符合目标振型的规则的情况下，确定接触时间；其中，所述目标振型包括一周期一次碰撞振型；所述接触时间用于表征一个周期中钻具与岩石的接触的时间长度；根据岩石刚度与所述接触时间的关联特性，确定岩石刚度数据；所述岩石刚度数据用于表征岩石在受力时抵抗弹性变形的能力值；根据岩石刚度数据，确定第二控制参数的调整区间；所述第二控制参数用于表征修正后的所述控制参数。
所述输入设备设备是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一。所述输入设备包括键盘、鼠标、摄像头、扫描仪、光笔、手写输入板、语音输入装置等；输入设备用于把数据输入到计算机中。
所述处理器可以按任何适当的方式实现。例如，处理器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式等等。
在本实施方式中，该电子设备具体实现的功能和效果，可以与其它实施方式对照解释，在此不再赘述。
本说明书实施方式中还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序指令，在所述计算机程序指令被执行时实现：根据第一控制参数，获取初始振型；在所述初始振型符合目标振型的规则的情况下，确定接触时间；其中，所述目标振型包括一周期一次碰撞振型；所述接触时间用于表征一个周期中钻具与岩石的接触的时间长度；根据岩石刚度与所述接触时间的关联特性，确定岩石刚度数据；所述岩石刚度数据用于表征岩石在受力时抵抗弹性变形的能力值；根据岩石刚度数据，确定第二控制参数的调整区间；所述第二控制参数用于表征修正后的所述控制参数。
在本实施方式中，所述存储器包括但不限于随机存取存储器(Random AccessMemory,RAM)、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、缓存(Cache)、硬盘(Hard DiskDrive,HDD)或者存储卡(Memory Card)。所述存储器可以用于存储计算机程序指令。网络通信单元可以是依照通信协议规定的标准设置的，用于进行网络连接通信的接口。
在本实施方式中，该计算机存储介质存储的程序指令具体实现的功能和效果，可以与其它实施方式对照解释，在此不再赘述。
本说明书实施方式提出一种钻井控制方法、装置、电子设备及存储介质最本质的特点是，岩石刚度、激振频率、激振幅度之间的两两映射关系获得岩石刚度，从中得到目标振型的参数，将钻井的控制参数调整对应参数，提高破岩效率，还可以自动调整，实现自动化。
尽管本申请内容中提到一种钻井的控制参数处理或装置，但是，本申请并不局限于必须是行业标准或实施例所描述的情况等，某些行业标准或者使用自定义方式或实施例描述的实施基础上略加修改后的实施方案也可以实现上述实施例相同、等同或相近、或变形后可预料的实施效果。应用这些修改或变形后的数据获取、处理、输出、判断方式等的实施例，仍然可以属于本申请的可选实施方案范围之内。
虽然本申请提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境，甚至为分布式数据处理环境)。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、产品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。
上述实施例阐明的装置或模块等，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现，也可以将实现同一功能的模块由多个子模块的组合实现等。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内部包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构、类等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，移动终端，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中的各个实施例采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本申请可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请。
Claims (8)
1.一种钻井控制方法，所述钻井的控制参数包括激振器的激振频率、激振器的激振振幅，其特征在于，所述方法包括：
根据第一控制参数，获取初始振型；所述第一控制参数表示在一个循环中最初输入、设置、或迭代循环时周期开始时的控制参数；
在所述初始振型符合目标振型的规则的情况下，确定接触时间；在确定所述接触时间的步骤中，包括：根据所述初始振型的信号，获得钻头轴向加速度信号；将钻头轴向加速度信号经过非线性时间序列分析处理，获得所述接触时间；其中，所述目标振型包括一周期一次碰撞振型；所述接触时间用于表征一个周期中钻具与岩石的接触的时间长度；
根据岩石刚度与所述接触时间的关联特性，确定岩石刚度数据；所述岩石刚度数据用于表征岩石在受力时抵抗弹性变形的能力值；
根据岩石刚度数据，确定第二控制参数的调整区间；所述第二控制参数用于表征修正后的所述控制参数。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述初始振型不符合目标振型的规则的情况下，识别所述初始振型的状态特征；
在所述初始振型的状态特征符合预设规则的情况下，根据岩石刚度与分岔类型的关联特性，确定岩石刚度数据。
3.如权利要求1所述方法，其特征在于，在确定在所述目标振型中所述控制参数调整区间后还包括：
根据高振动能量的原则，获得所述第二控制参数。
4.一种钻井控制装置，所述钻井的控制参数包括激振器的激振频率、激振器的激振振幅，其特征在于，所述装置包括：
第一确定单元，用于根据第一控制参数，获取初始振型；所述第一控制参数表示在一个循环中最初输入、设置、或迭代循环时周期开始时的控制参数；
第二确定单元，用于在所述初始振型符合目标振型的规则的情况下，确定接触时间；其中，所述目标振型包括一周期一次碰撞振型；所述接触时间用于表征一个周期中钻具与岩石的接触的时间长度；所述第二确定单元在确定所述接触时间时包括：根据所述初始振型的信号，获得钻头轴向加速度信号；将钻头轴向加速度信号经过非线性时间序列分析处理，获得所述接触时间；
第三确定单元，用于根据岩石刚度与所述接触时间的关联特性，确定岩石刚度数据；所述岩石刚度数据用于表征岩石在受力时抵抗弹性变形的能力值；
第四确定单元，用于根据岩石刚度数据，确定第二控制参数的调整区间；所述第二控制参数用于表征修正后的所述控制参数。
5.如权利要求4所述装置，其特征在于，所述装置还包括：
识别单元，在所述初始振型不符合目标振型的规则的情况下，识别所述初始振型的状态特征；
第五确定单元，用于在所述初始振型的状态特征符合预设规则的情况下，根据岩石刚度与分岔类型的关联特性，确定岩石刚度数据。
6.如权利要求4所述装置，其特征在于，所述装置还包括：
第五确定单元，用于根据高振动能量的原则，获得所述第二控制参数。
7.一种用于钻井控制方法的电子设备，其特征在于，包括：输入设备，处理器；
所述输入设备，用于输入钻井的控制参数；所述钻井的控制参数包括激振器的激振频率、激振器的激振振幅；
所述处理器，用于根据钻井的初始控制参数，获取初始振型；所述初始控制参数表示在一个循环中最初输入、设置、或迭代循环时周期开始时的控制参数；在所述初始振型符合目标振型的规则的情况下，确定接触时间；在确定所述接触时间的步骤中，包括：根据所述初始振型的信号，获得钻头轴向加速度信号；将钻头轴向加速度信号经过非线性时间序列分析处理，获得所述接触时间；其中，所述目标振型包括一周期一次碰撞振型；所述接触时间用于表征一个周期中钻具与岩石的接触的时间长度；根据岩石刚度与所述接触时间的关联特性，确定岩石刚度数据；所述岩石刚度数据用于表征岩石在受力时抵抗弹性变形的能力值；根据岩石刚度数据，确定第二控制参数的调整区间；所述第二控制参数用于表征修正后的所述控制参数。
8.一种用于钻井控制方法的计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有计算机程序指令，在所述计算机程序指令被执行时实现：
根据第一控制参数，获取初始振型；所述第一控制参数表示在一个循环中最初输入、设置、或迭代循环时周期开始时的控制参数；所述控制参数包括激振器的激振频率、激振器的激振振幅；
在所述初始振型符合目标振型的规则的情况下，确定接触时间；其中，所述目标振型包括一周期一次碰撞振型；所述接触时间用于表征一个周期中钻具与岩石的接触的时间长度；
根据岩石刚度与所述接触时间的关联特性，确定岩石刚度数据；所述岩石刚度数据用于表征岩石在受力时抵抗弹性变形的能力值；
根据岩石刚度数据，确定第二控制参数的调整区间；所述第二控制参数用于表征修正后的所述控制参数。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201711192652.XA CN107965307B (zh) | 2017-11-24 | 2017-11-24 | 钻井控制方法、装置、电子设备及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
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